數(shù)控車床編程加工工藝的處理與技巧
一、確定工件的加工部位和具體內(nèi)容
1)確定被加工工件需在本機(jī)床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。
2)工件在本工序加工之前的情況。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。
3)前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔等。
4)本工序要加工的部位和具體內(nèi)容。
二、確定工件的裝夾方式與設(shè)計(jì)夾具
根據(jù)已確定的工件加工部位、定位基準(zhǔn)和夾緊要求,選用或設(shè)計(jì)夾具。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件;軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高,為便于工件夾緊,多采用液壓高速動(dòng)力卡盤,因它在生產(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格的平衡,具有高轉(zhuǎn)速(極限轉(zhuǎn)速可達(dá)40006000r/min)。
三、確定加工方案
1)確定加工方案的原則
加工方案又稱工藝方案,數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。
在數(shù)控機(jī)床加工過程中,由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣,特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響,在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí),應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待,靈活處理。
制定加工方案的一般原則為:先粗后精,先近后遠(yuǎn),先內(nèi)后外,程序段最少,走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。
2)先粗后精
為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量,在切削加工時(shí),應(yīng)先安排粗加工工序,在較短的時(shí)間內(nèi),將精加工前大量的加工余量去掉,同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。
當(dāng)粗加工工序安排完后,應(yīng)接著安排換刀后進(jìn)行的半精加工和精加工。其中,安排半精加工的目的是,當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí),則可安排半精加工作為過渡性工序,以便使精加工余量小而均勻。
3)先近后遠(yuǎn)
這里所說的遠(yuǎn)與近,是按加工部位相對(duì)于對(duì)刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下,特別是在粗加工時(shí),通常安排離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工,離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工,以便縮短刀具移動(dòng)距離,減少空行程時(shí)間。對(duì)于車削加工,先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性,改善其切削條件。
4)先內(nèi)后外
對(duì)既要加工內(nèi)表面(內(nèi)型、腔),又要加工外表面的零件,在制定其加工方案時(shí),通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔,后加工外表面。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形狀較困難,刀具剛性相應(yīng)較差,刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低,以及在加工中清除切屑較困難等。
5)走刀路線最短
確定走刀路線的工作重點(diǎn),主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線,因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。
走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動(dòng)起,直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑,包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。
上述原則并不是一成不變的,對(duì)于某些特殊情況,則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工,才能保證其加工精度與質(zhì)量。
四、加工路線與加工余量的關(guān)系
在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí),則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。
1)對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線
2)分層切削時(shí)刀具的終止位置
3)車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速
數(shù)控車床加工螺紋時(shí),因其傳動(dòng)鏈的改變,原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí),刀具沿主進(jìn)給軸(多為Z軸)方向位移一個(gè)螺距即可,不應(yīng)受到限制。
刀具在其位移的始/終,都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束,由于升/降頻特性滿足不了加工需要等原因,則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求;
一、確定工件的加工部位和具體內(nèi)容
1)確定被加工工件需在本機(jī)床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。
2)工件在本工序加工之前的情況。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。
3)前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔等。
4)本工序要加工的部位和具體內(nèi)容。
二、確定工件的裝夾方式與設(shè)計(jì)夾具
根據(jù)已確定的工件加工部位、定位基準(zhǔn)和夾緊要求,選用或設(shè)計(jì)夾具。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件;軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高,為便于工件夾緊,多采用液壓高速動(dòng)力卡盤,因它在生產(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格的平衡,具有高轉(zhuǎn)速(極限轉(zhuǎn)速可達(dá)40006000r/min)。
三、確定加工方案
1)確定加工方案的原則
加工方案又稱工藝方案,數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。
在數(shù)控機(jī)床加工過程中,由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣,特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響,在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí),應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待,靈活處理。
制定加工方案的一般原則為:先粗后精,先近后遠(yuǎn),先內(nèi)后外,程序段最少,走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。
2)先粗后精
為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量,在切削加工時(shí),應(yīng)先安排粗加工工序,在較短的時(shí)間內(nèi),將精加工前大量的加工余量去掉,同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。
當(dāng)粗加工工序安排完后,應(yīng)接著安排換刀后進(jìn)行的半精加工和精加工。其中,安排半精加工的目的是,當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí),則可安排半精加工作為過渡性工序,以便使精加工余量小而均勻。
3)先近后遠(yuǎn)
這里所說的遠(yuǎn)與近,是按加工部位相對(duì)于對(duì)刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下,特別是在粗加工時(shí),通常安排離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工,離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工,以便縮短刀具移動(dòng)距離,減少空行程時(shí)間。對(duì)于車削加工,先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性,改善其切削條件。
4)先內(nèi)后外
對(duì)既要加工內(nèi)表面(內(nèi)型、腔),又要加工外表面的零件,在制定其加工方案時(shí),通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔,后加工外表面。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形狀較困難,刀具剛性相應(yīng)較差,刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低,以及在加工中清除切屑較困難等。
5)走刀路線最短
確定走刀路線的工作重點(diǎn),主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線,因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。
走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動(dòng)起,直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑,包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。
上述原則并不是一成不變的,對(duì)于某些特殊情況,則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工,才能保證其加工精度與質(zhì)量。
四、加工路線與加工余量的關(guān)系
在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí),則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。
1)對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線
2)分層切削時(shí)刀具的終止位置
3)車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速
數(shù)控車床加工螺紋時(shí),因其傳動(dòng)鏈的改變,原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí),刀具沿主進(jìn)給軸(多為Z軸)方向位移一個(gè)螺距即可,不應(yīng)受到限制。
刀具在其位移的始/終,都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束,由于升/降頻特性滿足不了加工需要等原因,則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求;