数控加工工艺设计
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数控加工中工艺路线设计原则及方法数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期的工艺准备工作,无论是手工编程还是自动编程,这项工作必须在程序编制工作以前就完成。
若数控加工的工艺设计方案不合理,往往要成倍增加工作量,造成一些不必要的损失。
为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床,有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究,以做好数控机床加工前的技术准备工作。
一、数控加工工艺的特点数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较,数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通机床加工工艺相同。
由于采用数控机床加工具有加工工序少,所需专用工装数量少等特点,克服了普通传动工艺方法的弱点,使数控加工工艺相应形成了自身的加工特点。
一般说来,数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。
(1)数控加工工艺的内容十分具体、工艺设计工作相当严密。
在普通机床加工时,许多具体的工艺问题如:工艺中各工步的划分与安排、刀具的几何形状、走刀路线、切削用量选择等,在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的,一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。
而在数控加工时,上述这些具体工艺问题,不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容,而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。
(2)数控加工的工艺“复合性”。
采用数控加工后,工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工,而这些加工在传统工艺方法下需分多道工序才能完成。
因此,数控加工工艺具有复合性特点,传统加工工艺下的一道工序在数控加工工艺中已转变为一个或几个工步,这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少,零件装夹次数及周转时间也大大减少了,从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。
二、数控加工的工艺设计原则1、工序的划分方法设计零件的工艺过程,就是确定零件的哪些表面需要数控加工,经过哪些工序以及怎么安排这些工序顺序等等。
一般在数控机床上划分零件加工工序有以下几种方法:按所用刀具划分工序。
广西工学院机械工程系《数控加工工艺》课程设计任务书设计题目:《数控加工工艺》课程设计班级:姓名:指导教师:2011年6月2日目录前言 (2)一、设计目的 (3)二、课程设计的原则 (3)三、设计的基本内容 (3)1、数控加工工艺设计 (3)2、数控加工程序编制 (3)3、数控机床操作技能 (3)四、课程设计的步骤 (4)五、零件加工工艺规程 (4)1、生产类型 (4)2、零件的工艺分析 (5)3、毛坯的选择 (5)4、确定装夹方案 (6)5、工艺路线 (7)6、确定机床、工艺装备及辅助工具 (8)1)机床的选择 (8)2)选取刀具 (11)3)工艺装备及辅助工具 (12)7、确定切削用量 (12)六、主要操作步骤及加工程序 (13)1.确定编程原点 (13)2.按工序编制各部分加工程序 (14)七、一些技术要求 (20)八、设计小结 (20)九、参考文献 (21)《数控加工工艺与编程》课程设计说明书前言《数控加工工艺与编程》课程设计,是在全部学完数控加工工艺学,数控编程操作等大部分专业课的基础上进行的一个教学环节。
这是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练.因此,它在四年的大学生活中占有重要地位。
本次课程设计是对具体零件加工工艺的设计及程序的编制,它综合考查了我们对零件的工艺分析能力和数控编程指令的理解,如能独立认真地完成这次设计将对能力的提高和知识的掌握及灵活的运用起到很大的促进作用。
本次数控加工工艺实习,我们根据具体零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和夹具。
用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单;用自动编程软件或手工编程。
通过宇龙数控仿真软件对程序和刀具走刀路径进行模拟仿真。
用UG来画出工件和夹具的三维图并装配好供分析使用.制作工艺时还对工艺卡片进行制作。
在本次工艺中,粗加工时,要以提高生产效率,但同时应考虑到经济性和加工成本,对于半精加工和精加工,应首先保证加工质量,同时兼顾切削效率,经济和加工成本,要选择合适的参数在最短时间内加工出精度较高的工件和设计出适当的工艺卡。
数控车床加工工艺设计摘要:数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础,结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识,解决数控加工中的工艺问题.对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用.在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上,对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析,总结了数控车床的工艺设计方法。
通过实例,证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。
本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍.关键词:数控加工工艺分析图样分析工艺路线目录摘要 (I)引言.......................................................................................II 第1章数控加工概述 (1)1。
1 数控加工原理........................................................................11.2 数控加工的特点 (1)第2章数控加工工艺分析 (3)2。
1机床的合理选用 (3)2。
2 数控加工零件的工艺性分析 (3)2。
3 加工方法的选择与加工方案的确定.............................................32。
4 工艺与工步的划分 (3)2.5 零件的安装与夹具的选择 (4)2.6 刀具的选择与切削用量的确定 (5)2.7 对刀点和换刀点的确定 (5)2.8 工艺加工路线的确定 (6)第3章数控车床加工实例 (7)3。
1 零件图样分析 (7)3。
2 工艺措施 (7)3。
3 确认定位基准和装夹方式 (7)3。
4加工路线及进给路线 (8)3.5 刀具选择 (9)3.6 工艺卡片…………………………………………………………………103.7切削用量选择.....................................................................10 3。
复杂数控加工零件加工工艺和程序设计随着科技的飞速发展,数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
其中,复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计更是制造业的核心技术之一。
本文将探讨复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计。
一、加工工艺1、前期准备在开始加工之前,需要准备好相关的图纸、材料和机床。
根据零件的特点和要求,选择合适的材料和机床,并确保机床的精度和性能满足加工需求。
2、装夹定位装夹定位是数控加工过程中的重要环节。
为了保证加工精度和稳定性,需要选择合适的装夹方式和定位基准。
同时,需要考虑到装夹操作的简便性和效率。
3、切削路径规划切削路径规划是数控加工过程中的关键环节之一。
它决定了刀具的运动轨迹和切削速度。
合理的切削路径可以有效地提高加工效率、减小刀具磨损和避免过切。
4、切削参数选择切削参数的选择直接影响到加工效率和零件质量。
需要根据材料的性质、刀具的类型和切削条件等因素,选择合适的切削参数,如切削深度、进给速度和切削速度等。
二、程序设计1、选择编程语言数控程序通常由G代码和M代码组成。
G代码控制机床的移动,M代码控制机床的功能。
根据需要,选择合适的编程语言,如CAM软件或者手工编程。
2、坐标系设定在编程过程中,需要设定工件坐标系和机床坐标系。
通过坐标系的设定,可以确定工件的位置和机床的运动轨迹。
3、切削参数设定在编程过程中,需要根据切削路径和材料性质等因素,设定合理的切削参数,如切削深度、进给速度和切削速度等。
4、程序调试与优化完成程序编写后,需要进行程序调试和优化。
通过模拟加工过程,检查程序是否存在错误或者冲突。
如果存在错误或者冲突,需要进行修正和优化。
同时,也可以通过优化程序来提高加工效率或者减小刀具磨损。
三、总结复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计是现代制造业的核心技术之一。
为了确保零件的加工质量和效率,需要深入了解数控加工技术和编程原理。
需要不断探索和创新,提高加工工艺和程序设计水平,以满足不断变化的市场需求。
浅谈数控加工中工艺路线设计原则及方法摘要:文章重点介绍了数控加工中工艺设计的特点零件,书空加工工艺性分析要点,阐述了书空加工工艺过程和走刀路线设计原则与方法实例,为编制优化的数控化的数控程序打下了基础,关键词:数控加工。
数控编程,工艺设计。
走刀路线。
在数控机床上加工零件时,是通过事先编好的程序来控制机床各种、动作的,零件的加工内容和步骤等用指令代码表示,并通过键盘输入到数控系统中。
数控系统对输入的信号进行处理后转换成各种信号,控制机床实现相应的动作,自动完成对零件的加工。
不难看出,实现数控加工的重要工作在于编程,但仅有编程还不行,数控加工还包括,编程前必须要做的一系列工艺准备工作及编程后处理工作,即拟订数控加工工艺。
一、数控加工工艺的特点数控加工工艺的内容十分具体,工艺设计相当严密:在普通机床加工时,许多具体的工艺问题如:工艺中各工步的划分与安排,刀具的几何形状,走刀路线,切削用量选择等,在很大程度上都是由工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的,一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。
而在数控加工时,上述这些具体工艺问题,不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容,而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。
也就是说,本来由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整处理的许多工艺问题,在数控加工时就转变为编程人员必须事先设计和安排的内容。
二、零件数控加工的工艺分析要点数控加工前,必须首先对图纸进行仔细的数控加工工艺性分析,应重点从数控加工的方便性与可能性两个角度进行审查和分析。
例如:(一)首先分析零件图纸中的尺寸数据的给出是否符合编程方便的原则1、零件图纸中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点;2、够成零件轮廊的几何元素的条件是否充分。
因为在手工编程时,要计算够成零件轮廊的所有集合元素进行定义,如果某一条件不充分,则无法计算零件轮廊的基点坐标,无法表达零件轮廊的几何元素,导致无法进行编程,因此在分析零件图时,要分析几何元素的给定田间是否充分。
数控加工工艺课程设计说明书一、设计目地通过课程设计,使学生达到以下设计目地:1、熟练掌握复杂数控加工零件工艺编制方法2、熟练掌握复杂数控加工零件加工程序编制方法二、设计分组:每班分为5组三、设计任务1、根据给定零件图,每组学生完成《数控铣削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).2、根据给定零件图,每组学生完成《数控车削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).3、每名学生写出设计地心得体会一份.4、每名学生完成课程设计答辨四、设计要求1、按时完成设计内容.2、按时出勤.3、每组上交打印稿《数控铣削工艺设计说明书》及《数控车削工艺设计说明书》各一份;每人上交打印稿《数控加工工艺课程设计心得体会》一份.4、全体设计人员上交一张光盘,内容为各组《数控铣削工艺设计说明书》、《数控车削工艺设计说明书》、《数控加工工艺课程设计心得体会》.五、绪论把原材料转变为成品地过程称之为生产过程.改变生产对象地形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品地过程称之为工艺过程.在数控机床上实现地工艺过程即为数控工艺过程.数控加工工艺,就是数控机床加工零件地一种方法.在数控机床地加工程序中,应考虑机床地运动过程、工件地加工工艺过程、刀具地形状及切削用量、加工路线等比较广泛地工艺问题.要编制出一个合理地、实用地加工程序,要求编程人员不仅要了解数控机床地工作原理、性能特点及结构,掌握编程语言和标准程序格式,还应该熟练掌握工作地加工工艺,确定合理地切削用量,正确选用刀具和夹紧方法,并熟悉检验方法.为了更加了解数控机床特点、分类及加工对象,了解数控机床加工地内容和步骤,灵活地掌握数控机床地编程格式和方法,正确编制数控机床加工工艺,特此设置了本课程设计工程,希望通过学生认真设计,保质保量地完成设计任务,并在勤学苦练中不断累积编程技巧,提高数控加工工艺分析和编程能力.六、数控加工零件图七、零件图分析1、零件结构分析:该零件是轴类零件.主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、退刀槽、螺纹、等表面构成.2、零件尺寸分析(列举零件高精度尺寸):无3、零件形位公差分析(列举零件形位公差要求):无4、零件表面粗糙度分析(列举零件表面及粗糙度):退刀槽Φ7X4粗糙度为Ra12.5.Φ28、Φ22、圆弧表面R15、Φ20、Φ17、Φ15、Φ10地表面粗糙度均为Ra1.6.5、零件加工用机床分析(列举零件加工用机床):普通车床,数控车床CJK62406、零件装夹分析(列举零件加工用夹具):用三爪自定心卡盘夹紧八、工件装夹方式九、加工刀具清单十、工艺过程卡片十一、工序卡十二、走刀路线图十三、编程计算1、在零件图上绘制节点2、计算节点坐标十四、编制数控加工程序。
毕业论文(设计)任务书题目数控轴类零件加工工艺设计学生:学号班级:专业:指导教师:摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
本文根据数控机床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。
通过整个工艺的过程的制定,充分体现了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。
关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录第1章前言 (4)第2章工艺方案分析 (5)2.1 零件图 (5)2.2 零件图分析 (5)2.3 确定加工方法 (5)2.4 确定加工方案 (5)第3章工件的装夹 (7)3.1 定位基准的选择 (7)3.2 定位基准选择的原则 (7)3.3 确定零件的定位基准 (7)3.4 装夹方式的选择 (7)3.5 数控车床常用的装夹方式 (7)3.6 确定合理的装夹方式 (7)第4章刀具及切削用量 (8)4.1 选择数控刀具的原则 (8)4.2 选择数控车削用刀具 (8)4.3 设置刀点和换刀点 (9)4.4 确定切削用量 (9)第5章典型轴类零件的加工 (10)5.1 轴类零件加工工艺分析 (10)5.2 轴类零件加工工艺 (12)5.3 加工坐标系设置 (13)5.4 手工编程 (15)第6章结束语 (18)第7章致词................................................. 错误!未定义书签。
一、数控车床的刀具夹具及量具1.数控车床的刀具在数控机床加工中,产品质量和劳动生产率在相当大的程度上是受到刀具的制约。
虽大多数车刀和铣刀等与一般加工所采纳的刀具差不多相同,但对一些工艺难度较大的零件,其刀具特不是刀具切削部分的几何参数,尚需作专门处理,才能满足加工要求。
1.1 数控加工对刀具的要求1.1.1对刀具性能的要求(1)强度高为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时,能大切深和快走刀,要求刀具必须具有专门高的强度;关于刀杆细长的刀具(如深孔车刀),还应具有较好的抗震性能。
(2)精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求,刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。
如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm 等。
(3)切削速度和进给速度高为提高生产效率并适应一些专门加工的需要,刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。
如采纳聚晶金刚石复合车刀加工玻璃或碳纤维复合材料时,其切削速度高达100m/min以上;日本UHSl0型数控铣床的主轴转速高达100000r/min,进给速度高达15m/min。
(4)可靠性好要保证数控加工中可不能因发生刀具意外损坏及潜在缺陷而阻碍到加工的顺利进行,要求刀具及与之组合的附件必须具有专门好的可靠性和较强的适应性。
(5)耐用度高刀具在切削过程中的不断磨损,会造成加工尺寸的变化,伴随刀具的磨损,还会因刀刃(或刀尖)变钝,使切削阻力增大,既会使被加工零件的表面精度大大下降,同时还会加剧刀具磨损,形成恶性循环。
因此,数控加工中的刀具,不论在粗加工、精加工或专门加工中,都应具有比一般机床加工所用刀具更高的耐用度,以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数,从而保证零件的加工质量,提高生产效率。
耐用度高的刀具,至少应完成l一2个大型零件的加工,能完成l一2个班次以上的加工则更好。
(6)断屑及排屑性能好有效地进行断屑及排屑的性能,对保证数控机床顺利、安全地运行具有特不重要的意义。
数控加工的工艺路线设计必须全面考虑,注意工序的正确划分、顺序的合理安排和数控加工工序与普通工序的衔接。
1、工序的划分数控机床与普通机床加工相比较,加工工序更加集中,根据数控机床的加工特点,加工工序的划分有以下几种方式:1)根据装夹定位划分工序这种方法一般适应于加工内容不多的工件,主要是将加工部位分为几个部分,每道工序加工其中一部分。
如加工外形时,以内腔夹紧;加工内腔时,以外形夹紧。
2)按所用刀具划分工序为了减少换刀次数和空程时间,可以采用刀具集中的原则划分工序,在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位,然后再换第二把刀,加工其他部位。
在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。
3)以粗、精加工划分工序对易产生加工变形的零件,考虑到工件的加工精度,变形等因素,可按粗、精加工分开的原则来划分工序,即先粗后精。
在工序的划分中,要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与管理等因素灵活掌握,力求合理。
2、加工顺序的安排加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况,选择工件定位和安装方式,重点保证工件的刚度不被破坏,尽量减少变形,因此加工顺序的安排应遵循以下原则:1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧2)先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓3)尽量减少重复定位与换刀次数4)在一次安装加工多道工序中,先安排对工件刚性破坏较小的工序。
3、数控加工工序与普通工序的衔接由于数控加工工序穿插在工件加工的整个工艺过程之中,各道工序需要相互建立状态要求,如加工余量的预留,定位面与孔的精度和形位公差要求,矫形工序的技术要求,毛坯的热处理等要求,各道工序必须前后兼顾综合考虑。
4、数控机床加工工序和加工路线的设计数控机床加工工序设计的主要任务:确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位安装方式及刀具运动轨迹,为编制程序作好准备。
其中加工路线的设定是很重要的环节,加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹,它不仅包括加工工序的内容,也反映加工顺序的安排,因而加工路线是编写加工程序的重要依据。
序言数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机代替原先用硬件逻辑电路组成数控装置,使输入数据存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制技能的实现,均可通过计算机软件来完成。
现在数控技术又包括两部分:一是直接数字控制简称DNC;二是计算机数字控制简称CNC。
DNC系统显著特点是:可以实现控制大量机床;更需机器数量和所需的计算机程度化。
有时需要使用卫星计算机,卫星计算机是更小的计算机,可以分担中央计算任务。
每台卫星控制着几台机床,零件加工指令程序由计算机接受,储存在内存中,当需要卫星计算机发送指令程序到每台独立机床时,来自机床的反馈数据在电脑中央存储接收之前存储在卫星内存的程序指令。
CNC的外部系统与传统的NC机相似,然而CNC中的程序使用方法是不同的。
识别计算机数控系统对于在设计中选择不同加工类型的数控机床有很重要的意义。
输出轴的用途很广泛,该输出轴用在动力输出装置中,是动力输出的关键零件之一。
该输出轴在工作中需要承受一定冲击载荷和较大的扭矩,因此该零件应具有足够的耐磨性和抗扭强度,所以设计中一定要注意表面热处理。
零件图的设计一、正确选择视图零件的视图应选择清楚而正确的表达出零件各部分的结构形状和尺寸的视图,视图及剖视图的数量应为最少。
二、图形比例除较大或较小的零件外通常尽可能采用1:1的比例绘制零件图,以直观的反映出零件的实际大小。
需注意留出尺寸界线和尺寸线的位置;由于所设计的零件长为244mm,最大直径为176mm,而选用的是A1图纸绘制,所以所选择的比例为2:1三、技术要求凡是不便于用图样或符号表示而在制造时又必须保证的条件要求,都应该以“技术要求”的形式加以说明,技术要求的内容广泛多样,具体须由零件的要求而定,一般有如下要求:(一)对铸件毛坯的要求不能允许有缩孔、缩松或疏松氧化皮及毛刺等;(二)对锻件毛坯的要求不允许有氧化皮、夹皮及裂纹等;(三)对零件表面机械性能的要求,如热处理方法及热处理后表面硬度、淬火范围和渗碳深度等;(四)对加工的要求,如是否要求与其他零件一起配合加工;(五)对未标注的圆角、倒角的说明,个别部位修饰的加工要求,如表面涂色等;(六)其他特殊要求。
第2章数控加工工艺设计数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处,但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。
在数控加工前,要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序,这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。
合格的程序员首先是一个合格的工艺人员,否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程,以及正确、合理地编制零件的加工程序。
2.1 数控加工工艺设计主要内容在进行数控加工工艺设计时,一般应进行以下几方面的工作:数控加工工艺内容的选择;数控加工工艺性分析;数控加工工艺路线的设计。
2.1.1数控加工工艺内容的选择对于一个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。
这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。
在考虑选择内容时,应结合本企业设备的实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥数控加工的优势。
1、适于数控加工的内容在选择时,一般可按下列顺序考虑:(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容;(2)通用机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容;(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。
2、不适于数控加工的内容一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。
相比之下,下列一些内容不宜选择采用数控加工:(1)占机调整时间长。
如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准,需用专用工装协调的内容;(2)加工部位分散,需要多次安装、设置原点。
这时,采用数控加工很麻烦,效果不明显,可安排通用机床补加工;(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。
主要原因是获取数据困难,易于与检验依据发生矛盾,增加了程序编制的难度。
此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。
总之,要尽量做到合理,达到多、快、好、省的目的。
要防止把数控机床降格为通用机床使用。
2.1.2 数控加工工艺性分析被加工零件的数控加工工艺性问题涉及面很广,下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。
1、尺寸标注应符合数控加工的特点在数控编程中,所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。
因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸,或尽量以同一基准引注尺寸。
2、几何要素的条件应完整、准确在程序编制中,编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。
因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义,手工编程时要计算出每个节点的坐标,无论哪一点不明确或不确定,编程都无法进行。
但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略,常常出现参数不全或不清楚,如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。
所以在审查与分析图纸时,一定要仔细核算,发现问题及时与设计人员联系。
3、定位基准可靠在数控加工中,加工工序往往较集中,以同一基准定位十分重要。
因此往往需要设置一些辅助基准,或在毛坯上增加一些工艺凸台。
如图2.1a所示的零件,为增加定位的稳定性,可在底面增加一工艺凸台,如图2.1b所示。
在完成定位加工后再除去。
a)改进前的结构b)改进后的结构图2.1 工艺凸台的应用4、统一几何类型及尺寸零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型及尺寸,这样可以减少换刀次数,还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。
零件的形状尽可能对称,便于利用数控机床的镜向加工功能来编程,以节省编程时间。
2.1.3数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别,在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程,而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。
因此在工艺路线设计中一定要注意到,由于数控加工工序一般都穿插于零件加工图2.2 工艺流程的整个工艺过程中,因而要与其它加工工艺衔接好。
常见工艺流程如图2.2所示。
数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题:1、工序的划分根据数控加工的特点,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:(1)以一次安装、加工作为一道工序。
这种方法适合于加工内容较少的零件,加工完后就能达到待检状态。
(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。
有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如控制系统的限制(主要是内存容量),机床连续工作时间的限制(如一道工序在一个工作班内不能结束)等。
此外,程序太长会增加出错与检索的困难。
因此程序不能太长,一道工序的内容不能太多。
(3)以加工部位划分工序。
对于加工内容很多的工件,可按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内腔、外形、曲面或平面,并将每一部分的加工作为一道工序。
(4)以粗、精加工划分工序。
对于经加工后易发生变形的工件,由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形,故一般来说,凡要进行粗、精加工的过程,都要将工序分开。
2、顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。
顺序安排一般应按以下原则进行:(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑;(2)先进行内腔加工,后进行外形加工;(3)以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序,最好连续加工,以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数;3、数控加工工艺与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序,如衔接得不好就容易产生矛盾。
因此在熟悉整个加工工艺内容的同时,要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点,如要不要留加工余量,留多少;定位面与孔的精度要求及形位公差;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态等,这样才能使各工序达到相互满足加工需要,且质量目标及技术要求明确,交接验收有依据。
2.2 数控加工工艺设计方法在选择了数控加工工艺内容和确定了零件加工路线后,即可进行数控加工工序的设计。
数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来,为编制加工程序作好准备。
2.2.1确定走刀路线和安排加工顺序走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,它不但包括了工步的内容,也反映出工步顺序。
走刀路线是编写程序的依据之一。
确定走刀路线时应注意以下几点:1、寻求最短加工路线如加工图2.3a所示零件上的孔系。
2.3b 图的走刀路线为先加工完外圈孔后,再加工内圈孔。
若改用2.3c图的走刀路线,减少空刀时间,则可节省定位时间近一倍,提高了加工效率。
a)零件图样b)路线1c)路线2图2.3 最短走刀路线的设计2、最终轮廓一次走刀完成为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。
如图2.4a为用行切方式加工内腔的走刀路线,这种走刀能切除内腔中的全部余量,不留死角,不伤轮廓。
但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度,而达不到要求的表面粗糙度。
所以如采用2.4b图的走刀路线,先用行切法,最后沿周向环切一刀,光整轮廓表面,能获得较好的效果。
图2.4c也是一种较好的走刀路线方式。
a)路线1b)路线3c)路线3图2.4铣削内腔的三种走刀路线3、选择切入切出方向考虑刀具的进、退刀(切入、切出)路线时,刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上,以保证工件轮廓光滑;应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面;尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停(切削力突然变化造成弹性变形),以免留下刀痕,如图2.5所示。
图2.5 刀具切入和切出时的外延4、选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。
安排工步时,应先安排对工件刚性破坏较小的工步。
2.2.2确定定位和夹紧技术方案在确定定位和夹紧技术方案时应注意以下几个问题:(1)尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一;(2)尽量将工序集中,减少装夹次数,尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面;(3)避免采用占机人工调整时间长的装夹技术方案;(4)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
如图2.6a薄壁套的轴向刚性比径向刚性好,用卡爪径向夹紧时工件变形大,若沿轴向施加夹紧力,变形会小得多。
在夹紧图2.6b所示的薄壁箱体时,夹紧力不应作用在箱体的顶面,而应作用在刚性较好的凸边上,或改为在顶面上三点夹紧,改变着力点位置,以减小夹紧变形,如图2.6c所示。
a) 薄壁套b) 改进方法2c)改进方法2图2.6 夹紧力作用点与夹紧变形的关系2.2.3确定刀具与工件的相对位置对于数控机床来说,在加工开始时,确定刀具与工件的相对位置是很重要的,这一相对位置是通过确认对刀点来实现的。
对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。
对刀点可以设置在被加工零件上,也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置,对刀点往往就选择在零件的加工原点。
对刀点的选择原则如下:(1)所选的对刀点应使程序编制简单;(2)对图2.7 对刀点刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置;(3)对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置;(4)对刀点的选择应有利于提高加工精度。
例如,加工图2.7所示零件时,当按照图示路线来编制数控加工程序时,选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面A的交点作为加工的对刀点。
显然,这里的对刀点也恰好是加工原点。
在使用对刀点确定加工原点时,就需要进行“对刀”。
所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。
每把刀具的半径与长度尺寸都是不同的,刀具装在机床上后,应在控制系统中设置刀具的基本位置。
“刀位点”是指刀具的定位基准点。
如图2.8所示,圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点;车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点。
各类数控机床的对刀方法是不完全一样的,这一内容将结合各类机床分别讨论。
换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的,因为这些机床在加工过程中要自动换刀。
对于手动换刀的数控铣床,也应确定相应的换刀位置。
为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具,换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外,并留有一定的安全量。
a)钻头的刀位点b)车刀的刀位点c)圆柱铣刀的刀位点d)球头铣刀的刀位点图2.8刀位点2.2.4 确定切削用量对于高效率的金属切削机床加工来说,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。
这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。
经济的、有效的加工方式,要求必须合理地选择切削条件。