技師論文_數(shù)控加工工藝的確定

1、.數(shù)控加工工藝的確定1.數(shù)控車的工藝與工裝削數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。1.1 合理選擇切削用量對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。進給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨

2、損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。1.2 合理選擇刀具一般來說，提高切削速度，減小進給量，可以提高表

3、面加工質(zhì)量，但進給量過小會增加冷硬程度和表面殘余應力。適當增大前腳，后角，減少主偏角，副偏角，增大刀尖圓弧半徑，都可以提高工件的表面加工質(zhì)量。但前角和后角過大，會使刀具耐用度降低，刀具磨損加快，降低表面質(zhì)量；主偏角，副偏角太小，刀尖圓弧太大，易引起振動，；使工件表面加工質(zhì)量降低。正值刃傾角使切削流向工件待加工表面，并采取卷屑，斷屑措施，可防止切屑拉毛已加工表面，提高表面加工質(zhì)量。合理選擇刀具除遵循以上規(guī)律外，還要遵循以下原則。1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3) 為減少換刀時間和

4、方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。1.3 合理選擇夾具1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；2) 零件定位基準重合，以減少定位誤差。1.4 確定加工路線加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。a. 應能保證加工精度和表面粗糙要求；b. 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。1.5 加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，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，則需注意程序的靈活安排。1.6 夾具安裝要點目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點如下

5、：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。2.進行有效合理的車削加工2.1 有效節(jié)省加工時間Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯(lián)動的功能，從而使加工時間進一步縮短。與其他借助于工作軸進行裝夾的概念相反，該產(chǎn)品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位并進行加工。換言之，自動裝夾時，不會影響另一主軸的加工，這一特點可以縮短大約10的加工時間。此外，四軸加工非常迅速，可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候，效率的提高更為明顯。也就是說，常規(guī)車削和硬車可以并行設(shè)置兩臺機床。常規(guī)車削和

6、硬車之間的不同點僅僅在于刀架和集中恒溫冷卻液系統(tǒng)。但與常規(guī)加工不同的是：常規(guī)加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工；而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行干式硬加工，只是工藝方案的制造者需要精心設(shè)計平衡的節(jié)拍時間，而Index機床提供的模塊結(jié)構(gòu)使其具有更強的靈活性。2.2 以高精度提高生產(chǎn)率隨著生產(chǎn)效率的不斷提高，用戶對于精度也提出了很高的要求。采用G200車削中心進行加工時，冷啟動后最多需要加工4個工件，就可以達到±6mm的公差。加工過程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案，而提供這種高精度的方案，需要精心選擇主軸、軸承等功能

7、部件。G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車制造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產(chǎn)發(fā)動機，而且還生產(chǎn)由輕金屬鑄造而成的零部件、車內(nèi)塑料裝飾件和轉(zhuǎn)向軸。質(zhì)量監(jiān)督人員認為，其加工精度非常精確：連續(xù)公差帶為±15mm，軸承座公差為±6.5mm。此外，加工的萬向節(jié)使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩臺車削中心用來進行工件打號之前的預加工，加工后進行在線測量，然后通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最后一道工序中，采用了第二個Index加工系統(tǒng)。由兩臺G200車削中心對轉(zhuǎn)向節(jié)的軸承座進行硬車。在機床內(nèi)完成在線測量，然后送至卸料單元。集成的加工單元完全

8、融合到車間的布局之中，符合人類工程學要求，占地面積大大減少，并且只需兩名員工看管制造單元即可。3.數(shù)控車削加工中妙用G00及保證尺寸精度的技巧數(shù)控車削加工技術(shù)已廣泛應用于機械制造行業(yè)，如何高效、合理、按質(zhì)按量完成工件的加工，每個從事該行業(yè)的工程技術(shù)人員或多或少都有自己的經(jīng)驗。筆者從事數(shù)控教學、培訓及加工工作多年，積累了一定的經(jīng)驗與技巧，現(xiàn)以廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的GSK980T系列機床為例，介紹幾例數(shù)控車削加工技巧。3.1 程序首句妙用G00的技巧目前我們所接觸到的教科書及數(shù)控車削方面的技術(shù)書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 X Z作為程序首句。根據(jù)該指令，可設(shè)定一個坐標系，使刀具的某一

9、點在此坐標系中的坐標值為(X Z)(本文工件坐標系原點均設(shè)定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序，對刀后，必須將刀移動到G50設(shè)定的既定位置方能進行加工，找準該位置的過程如下。a. 對刀后，裝夾好工件毛坯；b. 主軸正轉(zhuǎn)，手輪基準刀平工件右端面A；c. Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點；d. 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺階；e. X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件臺階直徑，輸入G50 X，電腦記憶該點；f. 程序錄入方式下，輸入G00 X Z，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 X Z，電腦記憶該程序原點。上

10、述步驟中，步驟6即刀具定位在XZ處至關(guān)重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經(jīng)驗的人都知道，上述將刀具定位到XZ處的過程繁瑣，一旦出現(xiàn)意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后系統(tǒng)失去對G50設(shè)定的工件坐標值的記憶，“復位、回零運行”不再起作用，需重新將刀具運行至XZ位置并重設(shè)G50。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后，回G50起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XZ改為G00 X Z后，問題迎刃而解。其操作過程只需采用

11、上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5后，將刀具運行至安全位置，調(diào)出程序，按自動運行即可。即使發(fā)生斷電等意外情況，重啟系統(tǒng)后，在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續(xù)加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質(zhì)是將工件坐標系固定在機床上，不再囿于G50 X Z程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線3.2 控制尺寸精度的技巧1. 修改刀補值保證尺寸精度由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：a

12、. 絕對坐標輸入法根據(jù)“大減小，小加大”的原則，在刀補001004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。b. 相對坐標法如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度對于大部分數(shù)控車床來說，使用較長時間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這時，我們可在粗加工之后，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后，

13、可在001刀補處輸入U0.3，調(diào)用G70精車一次，停車測量后，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調(diào)用G70精車一次。經(jīng)過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩(wěn)定。3. 程序編制保證尺寸精度a. 絕對編程保證尺寸精度編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經(jīng)常在變換，連續(xù)位移時必然產(chǎn)生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統(tǒng)一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。數(shù)控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，考慮到加

14、工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，最好采用絕對編程。b. 數(shù)值換算保證尺寸精度很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。除尺寸13.06mm外，其余均屬直接按圖2a標注尺寸經(jīng)換算后而得到的編程尺寸。其中， 29.95mm、16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。4. 修改程序和刀補控制尺寸數(shù)控加工中，我們經(jīng)常碰到這樣一種現(xiàn)象：程序自動運行后，停車測量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規(guī)律。如用1號外圓刀加工一工件，經(jīng)粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：30.06mm、23.03mm及16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補