數(shù)控加工過(guò)程中的零件圖工藝分析

車叢國(guó)

摘 要：在進(jìn)行工藝分析時(shí)要有機(jī)床說(shuō)明書、編程手冊(cè)、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊(cè)等，根據(jù)工件材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；零件圖；工藝分析

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3198（2009）03-0306-01

1 數(shù)控加工的工藝分析應(yīng)注意的問(wèn)題

1.1 選擇合適的對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)

對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，又叫起刀點(diǎn)或起始類，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系，對(duì)刀點(diǎn)選擇原則如下：

（1）主要考慮對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上對(duì)刀方便，便于觀察和檢測(cè)，編程時(shí)便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡(jiǎn)化編程。

（2）對(duì)刀點(diǎn)可選在零件或夾具上，為提高零件的加工精度，減少對(duì)刀誤差，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。

（3）對(duì)數(shù)控車床，鏜銑床，加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，在加工過(guò)程中需要進(jìn)行換刀，因此編程時(shí)要考慮不同工序之間的換刀位置。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件外部以換刀時(shí)刀具與工件或夾具不發(fā)生干涉效準(zhǔn)。

1.2 審查與分析工藝基準(zhǔn)的可靠性

數(shù)控加工工藝特別強(qiáng)調(diào)定位加工，尤其是正反兩面都采用數(shù)控加工的零件，其工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一是十分必要的，否則很難保證兩次加工后兩個(gè)面上的輪廓位置尺寸的協(xié)調(diào)，如果零件上沒(méi)有合適的基準(zhǔn)，要考慮在零件上增加工藝只臺(tái)或工藝孔，在加工完成后再將其去除。

1.3 選擇合適的零件安裝方式

數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，應(yīng)盡量使零件一次安裝，完成零件所有待加工面的加工。要合理選擇定位基準(zhǔn)和裝夾方式以減少誤差。應(yīng)盡量采用通用夾具式組合夾具，必要時(shí)才設(shè)計(jì)專用夾具。

2 數(shù)控加工零件圖的工藝分析

在確定數(shù)控加工零件和加工內(nèi)容后，根據(jù)所了解的數(shù)控機(jī)床性能及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，需要對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析，以減少后續(xù)編程和加工中可能出現(xiàn)的失誤，零件圖的工藝分析可以從以下幾個(gè)方面考慮。

（1）審查零件圖的完整性和正確性。

對(duì)輪廓零件，審查構(gòu)成輪廓各幾何元素的尺寸或相互關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)是否準(zhǔn)確完整。例如：在實(shí)際工件中常常會(huì)遇到圖紙中給出的幾何元素的相互關(guān)系不正確、缺尺寸，使編程計(jì)算無(wú)法完成。或雖然給出了幾何元素的相互關(guān)系，但同時(shí)又給出了引起矛盾的相關(guān)尺寸、尺寸多余等同樣給編程帶來(lái)困難。

（2）審查零件圖中的尺寸標(biāo)準(zhǔn)方式是否適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。

對(duì)數(shù)控加工來(lái)說(shuō)，最傾向于以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸，這種標(biāo)準(zhǔn)方法便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)位置的一致性方面帶來(lái)很大方便，由于零件設(shè)計(jì)人員往往在尺寸標(biāo)準(zhǔn)中較多地考慮裝機(jī)等使用性能，而不得不采取局部分散的標(biāo)準(zhǔn)方法，這樣會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來(lái)諸多不全。事實(shí)上，由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因而改變局部分散標(biāo)準(zhǔn)法為集中引注或坐標(biāo)式標(biāo)注是安全可行的。

（3）審查零件圖樣中構(gòu)成輪廓的幾何元素是否充分。

在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每一個(gè)基點(diǎn)坐標(biāo)，無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。所以在審查圖樣時(shí)一定要仔細(xì)認(rèn)真，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)同有關(guān)人員更改。

（4）審查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保證數(shù)控機(jī)床盡管比普通機(jī)床加工精度高，但數(shù)控加工車普通加工一樣，在加工過(guò)程中都會(huì)遇到受力變形的困擾，因此對(duì)于薄壁零件、剛性差的零件加工，一定注意加強(qiáng)零件加工部位的剛性，防止變形的產(chǎn)生。

（5）特殊零件的處理。

對(duì)于一些特殊零件，例如對(duì)于厚度尺寸有要求的大面積薄壁板零件，由于數(shù)控加工時(shí)的切削力和薄板的彈性退讓容易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，影響到尺寸公差和表現(xiàn)粗糙度的要求。因此加工這些零件時(shí)應(yīng)采取特別的工藝處理手段，例如改進(jìn)裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具，選擇恰當(dāng)?shù)拇志庸び鄷r(shí)等。

3 選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容

選擇哪里最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。

3.1 一般可按下列順序考慮選擇

（1）普通機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)非優(yōu)先選擇內(nèi)容；

（2）普通機(jī)床難加工，質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；

（3）普通機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。

3.2 下列一些內(nèi)容則不宜采用數(shù)控加工

（1）需要較長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容，如：以很粗糙的毛坯的粗基準(zhǔn)定位來(lái)加工第一個(gè)精基問(wèn)候語(yǔ)的工序等。

（2）必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其它加工內(nèi)容。

（3）按某些特定的制造依據(jù)（如：樣板、樣件、模貼等）加工的型面輪廓。

（4）不能在一次安裝中加工完成的其它零量分散部位；采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排普通補(bǔ)充加工。

（5）加工余量極不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上又無(wú)法自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。

此外，在選擇和確定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等。

4 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)原則

零件圖上尺寸標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適合數(shù)控加工的特點(diǎn)，構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分，要審查與分析定位基準(zhǔn)的可靠性，對(duì)圖紙的工藝性分析審查一般是在零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和毛坯設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的，特別是在把原來(lái)采用普通機(jī)床加工的零件改為數(shù)控加工的情況下，零件都已定型，我們?cè)僖蟾鶕?jù)數(shù)控加工工藝特點(diǎn)，對(duì)圖紙或毛坯進(jìn)行較大更改，一般是比較困難的，所以一定要把重點(diǎn)放在零件圖或毛坯圖初步設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)定型之間的工藝審查與分析上，在不損害零件使用特性的許可范圍內(nèi)，更多的滿足數(shù)控加工工藝的各種要求，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)，零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，尤其是加工面轉(zhuǎn)接處的凹圓弧半徑，一根軸上直徑相差不大的各軸肩處的退刀槽寬度等最好統(tǒng)一尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便提高效率，內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，而刀具直徑的大小與被加工零件輪廓的高低影響著工件加工工藝的好壞，因此內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過(guò)小。銑削零件底面時(shí)，槽底圓角半徑γ不應(yīng)過(guò)大。應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，否則會(huì)因工件重新安裝產(chǎn)生定位誤差導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位置和尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。

5 總結(jié)

我們要掌握這種分析方法，從而真正做到數(shù)控加工的高質(zhì)量、高效率。