調(diào)頭加工軸數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

江 敏

第1章數(shù)控加工工藝

1.選擇適合數(shù)控加工的零件

雖然數(shù)控機(jī)床具有高精度,高柔性,高效率等優(yōu)點(diǎn)。但不是所有的零件都適合數(shù)控機(jī)床加工的。一般可分為三類:

(1) 最適合類

1.形狀復(fù)雜,加工精度要求高通用機(jī)床無法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件;

2.具有復(fù)雜曲線或曲面輪廓的零件;

3.具有難測(cè)量,難控制進(jìn)給,尺寸行腔的殼體或盒型零件;

4.必須在一次裝夾中完成鏜,絞或攻絲等多道工序的加工零件;

(2)較適合類

1.零件價(jià)值高,在普通機(jī)床上加工容易受人工因素干擾而影響質(zhì)量,從而造成較大經(jīng)濟(jì)損失的零件;

2.在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜專用工裝的零件;

3.在通用機(jī)床上需要做長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件;

4. 需要多次更改設(shè)計(jì)才能定型的零件;

(3)不適合類

1.生產(chǎn)大批量的零件;

2.裝夾困難的零件;

3.加工余量不穩(wěn)定,而且數(shù)控機(jī)床上無法在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件;

4.必須用特定的加工工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件;

第2章具體零件加工

1.零件圖工藝分析

如圖所示零件便面由柱面,圓錐面,順圓弧,逆圓弧及外螺紋構(gòu)成,外螺紋絞復(fù)雜其中多個(gè)直徑尺寸由較高的精度,表面粗糙,零件圖尺寸編注完整,符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求,輪廓描述清楚完整,零件材料為45鋼,毛胚為直徑60mm*122mm

(1) 刀具選擇:

(1) 選用φ5mm中心鉆鉆削中心孔。

(2) 粗車及平端面選用90°硬質(zhì)合金右偏刀,為防止副后刀面與工件輪廓干涉,副偏角不宜太小,選Kr '=35°。

(3) 為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù),精車和車螺紋選用硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀,刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑,取re=0.15～0.2mm 。

數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容,它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。

選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí),由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般采用頂端密距,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低。

在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。

2.確定工件的定位與裝夾方案

工件的定位與基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致,應(yīng)防止過定位,對(duì)與箱體工件最好選擇“一面兩銷”作為定位基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要仔細(xì)找正。

由于這個(gè)工件是個(gè)實(shí)心軸,末端要鏜一個(gè)30的錐孔,因軸的長(zhǎng)度不是很長(zhǎng),所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準(zhǔn),使用普通三爪卡盤夾緊工件,取工件的右端面中心為工件坐標(biāo)的原點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)在(100.1000)處。

3. 確定走刀順序及走刀路線

走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的,因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān)。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點(diǎn):

1) 保證零件的加工精度要求。

2) 方便數(shù)值計(jì)算,減少編程工作量。

3) 尋求最短加工路線,減少空刀時(shí)間以提高加工效率。

4) 盡量減少程序段數(shù)。

5)保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求,最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來。

6) 刀具的進(jìn)退刀(切入與切出)路線也要認(rèn)真考慮,以盡量減少在輪廓處停刀(切削力突然變化造成彈性變形)而留下刀痕,也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。

4、切削用量的選擇

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),外輪廓用采用90度外圓車刀,輪廓粗加工時(shí)留1mm的精車余量,粗加工時(shí)選主軸轉(zhuǎn)速為s=600r/min,進(jìn)給速度Vf=150mm/min;精加工選主軸轉(zhuǎn)速s=1000r/min;進(jìn)給速度Vf=50mm/min

第3章零件圖加工步驟

1.輸入零件加工程序

(1)機(jī)床的開機(jī)開機(jī)先檢查,一切沒有問題后在打開機(jī)床總電源,然后打開數(shù)控系統(tǒng)的電源,在顯示屏上應(yīng)出現(xiàn)機(jī)床的初始位置坐標(biāo),再檢查面板上的按鈕指示燈是否正常,若一切正常,就卡伊進(jìn)行其他操作。

(2)回零操作開機(jī)正常后,機(jī)床應(yīng)首先進(jìn)行回零操作。

(3)加工程序的輸入按下主功能鍵(如PROGRAM),進(jìn)行加工程序編輯,在此狀態(tài)下可通過手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式或RS-232接口加工程序輸入機(jī)床,可對(duì)程序進(jìn)行編輯和修改。

(4)將數(shù)日的程序仔細(xì)校對(duì)檢查。

2.進(jìn)行對(duì)刀操作

設(shè)定工件坐標(biāo)系,進(jìn)行試切對(duì)刀或機(jī)外對(duì)刀,并按下主功能的補(bǔ)償鍵,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置狀態(tài),將所用各把刀具的刀偏量X,Z輸入刀具的參數(shù)數(shù)據(jù)庫里面。

3.在自動(dòng)方式下自動(dòng)加工并測(cè)量修調(diào)

(1)選擇主功能的自動(dòng)執(zhí)行狀態(tài)。

(2)選擇要執(zhí)行零件程序。

(3)顯示工件坐標(biāo)系。

(4)按下數(shù)控啟動(dòng)鍵。

(5)在自動(dòng)加工中如遇到非法事件,應(yīng)立即按下急停鍵。

(6)加工完畢,取下工件,清潔機(jī)床?！?/p>