數(shù)控車(chē)床加工工藝處理探討

霍建蔚

【摘 要】數(shù)控車(chē)床不僅是一種高技術(shù)密集、高自動(dòng)化于一體的加工設(shè)備，更是整合應(yīng)用了自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、高端機(jī)械等高科技技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控車(chē)床的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高新技術(shù)企業(yè)不但越來(lái)越重視數(shù)控技術(shù)型人才的培養(yǎng)，也開(kāi)始更加重視數(shù)控加工技術(shù)以及數(shù)控車(chē)床加工工藝的處理，這樣才能更好地完成機(jī)械加工對(duì)于現(xiàn)代化企業(yè)的要求。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車(chē)床；工藝處理；加工工藝

引言

數(shù)控車(chē)床是一種機(jī)電一體化高度集中的設(shè)備，和普通車(chē)床相比其在加工效率、加工零件的精度和復(fù)雜程度上等都有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在企業(yè)中普通車(chē)床正逐漸被數(shù)控車(chē)床所代替。

一、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要

1、數(shù)控機(jī)床是工業(yè)現(xiàn)代化的基石

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代制造技術(shù)、裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)裝備。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來(lái)越快，多品種。以數(shù)控機(jī)床為代表的“工作母機(jī)”，是數(shù)字化控制技術(shù)和精密制造技術(shù)的結(jié)晶，是先進(jìn)制造裝備的典型代表。如今，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代步伐的加快，也對(duì)機(jī)床設(shè)備提出了精度和效率的要求及通用性和靈活性的要求，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高。通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距。因此，這必將使機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)沿著具有現(xiàn)代企業(yè)制度架構(gòu)的方向健康發(fā)展，同時(shí)推進(jìn)技術(shù)服務(wù)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)提升。

2、應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工可大大提高生產(chǎn)率

隨著機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)秩序越來(lái)越規(guī)范，用戶對(duì)產(chǎn)品服務(wù)的內(nèi)容和質(zhì)量等要求也越來(lái)越高。同時(shí)數(shù)控機(jī)床具有生產(chǎn)效率和加工自動(dòng)化程度高，零件的加工精度和產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性好，能完成許多普通機(jī)床難以加工或根本無(wú)法加工的復(fù)雜型面加工。近年來(lái)，越來(lái)越多的新型產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)和零件復(fù)雜程度的不斷加大，數(shù)控加工以其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)得到了迅速普及，已經(jīng)成為一個(gè)企業(yè)爭(zhēng)取市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的決定因素之一。由于數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)加工中得到了廣泛應(yīng)用，如何提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，是當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程中各企業(yè)高度關(guān)注的課題。

3、數(shù)控加工技術(shù)也是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐

數(shù)控加工技術(shù)為高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展具有抗風(fēng)險(xiǎn)、保增長(zhǎng)、促發(fā)展具有重要作用。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)作為一種重要的加工工具，對(duì)我國(guó)未來(lái)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。數(shù)控加工技術(shù)雖然是一種計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)，但它離不開(kāi)相應(yīng)的管理及配套技術(shù)。因此，數(shù)控加工具有很大的靈活性，工件種類繁多且大多結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要刀具的種類和數(shù)量也比較多，因此，合理有效的管理至關(guān)重要。企業(yè)應(yīng)加大技術(shù)扶持，在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)做到發(fā)展與創(chuàng)新相結(jié)合，明確未來(lái)發(fā)展目標(biāo)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，加快沖床技術(shù)發(fā)展。因此，提高數(shù)控機(jī)床的加工效率已成為機(jī)械制造業(yè)面臨的一大問(wèn)題。

二、數(shù)控機(jī)床加工工藝分析

1、定位基準(zhǔn)的選擇與加工區(qū)域的規(guī)劃

在數(shù)控加工過(guò)程中首先需要選擇加工基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)，由于受到加工環(huán)境的影響，比如機(jī)床上工藝系統(tǒng)、裝夾面的雜質(zhì)等都可能導(dǎo)致加工基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的不準(zhǔn)確，如果加工基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的選擇不合適就會(huì)影響產(chǎn)品加工工序的規(guī)劃，最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)在保證要求的前提下，產(chǎn)品的加工基準(zhǔn)通常選擇在與產(chǎn)品設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相同的位置，以便與加工程序的編制與加工檢測(cè)；定位基準(zhǔn)要先選擇精基準(zhǔn)再考慮粗基準(zhǔn)，通俗而言就是先將產(chǎn)品的毛坯表面進(jìn)行定位，然后在選擇已經(jīng)加工的表面進(jìn)行定位。以圖1零件為例，可以得出底座部位起到定位的作用。其次是產(chǎn)品加工區(qū)域的規(guī)劃。數(shù)控加工的產(chǎn)品按照形狀特征可以分為：水平面、曲面、垂直面以及陡斜面等幾個(gè)部分，每個(gè)產(chǎn)品都是有不同的曲面所構(gòu)成的，但是加工工藝與曲面的形狀有著內(nèi)在的連續(xù)性，不同的曲面形狀預(yù)示著不同加工方法。

2、對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控車(chē)削加工工藝分析

首先，在進(jìn)行工藝分析時(shí)要有機(jī)床說(shuō)明書(shū)、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。其次，分析形位公差，確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并考慮如何設(shè)定定位基準(zhǔn)。分析產(chǎn)品尺寸公差，考慮利用何種設(shè)備才能達(dá)到公差要求。根據(jù)產(chǎn)品形狀，材料等條件，考慮產(chǎn)品刀具的選擇使用。

3、數(shù)控加工的

刀具選擇刀具的合理選擇和正確使用是影響數(shù)控加工質(zhì)量的重要因素，因?yàn)閿?shù)控加工所使用的刀具精密度很高，而正確的設(shè)置更關(guān)系到模具前緣型面的流線性，高品質(zhì)的刀具能夠提高數(shù)控加工的速度，降低手工修復(fù)的時(shí)間。目前硬質(zhì)合金鑲嵌式刀具在數(shù)控加工中的被廣泛應(yīng)用，這種刀具有效降低了因?yàn)榈毒吣p而造成的零件型面加工不準(zhǔn)確的問(wèn)題，具體到實(shí)踐中可以根據(jù)不同的數(shù)控加工階段選擇不同的刀具。

4、合理選用刀具切削參數(shù)

刀具的切削參數(shù)直接影響產(chǎn)品的加工精度及刀具的耐用度。切削速度對(duì)刀具的耐用度和產(chǎn)品的加工精度影響最大，粗加工時(shí)，通常選擇較小的切削速度，以降低刀具磨損；而精加工時(shí)，要選擇盡可能高的切削速度，以保證產(chǎn)品的加工精度，同時(shí)，所使用的刀具半徑應(yīng)該小于或者等于被加工零件的內(nèi)輪廓圓角半徑，尤其是在進(jìn)行拐角加工時(shí)，應(yīng)該以圓弧插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工。被吃刀量和進(jìn)給量主要影響著數(shù)控加工的效率和產(chǎn)品的表面指量，也應(yīng)合理選擇，比如工件的硬度越高，每齒進(jìn)給量越小，為了保證加工的精密度，應(yīng)該預(yù)留0.1～0.3mm的精加工余量；最后采取高速銑技術(shù)可以減少零件的變形，高速銑技術(shù)就是將主軸轉(zhuǎn)速提高到1500轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給量提高到10000mm/分以上，被吃刀量應(yīng)控制在0.3mm以下，這樣加工的零件表面粗糙度才能達(dá)到Ral.6，避免了人工打磨。

5、做好精度及技術(shù)要求

高速、高效、高精度、高可靠性，是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì)。首先，尺寸精度要求。尺寸精度是指加工后的工件尺寸和圖紙尺寸要求相符合的程度。兩者不相符合的程度通常是用誤差大小來(lái)衡量。數(shù)控機(jī)床的定位精度是指所測(cè)量的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的位置精度，是數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的一項(xiàng)重要精度。因此，我們要分析圖樣尺寸精度的要求，從它所能達(dá)到的定位精度判出它的加工精度，盡量用絕對(duì)方式編程絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)（工件坐標(biāo)原點(diǎn)）為基準(zhǔn)，每一段程序和整個(gè)加工過(guò)程都以此為基準(zhǔn)。而增量方式編程，是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)，連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差。其次，分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理。對(duì)采用數(shù)控加工的表面，其精度要求應(yīng)盡量一致，以便最后能一刀連續(xù)加工。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，因此可將局部的尺寸分散標(biāo)注法改為以集中引注或坐標(biāo)式的尺寸標(biāo)注法。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控車(chē)床在我國(guó)的制造行業(yè)有很重要的作用，要加強(qiáng)數(shù)控車(chē)床的故障分析，探究產(chǎn)生故障的原因，并且進(jìn)行合理的優(yōu)化探究。首先要使用軟件，通過(guò)對(duì)假設(shè)檢驗(yàn)、參數(shù)估計(jì)等確定故障時(shí)間間隔，建立最佳的模型。其次要對(duì)車(chē)床的影響因素、故障模式、致命度進(jìn)行分析，找出每個(gè)環(huán)節(jié)引起故障的概率，最終查找出最薄弱的地方，進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)。通過(guò)故障分析，能夠有效的提高可靠性，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的優(yōu)化具有重要的意義。

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