數(shù)控自動(dòng)化加工工藝設(shè)計(jì)

韓學(xué)劍

摘要：數(shù)控加工工藝作為一種新型的零部件自動(dòng)化加工技術(shù)，有效地改變了傳統(tǒng)機(jī)床中存在的零部件加工質(zhì)量差以及加工效率落后等現(xiàn)象，對(duì)提高零部件生產(chǎn)和加工效率具有非常重要的作用。鑒于此，在使用數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)加工零件或者工件的過程中一定要采取合適的加工方式。本文先對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行分析，然后結(jié)合實(shí)際案例分析如何提高數(shù)控自動(dòng)化加工工藝。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;零件圖;零件材料

0 ?引言

和傳統(tǒng)的數(shù)控加工技術(shù)相比，數(shù)控加工工藝不僅具有精度高、加工速度快等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也可以有效處理一些精密零件的加工問題，對(duì)提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量有著非常顯著的作用。鑒于此，在實(shí)際的加工過程中，技術(shù)人員一定要對(duì)加工工藝進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

1 ?數(shù)控加工工藝優(yōu)勢(shì)

和傳統(tǒng)的機(jī)床加工相比，采用數(shù)控技術(shù)的機(jī)床不僅可以大幅提高零件的加工速度和加工質(zhì)量，同時(shí)還可以對(duì)一些體形較小且形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行加工。

除了可以對(duì)精密復(fù)雜零件進(jìn)行加工之外，數(shù)控自動(dòng)化加工技術(shù)還具有普適性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。目前來說，很多車床加工車間采用的數(shù)控機(jī)床上都沒有復(fù)雜的工藝裝備，工人操作起來也非常方便。在一個(gè)批次的零件加工完畢后需要更換零件時(shí)，工人只需要按照指示在數(shù)控設(shè)備上輸入新的加工程序即可，和傳統(tǒng)的機(jī)床加工技術(shù)相比，極大地提高了生產(chǎn)率。

同時(shí)，采用數(shù)控自動(dòng)化加工技術(shù)對(duì)零件加工時(shí)，由于加工設(shè)備都由統(tǒng)一的程序控制，在一定程度上弱化了人為因素的干擾，采用數(shù)控自動(dòng)化技術(shù)加工出來的零件不僅具有很高的精度，同時(shí)也具有非常強(qiáng)的穩(wěn)定性。

此外，數(shù)控自動(dòng)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)施非常良好，可以對(duì)一些非常堅(jiān)固的零件進(jìn)行切割和加工。同時(shí)，由于多數(shù)數(shù)控機(jī)床中都具有自動(dòng)變速和自動(dòng)交換工件等功能，可以大幅縮短零件加工時(shí)間。

2 ?數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)控機(jī)床加工工序

當(dāng)前，很多零部件加工工廠都會(huì)使用集中加工的方式對(duì)零部件進(jìn)行加工，采用集中加工具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，可以減少零件的裝夾次數(shù)，從而提升加工質(zhì)量以及加工效率。其次，采用集中加工方式可以迅速篩選出一些不合格的零件。雖然集中加工方式具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是任何事物都具有兩面性，工廠在實(shí)際加工的過程中，也要結(jié)合實(shí)際情況采用適當(dāng)?shù)募庸し绞?。如果工廠內(nèi)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備足夠多，則可以采用集中加工方式，如果工廠內(nèi)存在人手不足且加工設(shè)備不足的情況，則可以采用分散加工方式。這兩種加工方式都有其自身的優(yōu)點(diǎn)，工廠需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

2.2 數(shù)控自動(dòng)化加工工序的順序

在實(shí)際的零件加工過程中工廠都會(huì)采用由低到高的加工規(guī)則，即先加工一些要求精度低的零件，然后再加工精度要求較高的零件。其次，由于部分零件在加工過程中可能存在變形，所以加工技術(shù)人員還要根據(jù)零件的形變程度安排后續(xù)的加工流程，一般情況下，也是先重點(diǎn)加工一些形變量較高的零件，然后再加工一些形變量少的零件。再次，每個(gè)加工工序間必須是相互獨(dú)立的，不能產(chǎn)生干擾，且上一道加工工序不能對(duì)后面的加工工序產(chǎn)生影響。再次，在針對(duì)一整批零件進(jìn)行加工的過程中，加工人員必須減少夾具裝夾次數(shù)，避免因夾具更換頻繁降低加工質(zhì)量，同時(shí)對(duì)一些有特殊加工要求的零件必須進(jìn)行單獨(dú)加工，避免因重復(fù)加工降低零件質(zhì)量。最后，工廠應(yīng)該結(jié)合零件的實(shí)際加工要求以及結(jié)構(gòu)采用合適的加工順序，只有這樣，才能保障該零件的結(jié)構(gòu)不被損壞。

3 ?數(shù)控自動(dòng)化零件加工工藝案例分析

3.1 結(jié)合零件圖樣進(jìn)行加工分析

在對(duì)任何一個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)化加工的過程中，加工技術(shù)人員都需要提前做好零件的結(jié)構(gòu)分析工作。

比如加工技術(shù)人員首先要將樣零件和廠商提供的零件工藝圖進(jìn)行對(duì)比，然后對(duì)零件的結(jié)構(gòu)以及主體部分進(jìn)行分析。以某汽車零部件為例，該零件的主體由以下幾部分構(gòu)成：①圓錐面;②柱面;③順圓弧;④逆圓弧。同時(shí)，該汽車零件的外部螺紋較為復(fù)雜。在對(duì)汽車零部件構(gòu)成圖分析完畢后，加工技術(shù)人員要結(jié)合零件結(jié)構(gòu)選擇合適的車床加工刀具。如為了對(duì)零件額中心孔進(jìn)行鉆削，可以采用φ5mm中心鉆;為了減少中途換刀次數(shù)，可以使用硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀等工具。此外，為了對(duì)該零件的曲面進(jìn)行加工，可以采用球頭刀具進(jìn)行切削。當(dāng)選擇好合適的加工刀具后，加工人員可以將刀具的結(jié)構(gòu)、尺寸等數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中并對(duì)其進(jìn)行編程操作。

3.2 做好零件的定位和裝夾工作

除了對(duì)汽車零件的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行研究之外，施工技術(shù)人員還要做好零件的定位以及裝夾工作。當(dāng)前，多數(shù)零件加工工廠都會(huì)采用“一面兩銷”的定位基準(zhǔn)，同時(shí)也會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床的位置進(jìn)行訂正，且還要結(jié)合零件的實(shí)際情況啟用不同的加工方式。由于在案例中加工的零件為汽車零部件，所以采用實(shí)心軸加工模式。

比如在實(shí)際的加工過程中，首先要對(duì)汽車零件的有段面進(jìn)行定位基準(zhǔn)，然后通過三爪卡片對(duì)其進(jìn)行固定，將零件的右端面中心作為原點(diǎn)，使其和刀點(diǎn)正對(duì)。位置校準(zhǔn)之后還需要對(duì)零件進(jìn)行裝夾操作，使用數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行裝夾時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：①專用夾具只能用來夾取專用零件;②夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要符合零件加工要求;③夾具必須具有良好的剛度，可以抵抗刀具的切削強(qiáng)度。

3.3 確定合適的走刀順序和路線

在實(shí)際的零件加工過程中，為了保障加工質(zhì)量以及最終的加工效果，加工技術(shù)人員一定要對(duì)數(shù)控機(jī)床的走刀線路順序和線路進(jìn)行有效控制，如控制不當(dāng)，必然會(huì)對(duì)零件的精度和質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

比如在實(shí)際的加工過程中，首先應(yīng)該對(duì)汽車零部件進(jìn)行粗加工，當(dāng)粗加工結(jié)束再進(jìn)行二次精細(xì)化加工。此外，加工人員應(yīng)該先對(duì)汽車零件的裝配面和主要表面進(jìn)行加工，然后再對(duì)零件的次要表面進(jìn)行加工，最后再對(duì)汽車零件的螺紋進(jìn)行加工。

3.4 結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特征輸入加工程序

當(dāng)以上加工步驟都完成后，加工技術(shù)人員首先要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行開機(jī)檢測(cè)工作，在測(cè)試無誤后打開數(shù)控機(jī)床的總電源，然后按照順序依次打開數(shù)控機(jī)床電源以及數(shù)控控制系統(tǒng)電源。當(dāng)數(shù)控顯示器正常顯示時(shí)，加工人員應(yīng)該先對(duì)機(jī)床的初始坐標(biāo)進(jìn)行核驗(yàn)，確保無誤后再進(jìn)行后續(xù)的操作。

例如在加工一批全新的汽車零件時(shí)，加工技術(shù)人員首先需要對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行回零操作，然后然后根據(jù)零件的尺寸和結(jié)構(gòu)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行功能編輯操作，最后加工人員需要對(duì)已經(jīng)輸入好的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)無誤后開始正常的加工操作。如加工技術(shù)人員需要先對(duì)零件的坐標(biāo)系位置進(jìn)行設(shè)置，然后進(jìn)行試刀，根據(jù)試到結(jié)構(gòu)及時(shí)調(diào)整刀具的位置，并將其輸入到數(shù)控機(jī)床的參數(shù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)。試刀結(jié)束后，加工人員可以結(jié)合實(shí)際情況選擇不同的加工方式，如針對(duì)精度要求較高的零件，可以執(zhí)行程序;而針對(duì)加工精度要求較低的零件可以采用自動(dòng)執(zhí)行程序。但是在加工過程中需要注意以下幾點(diǎn)：首先，如果在加工過程中出現(xiàn)緊急情況，不能隨意關(guān)閉電源，應(yīng)該先按下緊急暫停鍵，避免急停造成數(shù)控機(jī)床損壞;其次，在加工過程中如果出現(xiàn)不合格零件，要及時(shí)對(duì)加工刀具進(jìn)行調(diào)整;最后，加工結(jié)束后，加工技術(shù)人員需要對(duì)車床進(jìn)行深度的清潔。

4 ?總結(jié)

綜上所述，數(shù)控機(jī)床是一種新型的零件加工設(shè)備，和普通的機(jī)床相比，具有適應(yīng)性強(qiáng)、加工質(zhì)量高以及操作容易等優(yōu)勢(shì)。鑒于此，在實(shí)際的零部件加工過程中，加工技術(shù)人員一定要嚴(yán)格把控?cái)?shù)控自動(dòng)化加工技術(shù)的各種環(huán)節(jié)，并結(jié)合零件的實(shí)際情況制定合適的加工工藝方案，從而提高零件加工質(zhì)量和加工精度。

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