數(shù)控加工工藝的分析和處理

1、數(shù)控加工工藝的分析和處理姓 名：專業(yè)：機(jī)械加工與自動化 班 級:前言 ：數(shù)控加工作為一種先進(jìn)的加工方法 , 被廣泛地用于航空工業(yè)、艦船工業(yè)以及 電子工業(yè)等高精度、 復(fù)雜零件的加工生產(chǎn)。 在數(shù)控加工中， 影響數(shù)控加工質(zhì)量的 因素很多，即工藝系統(tǒng)中的各組成部分，包括機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差、安 裝誤差以及刀具使用中的磨損等都直接影響工件的加工精度。 也就是說， 在加工 過程中整個(gè)工藝系統(tǒng)會產(chǎn)生各種誤差， 從而改變刀具和工件在切削運(yùn)動過程中的 相互位置關(guān)系而影響零件的加工精度及質(zhì)量。摘要從加工工藝角度論述了提高數(shù)控加工精度，表面加工質(zhì)量的解決措施，只在 提高數(shù)控加工質(zhì)量， 利于更高效的使用數(shù)控機(jī)床

2、， 提高數(shù)控車床質(zhì)量， 第一要合 理考慮工藝因素； 第二要掌握數(shù)控車床的三大操作技巧， 即一刀多尖、 刀具圓弧 半徑補(bǔ)償和刀具磨損參數(shù)的有效運(yùn)用。淺談提高數(shù)控車床加工質(zhì)量的措施一：機(jī)床的合理選擇數(shù)控加工在中國制造業(yè)中已經(jīng)有了較長的使用時(shí)間，雖然有嚴(yán)格的數(shù)控機(jī)床 操作規(guī)、 良好的機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)， 但是其本身的精度損失是不可避免的。 為了控制 產(chǎn)品的加工質(zhì)量，我們定期對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行檢測維修， 明確每臺設(shè)備的加工精度， 明確每臺設(shè)備的加工任務(wù)。 對于大批量成批生產(chǎn)的零件加工工廠， 應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分粗、 精加工的設(shè)備使用， 因?yàn)榇旨庸r(shí)追求的是高速度、 高的去除率、低的加工精度， 精加工則相反，要求高的加工精

3、度。而粗加工時(shí)對設(shè)備的精度損害是最嚴(yán)重的， 因此我們將使用年限較長、 精度最差的設(shè)備定為專用的粗加工設(shè)備， 新設(shè)備和精 度好的設(shè)備定為精加工設(shè)備， 做到對現(xiàn)有設(shè)備資源的合理搭配、 明確分工， 將機(jī) 床對加工質(zhì)量的影響降到了最低， 同時(shí)又保護(hù)了昂貴的數(shù)控設(shè)備， 延長了設(shè)備的 壽命。二：圖紙分析1 確定正確的加工工藝方案（ 1） 合理實(shí)際切入切出路線。 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)， 為減少接到痕跡， 保證輪廓的表面質(zhì)量，對刀具的切入和切除的程序要仔細(xì)設(shè)計(jì)。刀具 的切入切點(diǎn)要沿零件周邊外延，以保證工件的輪廓光滑，如刀具沿零 件輪廓直接垂直切入零件，將在零件的外形上留下明顯的痕跡，刀具 要沿零件輪廓的法線

4、切入和切除。 在輪廓加工過程中應(yīng)避免進(jìn)給停頓， 否則由于切削力的變化也會產(chǎn)生刀痕，刀具切入過程一般需要采取較 小的進(jìn)給速度，為提高切削效率。切入時(shí)從一個(gè)切削層換到另一個(gè)切 削層，比切除后在突然切入好，這樣可以保證恒定的切削參數(shù)，包括 切削速度，進(jìn)給量與切削速度的一致性，要盡量的提高毛培的成型精 度，使表面加工余量均勻。（ 2） 例如Ci100制定加工順序一般遵循下列原則 ：(1先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進(jìn)行，逐步提咼加工精度。(2) 先近后遠(yuǎn)。離對刀點(diǎn)近的部位先加工，離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工， 以便縮短刀具移動距離，減少空行程時(shí)間。此外，先近后遠(yuǎn)車削還有利于保持坯 件或半成品的剛性，改善

5、其切削條件。(3) 外交叉。對既有表面又有外表面需加工的零件，應(yīng)先進(jìn)行外表面的 粗加工，后進(jìn)行外表面的精加工。(4) 基面先行。用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，定位基準(zhǔn)的表面越 精確，裝夾誤差越小。2.選擇正確的切削加工方式(1)車削圓鋼類零件時(shí)盡量使用同一把刀車削不同的外圓，以減少接到痕跡。一般，應(yīng)避免車削非連續(xù)表面是；要注意選擇合適大小的主偏角 和副偏角，以避免刀具的干涉而產(chǎn)生刀痕。此類零件的圓弧表面加工 時(shí)應(yīng)選取較小的偏角，并將刀尖倒成圓角，圓角半徑應(yīng)小于表面的半 徑。三：編程1 數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先進(jìn)后遠(yuǎn)、先后外、程序段最少、 走刀路線最短，編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作

6、為編程尺寸依據(jù)。 如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其 最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。2.如圖15001234G40G97G99M3S800M25 T0101G0X80.Z80.Z5.X0Z3.G1Z0F0.03GO1X48.Z-70.X60.Z-91.X62.G0X80.Z50.T0202G0X50Z-50.GO4U0.2G01X49.G0X80.Z50.T0303G0X49.0Z0X46.5X45.9X45.5X45.4G0X80.Z50.M26M05M303尺寸為 4000.026 ，則編程時(shí)寫 40.013.4編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。也就是說，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)

7、的 基準(zhǔn)、對刀點(diǎn)的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加 工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基 準(zhǔn)不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的 尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時(shí)，還要通過尺寸 鏈解算才能得到，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。四：車刀1. 刀具的選材和角度刀具材料在切削中一方面受到高溫，高壓和劇烈的摩擦作用，要求其硬 度高，耐磨性和耐熱型好；另一方面又要求受到壓力，沖擊力和震動，要求強(qiáng)度 和韌性足夠，但是，強(qiáng)度和韌性的材料其硬度與耐磨性必然較差，反之亦然。解決方法： 車刀的幾何角度有主偏角、刀尖角、副偏角、刃傾角、前角、后角

8、和副 后角。主偏角影響刀尖強(qiáng)度和切削層斷面形狀。車削細(xì)長軸、薄壁套筒零件時(shí)， 為了防止徑向切削分力造成工件彎曲變形，主偏角應(yīng)取大些（如90。）；端面、臺階面車刀的主偏角取 93。左右為宜；對于一般工件粗車時(shí)主偏角為 75。時(shí)， 刀具的強(qiáng)度和散熱性能最好， 宜選用。 刀尖角在螺紋車刀中是一個(gè)主要角度， 作 為成形刀具其刀尖角的大小直接決定牙型，對于普通螺紋車刀，刃傾角為10。時(shí)，其刀尖角為59。16 '圓弧半徑r由公式r= 0.144p計(jì)算（式中P為螺距）。 副偏角對表面粗糙度影響最大， 主、副偏角愈小， 刀尖圓角半徑愈大的車刀加工 出的表面粗糙度愈細(xì)化。切削用量切削用量包括a進(jìn)給量f和

9、切削速度u,其選擇原則是：粗車時(shí)應(yīng)該選 一個(gè)盡可能大的切削深度a,然后選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f,最后在根據(jù)刀具允 許的耐用度選一個(gè)合理的切削速度 V，而對于精車，因?yàn)榫嚬ば蛑苯記Q定工件 的尺寸精度, 形狀精度和表面粗糙度, 選擇用量時(shí)要避免積屑減少殘留面積, 減 少徑向切削力Fy,避免震動，所以切削深度和進(jìn)給量要較少而切削速度要高。 例如表1克工件材料卩加工內(nèi)容十切削用量a fttirn*3切削速度“V / C n min " D送紿量f m r» ) *刀具聞科卩碳素鋼*丸 >600粗加工門乂“60*80*40少YT 類 *=粗加工2®030.3牯加工門2

10、心120-150-'0142詁中俯L<3500«800r-miii 1pW12Ci4Vpand切斷(寬度Umtn) *YT雙Q20OHES也下粗加工心0J-0.+3精加工門7>1000,143切斷(寬度$ hmm八50-70*0.1-02五.切削液的合理選用切削液的主要作用是：冷卻和潤滑。車削中常用的切削液是乳化液，濃度 為525%;數(shù)控車床可以選用10號或20號機(jī)油為切削液；當(dāng)有足夠流量的切 削液能完全冷卻硬質(zhì)合金刀具時(shí)， 在車削鋼等塑性材料時(shí)，以加冷卻液為好；車 鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)，一般不加切削液，因?yàn)楸浪榍行寂c切削液混在一起容 易阻塞機(jī)床拖板的運(yùn)動；用高

11、速鋼刀具切削鋼等塑性金屬時(shí)，要加切削液。六.工件裝夾與切削(1)工件裝夾方法的合理選擇除一般軸類零件用三爪自定心卡盤直接裝夾外， 對于一些特殊零件，必須 合理選擇裝夾方法，否則對零件的加工質(zhì)量將帶來負(fù)面影響， 不能發(fā)揮數(shù)控車床 高精度加工的優(yōu)越性。例如：細(xì)長軸零件在車削時(shí)，由于工件散熱條件差，溫升 高，軸向因熱變形造成較大的伸長量，如果用“一夾一頂”方法裝夾，尾座頂尖 就不能用固定頂尖，否則細(xì)長軸易產(chǎn)生彎曲變形，科學(xué)合理的裝夾方法是改用彈 性活動頂尖頂軸的右端，并且卡爪部位用鋼絲過渡夾緊，另外，在中間可以安裝 中心架或跟刀架，在跟刀架的支承爪調(diào)整中其壓緊力要適度，如果有間隙則達(dá)不 到提高工件剛

12、性的目的，如果壓緊力過大，則細(xì)長軸加工后，表面必會呈現(xiàn)“竹 節(jié)”狀口，影響圓柱度。車薄壁工件時(shí)為了防止徑同夾緊力引起工件變形，可 以采用軸向夾緊、開口環(huán)過渡夾緊或用軟爪夾緊的方法，另外可以在一端預(yù)先留 較厚的工藝凸緣用來裝夾，待套筒加工完畢后再切除工藝凸緣。 車削曲軸時(shí)可以 在中間搭一個(gè)中心架來提高工件的剛度，以防因切削力而引起變形。(3)切削技巧一刀多尖的運(yùn)用“一刀多尖”的運(yùn)用技巧所謂“一刀多尖”，是指一把車刀在一道工序中利 用它的多個(gè)刀尖來加工不同的工件表面，當(dāng)多把車刀使用并編程。如1號位車刀 刀號為T01，其中一個(gè)刀尖車外圓，另一個(gè)刀尖車端面，車外圓刀尖對刀數(shù)值輸 入到偏置號“ T000

13、5'中，則外圓車刀編程時(shí)用“ T0105'指令；車端面刀尖對刀 數(shù)值輸入到偏置號“ T0006'中，貝U端面車刀編程時(shí)指令為“ T0106'，可見一把 車刀可同時(shí)充當(dāng)兩把車刀使用， 可以間接擴(kuò)充數(shù)控車床的刀庫容量， 且刀具角度 比較好選擇。刀尖圓徑的功能的運(yùn)用 數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)目前正在推廣“刀尖圓弧半徑補(bǔ)償”功能，刀具在切 削過程中會出現(xiàn)磨損， 其刀尖點(diǎn)為空間的一個(gè)虛點(diǎn)， 數(shù)控編程時(shí)是以這個(gè)虛點(diǎn)軌 跡來編程的， 而實(shí)際切削圓弧表面時(shí)， 刀具實(shí)際切削點(diǎn)為刀尖圓弧上各實(shí)際分布 點(diǎn)，必然會造成一邊多切，另一邊少切的現(xiàn)象，而運(yùn)用刀尖圓弧補(bǔ)償功能（即 G41,G42,G

14、40進(jìn)行運(yùn)算，始終保證當(dāng)前刀尖點(diǎn)是刀具圓弧與理論圓弧輪廓的切 點(diǎn)，此功能在數(shù)控車床上運(yùn)用簡單有效， 其操作要點(diǎn)是測量刀尖圓弧半徑值， 確 定刀尖方位號， 一次性在刀補(bǔ)表里對應(yīng)輸入， 編程時(shí)在精車程序段起點(diǎn)之前和終 點(diǎn)之后的程序段中用G41和G42建立刀具圓弧補(bǔ)償功能，并要求在所在程序段中 必須使用G01指令，否則H1無效。刀具磨損的合理運(yùn)用 不管是成批大量生產(chǎn)還是單件小批量生產(chǎn)，數(shù)控車床加工工件時(shí)必須有一 個(gè)加工試件（單件生產(chǎn)為正式件） 的過程。如何快速而準(zhǔn)確地保證加工尺寸精度， 現(xiàn)在在數(shù)控車床系統(tǒng)中增設(shè)了刀具磨損的補(bǔ)償功能 （有些老式系統(tǒng)在刀具偏置中 用增減參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)） ，能夠很有效地實(shí)現(xiàn)工件尺寸的快速調(diào)例如在同一零件 上要加工 2000.03. 2400.04 。2600.03 。2800.04 尺寸，首先編程、試切、對刀，如果一次連續(xù)自動加工， 勢必因工藝系統(tǒng)誤差或測量誤差導(dǎo)致工件報(bào)廢， 而有效的 步驟是：首先設(shè)