數(shù)控加工工藝分析與制定大作業(yè)指導(dǎo)書

1、數(shù)控加工工藝大作業(yè)指導(dǎo)書一.大作業(yè)目的通過數(shù)控加工工藝大作業(yè)練習(xí),使學(xué)生掌握零件的數(shù)控加工工藝的分析方法。二.大作業(yè)內(nèi)容1.分析與制定軸類零件數(shù)控加工工藝。2.分析與制定型腔凸臺零件數(shù)控加工工藝。3.分析與制定升降臺銑床的支承套零件數(shù)控加工工藝。三.大作業(yè)完成步驟1.零件圖工藝分析;2.選擇設(shè)備;3.確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式;4.確定加工順序及進(jìn)給路線;5.刀具選擇;6.確定切削用量;7.填寫數(shù)控加工工藝文件。四、進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析時需要考慮的因素1.數(shù)控加工工藝的基本特點數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同,但數(shù)控加工的整個過程是自動進(jìn)行的,因而又有其特點。1數(shù)控加工的工

2、序內(nèi)容比普通機(jī)床的加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。這是因為數(shù)控機(jī)床價格昂貴,若只加工簡單的工序,在經(jīng)濟(jì)上不合算,所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序,甚至是在通用機(jī)床上難以完成的那些工序。2數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床工藝規(guī)程編制復(fù)雜。這是因為在普通機(jī)床的加工工藝中不必考慮的問題,如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及走刀路線的確定等問題,在數(shù)控加工時,這一切都無例外地都變成了固定的程序內(nèi)容,正由于這個特點,促使對加工程序的正確性和合理性要求極高,不能有絲毫的差錯,否則加工不出合格的零件。2.數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容根據(jù)數(shù)控加工的實踐,數(shù)控加工工藝主要包括以下方面:1選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件和確

3、定工序內(nèi)容;2零件圖紙的數(shù)控工藝性分析;3制訂數(shù)控工藝路線,如工序劃分、加工順序的安排、基準(zhǔn)選擇、與非數(shù)控加工工藝的銜接等;4數(shù)控工序的設(shè)計,如工步、刀具選擇、夾具定位與安裝、走刀路線確定、測量、切削用量的確定等;3.數(shù)控加工零件的合理選擇在數(shù)控機(jī)床上加工零件時,一般有兩種情況。第一種情況:有零件圖樣和毛坯,要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況:已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床,要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件。無論哪種情況,考慮的主要因素主要有,毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來有三點,即零件技術(shù)要求能否保證,對提高生產(chǎn)率是否有利,經(jīng)濟(jì)上雖否合算

4、。根據(jù)國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實踐,數(shù)控機(jī)床通常最適合加工具有以下特點的零件:(1多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件;(2輪廓形狀復(fù)雜,對加工精度要求較高的零件;(3用普通機(jī)床加工時,需要有昂貴的工藝裝備(工具、夾具和模具的零件;(4需要多次改型的零件;(5價值昂貴,加工中不允許報廢的關(guān)鍵零件;(6需要最短生產(chǎn)周期的急零件。數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣,在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。1零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則;零件圖樣上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點,在數(shù)控加工零件圖上,應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸直接給出坐標(biāo)尺寸。構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分在手工編

5、程時,要計算每個節(jié)點坐標(biāo)。在自動編程時,要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時,要分析幾何元素的給定條件是否充分。如果構(gòu)成零件幾何元素條件不充分,編程時則無法下手。2零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù),使編程方便,生產(chǎn)效益提高。內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小,因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。零件銑削底平面時,槽底圓角半徑不應(yīng)過大,否則銑刀端刃銑削平面的能力差、效率低。應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中,若沒有統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位,會因工件重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個面年輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。此

6、外,還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差是否為以得到保證,有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。4.加工方法的選擇與加工方案的確定(1加工方法的選擇加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多,因而在實際選擇時,要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。(2加工方案確定的原則零件上比較精確表面加工,常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的,還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。5.工序與工步的劃分一般工序劃分有以下幾種方式(1按零件裝卡定位

7、方式劃分工序由于每個零件結(jié)構(gòu)形狀不同,各表面的技術(shù)要求也有所不同,故加工時,其定位方式則各有差異。一般加工外形時,以內(nèi)形定位;加工內(nèi)形時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序。(2按粗、精加工劃分工序根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素杰劃分工序時,可按粗、精加工分開的原則來劃分工序,即先作粗加工再精加工。此時可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。通常在一次安裝中,不允許將零件的某一部分表面加工完畢后,再加工零件的其它表面。(3按所用刀具劃分工序為了減少換刀次數(shù),壓縮空程時間,減少不必要的定位誤差,可按刀具集中工序的方法加工零件,即在一次裝夾中,盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部

8、位,然后再換另一把刀加工其它部位。工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量,對不同表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序,在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。總之,工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。6.零件的安裝與夾具的選擇(1定位安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上加工零件時,定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同,也要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。為了提高數(shù)控機(jī)床效率確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意下列三點:1力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一;2減少裝夾次數(shù),盡可能在一次定位裝夾后,加工出全部待加工表面;3避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案,

9、以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。(2選擇夾具的基本原則數(shù)控加工對夾具要有兩方面要求:一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定;二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。此外,尚需考慮以下四點:1夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。當(dāng)零件加工批量不大時,應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其它通用夾具,以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用;成批生產(chǎn)時考慮采用專用夾具;2零件的裝卸要迅速、方便,以縮短機(jī)床的停頓時間;3夾具要開敞,其定位、夾緊機(jī)構(gòu)或其它元件不得影響加工中的走刀;4夾具在機(jī)床上的安裝及工件在夾具上的安裝要準(zhǔn)確可靠,以保證工件在正確的位置上按程序加工。此外,為了提高數(shù)控加工的效率,在成批生產(chǎn)中還可以采用多位、多

10、件夾具。7.刀具的選擇與切削用量的確定(1刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一,它不僅影響機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。編程時,選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比,數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具,并優(yōu)選刀具參數(shù)。選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(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,應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀。對一些主體型面和變斜角輪廓形的加工,常采用

11、球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。曲面加工常采用和球頭銑刀,但加工曲面較低平坦部位時,刀具以球頭頂端刃切削,切削條件較差,因而應(yīng)采環(huán)形刀。(2切削用量的確定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度(進(jìn)給量等。對于不同的加工方法,需選擇不同的切削用量,并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本;半精加工和精加工時,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定。8.加工路線的確定在數(shù)控加工中,刀具刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時,加工路

12、線的確定原則主要有以下幾點:(1加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率高;(2使數(shù)值計算簡單,以減少編程工作量;(3應(yīng)使加工路線最短,這樣既可減少程序段,又可減少空刀時間。(4此外,確定加工路線時,還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況,確定是一次走刀,還是多次走刀來完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。五、分析與制定典型零件工藝1、加工軸類零件如圖1,毛坯為85340棒材,零件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求,圖中85外圓不加工。對該零件進(jìn)行精加工。根據(jù)圖紙要求和毛坯情況,編制該零件數(shù)控車削工藝。 圖1車削軸類零件2、如圖2所示,材料為45鋼,單件生產(chǎn),毛坯尺寸為84mm84mm22mm,試對該零件的頂面和內(nèi)外輪廓進(jìn)行數(shù)控銑削加工工藝分析。 圖2帶型腔的凸臺零件圖3、如圖所示為升降臺銑床的支承套,在兩個互相垂直的方向上有多個孔要加工,在加工中心上加工,只需一次安裝即可完成。零件材料為45鋼,中批量生產(chǎn),分析其加工工藝。 圖3 支承套零件圖 七、評分標(biāo)準(zhǔn) 序號 1 考核內(nèi)容 分析與制定軸類零件數(shù)控加工 工藝 分值 10 10 2 分析與制定型腔凸臺零件數(shù)控 加工工藝 10 3 分析與制定升降臺銑床的支承 套零件數(shù)控加工