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典型車加工零件的數(shù)控加工
典型車加工零件的數(shù)控加工【1】
摘 要：本文詳細(xì)闡述了數(shù)控加工的原理及特點(diǎn)，并以梯形螺紋零件的實(shí)踐過程為例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)能夠有效降低零件的廢品率，提高零件的生產(chǎn)質(zhì)量及效率，降低人工成本，提高企業(yè)效益。
因此，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 零件 工藝分析
隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的要求越來越高，在此大背景下，數(shù)控車床加工技術(shù)的應(yīng)用水平也得到顯著的提高，并且越來越被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。
數(shù)控加工就是一種工藝方法，是指在數(shù)控機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行加工，從總體上來看，數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程是一致的，但在操作上有明顯的變化。
數(shù)控加工主要是運(yùn)用數(shù)字信息來控制零件和刀具的位移，然后再進(jìn)行機(jī)械加工，該種方法對(duì)于解決零件品種繁多、產(chǎn)量小、形狀各異、提高精度等問題提供了有效的途徑，而且能夠?qū)α慵䦟?shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化的加工和生產(chǎn)。
因此，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
1 數(shù)控加工原理及特點(diǎn)
1.1 數(shù)控加工原理及工藝分析
數(shù)控加工，就是應(yīng)用數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行加工的工藝過程。
數(shù)控機(jī)床又被稱為是一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，因此，這里的計(jì)算機(jī)被統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。
數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令主要是對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)輔助動(dòng)作進(jìn)行有效的控制，而數(shù)控系統(tǒng)的指令則是根據(jù)零件的材質(zhì)及加工要求，結(jié)合機(jī)床的特性由程序員按照規(guī)定的指令格式進(jìn)行編制的。
機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)均是按照數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令執(zhí)行的，數(shù)控系統(tǒng)必須要根據(jù)程序員編制的指令向機(jī)床發(fā)送各種信息。
按照程序員預(yù)先編制好的程序，當(dāng)完成對(duì)零件的加工時(shí)，機(jī)床就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)，通常情況下，任何一種數(shù)控機(jī)床若沒有被輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床是不能正常工作的。
通常情況下，數(shù)控加工工藝主要包括以下內(nèi)容：對(duì)需要進(jìn)行數(shù)控加工的零件進(jìn)行選擇并確定;對(duì)待加工零件的圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析;進(jìn)行零件數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì);對(duì)零件的圖紙進(jìn)行數(shù)學(xué)處理;編制并加工程序單;按程序單制作控制媒介;最后是程序的校驗(yàn)與修改;首件零件試加工的實(shí)踐過程分析及現(xiàn)場處理;對(duì)零件數(shù)控加工的相關(guān)文檔進(jìn)行歸檔。
在具體工藝分析過程中，我們一定要做好如下幾項(xiàng)工作：
(1)正確標(biāo)注零件圖樣尺寸。
在具體設(shè)計(jì)過程中，由于加工程序是以精確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，所以我們一定要注意各個(gè)圖形的幾何要素以及要素之間的相互關(guān)系(如相切、相交、平行等);要充分明確各種幾何要素之間的條件，不能出現(xiàn)多余的尺寸以及影響工序安排的封閉尺寸等。
(2)提高零件的加工精度。
雖然數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床的精確度高出很多，但是對(duì)于一些特殊情況，如過薄的底板與肋板，由于加工時(shí)產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈性退讓會(huì)增加切削面的振動(dòng)，很難使薄板厚度尺寸的公差得到保證，同時(shí)也會(huì)增加薄板表面的粗糙度。
所以，我們在處理面積較大、厚度小于4 mm的薄板時(shí)，在工藝上一定要充分重視這一問題。
(3)使零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸盡量保持統(tǒng)一。
刀具的直徑常常被輪廓內(nèi)的圓弧半徑所限制，如果零件的被加工輪廓高度比較低，而且轉(zhuǎn)接圓弧的半徑也大，這種情況下我們可以采用較大直徑的銑刀來加工，當(dāng)加工底板面時(shí)，由于進(jìn)給次數(shù)相應(yīng)減少會(huì)提高表面加工的質(zhì)量，所以工藝性較好。
反之，數(shù)控銑削工藝性較差。
一般來說，當(dāng)R<0.2H(H為被加工輪廓面的最大高度)時(shí)，可以判定零件上該部位的工藝性不好。
(4)保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。
通常情況下，有些零件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面，此時(shí)我們切記要采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，而且零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。
如果該零件上沒有基準(zhǔn)孔，我們可以專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。
我們在進(jìn)行零件的外形設(shè)計(jì)時(shí)一定要采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，只有這樣才能減少換刀的次數(shù)，進(jìn)而縮短應(yīng)用程序的長度。
(5)對(duì)零件的變形情況進(jìn)行分析。
如果在加工過程中使零件變形，會(huì)嚴(yán)重影響零件的加工質(zhì)量，當(dāng)零件變形較大時(shí)將無法進(jìn)行正常的生產(chǎn)。
這時(shí)我們必須要采用一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理等常規(guī)方法。
1.2 數(shù)控加工的特點(diǎn)
首先，加工質(zhì)量穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的柔性和適應(yīng)性。
由于數(shù)控車床是通過接收指令進(jìn)行加工，大大減少了人為產(chǎn)生的誤差，而且零件的加工均是通過程序來實(shí)現(xiàn)的，所以極大方便了復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的生產(chǎn)。
其次，加工效率較高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外形復(fù)雜的零件進(jìn)行加工。
數(shù)控車床的運(yùn)行速度較快，刀具可以自行更換，大大減少了輔助換刀的時(shí)間。
數(shù)控車床能夠?qū)崿F(xiàn)任意軌跡的運(yùn)動(dòng)，對(duì)任何幾何形狀都能實(shí)現(xiàn)加工，對(duì)于生產(chǎn)輪廓形狀復(fù)雜的零件具有較高的適應(yīng)性。
最后，采用數(shù)控加工能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
采用數(shù)控車床加工零件能夠節(jié)省工藝裝備費(fèi)用，而且數(shù)控車床具有較高的精確度，減少了廢品率，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，減少了人工的工作強(qiáng)度。
2 梯形螺紋零件加工過程的實(shí)踐分析
由于螺紋的加工深度較大，所以我們在加工梯形螺紋時(shí)無法采用直進(jìn)法加工，因此梯形螺紋宜選用G76指令，采用斜進(jìn)法進(jìn)行編程加工。
相關(guān)計(jì)算公式如表1。
3 結(jié)語
本文在對(duì)數(shù)控加工的原理及特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)闡述的基礎(chǔ)上，以梯形螺紋零件為例對(duì)其加工實(shí)踐過程進(jìn)行具體的分析。
通過分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)控加工技術(shù)是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑，該種工藝技術(shù)能夠有效提高零件的生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)質(zhì)量，減少人工投入，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率低，能夠有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 侯全林.雙刀三刃車削梯形絲桿[J].工具技術(shù)，2005(4).
[2] 徐福林.米制梯形螺紋的數(shù)控加工技術(shù)[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2005(5).
數(shù)控車削加工典型零件加工方法【2】
摘要： 數(shù)控車床是一種具有高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。
其具有廣泛的加工藝性能，可車削外回轉(zhuǎn)表面、內(nèi)回轉(zhuǎn)表面、各種特型面及復(fù)雜零件等。
本文主要闡述了怎樣確定典型零件車削加工方案以及在加工過程中加工工序安排、進(jìn)給路線的確定等方法。
Abstract: CNC lathe is a kind of high accuracy, efficient automation machine tool. It has a wide range of process performance, turning external rotary surface, rotary surface, all kinds of special and complex parts.
This paper mainly discusses how to determine the typical part machining programs as well as method in the process of machining process, determination of feed route.
關(guān)鍵詞： 加工精度;表面粗糙度;進(jìn)給路線
Key words: machining precision;surface roughness;feed line
0 引言
加工方案的確定是否合理對(duì)加工效率以及加工精度都有重要的影響。
一般要按下列程序進(jìn)行：研究零件圖，進(jìn)行工藝分析;制定工藝規(guī)程;明確生產(chǎn)類型;選擇毛坯;擬定加工路線;進(jìn)行各工序的詳細(xì)設(shè)計(jì);進(jìn)行技術(shù)分析，確定最佳方案。
1 數(shù)控車削加工外回轉(zhuǎn)體內(nèi)零件表面以及端面的加工方法
1.1 車削加工外回轉(zhuǎn)體內(nèi)零件的方法
1.1.1 移動(dòng)床鞍至工件右端，用中滑板控制吃刀量，搖動(dòng)小滑板絲杠或床鞍作縱向移動(dòng)車外圓。
一次進(jìn)給車削完畢，橫向退出車刀，再縱向移動(dòng)刀架滑板或床鞍至工件右端進(jìn)行第二、第三次進(jìn)給車削，直至符合圖樣要求未止。
1.1.2 在車外圓時(shí)，通常要進(jìn)行試切削和試測量。
其具體方法是：根據(jù)工件直徑余量的1/2作橫向進(jìn)刀，當(dāng)車刀在縱向外圓上移動(dòng)至2mm左右時(shí)，縱向快速退出車刀，饒后停車測量，如尺寸已符合要求，就可切削。
否則可以按上述方法繼續(xù)進(jìn)行試切削和試測量。
為了確保外圓的車削長度，通常先采用刻線痕法后采用測量法進(jìn)行。
即在車削前根據(jù)需要的長度，用鋼直尺、樣板、卡鉗以及刀尖在工件表面上刻一條線痕，然后根據(jù)線痕進(jìn)行車削。
當(dāng)車削完畢時(shí)，再用鋼直尺或其他量具復(fù)測。
1.2 車削工件，一般分粗車和精車
1.2.1 粗車 在車床動(dòng)力條件許可時(shí)，通常采用切削深度和進(jìn)給量大，轉(zhuǎn)速不宜過快，以合理時(shí)間盡快把工件余量車掉。
因?yàn)榇周噷?duì)切削表面每有嚴(yán)格要求，只需留一定的精車余量即可。
由于粗車切削力較大，工件裝夾必須牢靠。
粗車的另一作用是：可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯材料內(nèi)部的缺陷。
1.2.2 精車 精車是指車削的末道加工。
未了使工件獲得準(zhǔn)確的尺寸和規(guī)定的表面粗糙度，操作者在精車時(shí)，通常把車刀修磨得鋒利些。
車床轉(zhuǎn)速選得高一些，進(jìn)給量選得小一些。
2 車削加工內(nèi)回轉(zhuǎn)體內(nèi)零件表面的加工方法
2.1 車孔方法 直孔車削基本上于車外圓相同，只是進(jìn)刀和退刀方向相反。
粗車和精車內(nèi)孔時(shí)也要進(jìn)行試切和試測，其試切方法與試切外圓相同。
即根據(jù)徑向余量的一半橫向進(jìn)給，當(dāng)車刀縱向切削至2mm左右時(shí)縱向快速退出車刀然后停車試測。
反復(fù)進(jìn)行，直至符合孔徑精度要求為止。
2.2 孔徑測量 測量孔徑尺寸，通常用塞規(guī)和千分尺測量，它對(duì)于粗車和試切削的尺寸都能迅速地反映過來。
目前對(duì)于精度較高的孔徑都有用內(nèi)徑表測量。
用塞規(guī)測量 塞規(guī)由過端、止端和柄組成。
過端按孔的最小極限尺寸制成，測量時(shí)應(yīng)塞入孔內(nèi)。
止端按孔的最大極限尺寸制成，測量時(shí)不允許插入孔內(nèi)。
當(dāng)過端塞入孔內(nèi)，而止端插不進(jìn)去時(shí)，就說明此孔尺寸在最小極限尺寸與最大極限尺寸之間，是合格的。
3 工序的劃分
3.1 數(shù)控車削加工工序的劃分
3.1.1 以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序 將位置精度要求叫高的表面安排在一次安裝下完成，以免多次安裝所產(chǎn)生的安裝誤差影響位置精度。
3.1.2 以一個(gè)完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序 一些零件在裝加過程中雖然可以一次裝夾完成多道工序的加工，但有時(shí)也會(huì)受到各種限制，如數(shù)控系統(tǒng)本身的容量限制，機(jī)床超時(shí)間運(yùn)行甚至要超負(fù)荷運(yùn)行等等因素限制。
有時(shí)程序太長也會(huì)增加機(jī)床的出錯(cuò)率，差錯(cuò)與檢索困難，因此程序不能太長。
這時(shí)可以以一個(gè)獨(dú)立、完整的數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序。
在本工序內(nèi)用多少把刀具，加工多少內(nèi)容，主要根據(jù)控制系統(tǒng)的限制，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制等因素考慮。
3.1.3 以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序 有些零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，既有回轉(zhuǎn)表面也有非回轉(zhuǎn)表面，既有外圓、平面也有內(nèi)腔、曲面。
對(duì)于加工內(nèi)容較多的零件，按零件結(jié)構(gòu)特定將加工內(nèi)容組合分成若干部分，每一部分用一把典型刀具加工。
這時(shí)可以將組合在一起的所有部位作為一道工序。
然后再將另外組合在一起的部位換另外一把刀具加工，作為新的一道工序。
這樣可以減少換刀次數(shù)，減少空程時(shí)間。
3.1.4 以粗、精加工的工序劃分 對(duì)于容易發(fā)生加工硬化的零件，常常在粗加工后在進(jìn)行進(jìn)行矯正，此時(shí)的粗、精加工將作為兩道工序出現(xiàn)，可以采用各類型的刀具或不同的數(shù)控設(shè)備來加工。
對(duì)毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應(yīng)將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。
我們可將粗加工安排在精度較差、功率大的數(shù)控機(jī)床上，將精加工安排在精度較高的數(shù)控機(jī)床上。
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