内容摘要:理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件,同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备,它的效率高于普通机床的2~3倍,所以,要充分发挥数控机床的这一特点
理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件,同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备,它的效率高于普通机床的2~3倍,所以,要充分发挥数控机床的这一特点,必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法,同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。
由于生产规模的差异,对于同一零件的加工方案是有所不同的,应根据具体条件,选择经济、合理的工艺方案。
一、加工工序划分
在数控机床上加工零件,工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比,加工工序划分有其自己的特点,常用的工序划分原则有以下两种。
1.保证精度的原则
数控加工要求工序尽可能集中,常常粗、精加工在一次装夹下完成,为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件,将各处先粗加工,留少量余量精加工,来保证表面质量要求。同时,对一些箱体工件,为保证孔的加工精度,应先加工表面而后加工孔。
2. 提高生产效率的原则
数控加工中,为减少换刀次数,节省换刀时间,应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后,再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程,用同一把刀加工工件的多个部位时,应以最短的路线到达各加工部位。
实际中,数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
二、加工路线的确定
在数控加工中,刀具(严格说是刀位点)相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起,直至结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次考虑数值计算简单,走刀路线尽量短,效率较高等。
下面举例分析数控机床加工零件时常用的加工路线。
1.车圆锥的加工路线分析
数控车床上车外圆锥,假设圆锥大径为d,小径为d ,锥长为l。
阶梯切削路线,二刀粗车,最后一刀精车;二刀粗车的终刀距s要作精确的计算,可有相似三角形得:
此种加工路线,粗车时,刀具背吃刀量相同,但精车时,背吃刀量不同;同时刀具切削运动的路线最短。
相似斜线切削路线,也需计算粗车时终刀距s,同样由相似三角形可计算得:
按此种加工路线,刀具切削运动的距离较短。
斜线加工路线,只需确定了每次背吃刀量ap,而不需计算终刀距,编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的,且刀具切削运动的路线较长。
2.车圆弧的加工路线分析
应用g02(或g03)指令车圆弧,若用一刀就把圆弧加工出来,这样吃刀量太大,容易打刀。所以,实际车圆弧时,需要多刀加工,先将大多余量切除,最后才车得所需圆弧。
面介绍车圆弧常用加工路线。
车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯,最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后,须精确计算出粗车的终刀距s,即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短,但数值计算较繁。
车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削,最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后,对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定,数值计算简单,编程方便,常采用。但加工时,空行程时间较长。
车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥,再车圆弧。但要注意,车锥时的起点和终点的确定,若确定不好,则可能损坏圆锥表面,也可能将余量留得过大。连接oc交圆弧于d,过d点作圆弧的切线ab。
由几何关系cd=oc-od= -r=0.414r,此为车锥时的最大切削余量,即车锥时,加工路线不能超过ab线。由图示关系,可得ac=bc=0.586r,这样可确定出车锥时的起点和终点。当r不太大时,可取ac=bc=0.5r。此方法数值计算较繁,刀具切削路线短。
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