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| 數(shù)控機床零件加工工藝分析、加工方案制定、夾具的選擇 |
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數(shù)控機床根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床,加工方案制定,確定零件的加工順序,各工序所用刀具,夾具和切削用量等。 一、機床的合理選用 在數(shù)控機床上加工零件時，一般有兩種情況。 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)控機床。 第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機床，要選擇適合在該機床上加工的零件。 無論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復雜程度、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： ①要保障加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 ②有利于提高生產(chǎn)率。 ③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費用)。 二、數(shù)控加工零件工藝性分析 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。 (一)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 1．零件圖上尺寸標注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點 在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計基準、工藝基準、檢測基準與編程原點設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設(shè)計人員一般在尺寸標注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標注方法，這樣即會給工序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復定位精度都很高，不會因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標注法改為同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注法。 2．構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 在手工編程時要計算基點或節(jié)點坐標。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。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。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給出的尺寸，在計算相切條件時，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條件的不充分，使編程時無法下手。遇到這種情況時，應(yīng)與零件設(shè)計者協(xié)商解決。 (二)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 1)零件的內(nèi)腔和外形很好采用統(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。 2)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。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 3)零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。 4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準定位，會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述問題的產(chǎn)生，保障兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準定位。 零件上很好有合適的孔作為定位基準孔，若沒有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準孔(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設(shè)置工藝孔)。若無法制出工藝孔時，很起碼也要用經(jīng)過精加工的表面作為統(tǒng)一基準，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保障、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 三、加工方法的選擇與加工方案的確定 (一)加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保障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。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當孔徑較大時則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。常用加工方法的經(jīng)濟加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。 (二)加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到終成形的加工方案。確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，終加工方法取精鉸時，則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。 四、工序與工步的劃分 (一)工序的劃分 在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機床上完成整個零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機床上加工，哪一部分在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。 （二)工步的劃分 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，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內(nèi)又細分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則： 1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。 2)對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因為銑削時切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，減少由變形引起的對孔的精度的影響。 3)按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。 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。 五、零件的安裝與夾具的選擇 (一)定位安裝的基本原則 1)力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。 2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 3)避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 (二)選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保障夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下四點： 1)當零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。 2)在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3)零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。 4)夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。 |
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