數(shù)控加工工藝論文范文

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第1篇

1.1數(shù)控加工的概念及其發(fā)展

數(shù)控加工是指在機(jī)床上利用數(shù)控技術(shù)對零件進(jìn)行加工的一個(gè)過程。數(shù)控加工和非數(shù)控加工的流程從整體上來說是大致相同的。但在技術(shù)上卻大相徑庭。采取數(shù)字信息控制加工零件的數(shù)控加工方法是針對零件種類多樣、相同型號產(chǎn)量少、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高等現(xiàn)實(shí)狀況達(dá)到高效化和自動化加工的有效方法。數(shù)控加工的發(fā)展方向是高速和高精度。20世紀(jì)50年代,MIT設(shè)計(jì)了APT。APT具有程序簡潔,方法靈活等優(yōu)勢。但也有很多不足之處如對于復(fù)雜的幾何形狀,無法表達(dá)幾何即視感[1]。為修正APT的不足,1978年,法國達(dá)索飛機(jī)公司開發(fā)了CATIA。這個(gè)系統(tǒng)有效的解決了幾何形狀復(fù)雜、難以表達(dá)即視感的缺陷。目前,數(shù)控編程系統(tǒng)正向高智能化方向發(fā)展。

1.2數(shù)控加工的內(nèi)容

數(shù)控加工的內(nèi)容有挑選適宜在數(shù)控機(jī)床上加工的零件,對數(shù)控加工方案進(jìn)行確定;詳細(xì)繪制所加工零件的圖紙;確定數(shù)控加工的詳細(xì)流程,如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數(shù)控加工的流程;確定數(shù)控加工中的允許誤差;指揮數(shù)控機(jī)床上一些工藝部分工作等。

2數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)

2.1數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

采用數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)具有加工程序簡單,解放枯燥工作的勞動力等特點(diǎn)。改進(jìn)了傳統(tǒng)機(jī)床工藝的工序繁多,勞動強(qiáng)度大的弱點(diǎn)。如此便使數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)形成了自身的獨(dú)特的特點(diǎn)。正常來講,數(shù)控加工的內(nèi)容要比傳統(tǒng)機(jī)床加工的內(nèi)容繁多。數(shù)控加工的內(nèi)容非常精確、工藝設(shè)計(jì)工作十分邏輯明確。數(shù)控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項(xiàng)工作項(xiàng)目。而這些工作如果換成傳統(tǒng)工藝則需要多個(gè)步驟才能做好[1]。所以,數(shù)控加工具有工作效率高的特點(diǎn)。將傳統(tǒng)加工工作中的幾個(gè)步驟在數(shù)控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟,這讓零件加工所需要的專業(yè)工具數(shù)量大幅下降,零件需要加工的工序和所用時(shí)間也節(jié)省出很了多,進(jìn)而大大提高所加工產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率。此外,在普通機(jī)床加工時(shí),很多具體的工藝問題如加工時(shí)各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等,在實(shí)際工作中都是靠工作人員根據(jù)自己的多年工作經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來解決的。傳統(tǒng)加工的工藝設(shè)計(jì)正常情況下不需要加工人員在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)做出過多的計(jì)劃,實(shí)際工作做好就可以了。而在數(shù)控加工時(shí),每個(gè)實(shí)際工藝問題必須事無巨細(xì)的都考慮到,而且每一個(gè)細(xì)節(jié)都必須在程序編輯時(shí)編入完全正確的加工指令,其結(jié)果也會是非常精細(xì),這是數(shù)控加工最大的特點(diǎn)。

2.2數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)方法

工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)就是明確零件的什么部位需要數(shù)控加工,經(jīng)過什么流程,如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數(shù)控加工時(shí)確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法:按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數(shù),節(jié)省時(shí)間,可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來確定工作步驟。在一個(gè)工序中使用同一個(gè)工作器具的全所有步驟率先集中,統(tǒng)一完成后然后再使用第二種工作器具進(jìn)行該種工作器具所要加工的所有步驟,以此類推。平面孔系零件一般使用點(diǎn)位、直線操控?cái)?shù)控機(jī)床來加工,制定加工的工作步驟時(shí),著重于控制加工精度、成品率和加工所需時(shí)間。旋轉(zhuǎn)體類零件通常使用數(shù)控車床或磨床加工。在車床上加工時(shí),一般加工成品冗余多,使用粗加工方法。數(shù)控車床上用到低強(qiáng)度加工器具加工細(xì)小凹槽的情況很頻繁,因此適于斜向進(jìn)刀,一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數(shù)控機(jī)床加工。方法上應(yīng)該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床在加工不規(guī)則零件的曲線輪廓時(shí),一定要用最短的直線段或圓弧段來無限逼近零件輪廓,讓零件的誤差在合格的基礎(chǔ)上加工的直線段或弧段的數(shù)量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件:某些形狀的零件被加工時(shí),由于零件的形狀和表面質(zhì)量等多方面問題致使零件強(qiáng)度較差。機(jī)床的插補(bǔ)方法可以解決這一難題。在加工飛機(jī)大梁直紋曲面時(shí),如果加工機(jī)床是三軸聯(lián)動便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機(jī)床是四軸聯(lián)動,則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。

2.3數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)過程

數(shù)控加工的一般過程要經(jīng)過閱讀零件,工藝分析,制定工藝,數(shù)控編程,程序傳輸。數(shù)控加工之前應(yīng)該繪制好零件的加工設(shè)計(jì)圖稿。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),應(yīng)該先按照之前繪制好的零件圖稿來分析零件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、幾何形狀、大小和精度要求,并采用分析結(jié)果作為確定零件數(shù)控加工工藝過程的基礎(chǔ)。確定數(shù)控加工工藝過程,要先詳細(xì)了解零件數(shù)控加工的內(nèi)容和原則;之后再設(shè)計(jì)加工過程,挑選機(jī)床和加工零件所需的器具,確定零件的加工位置和裝夾,確定數(shù)控加工中工作的步驟和順序,確定每個(gè)工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫數(shù)控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗(yàn)等。通過實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié),單純的按照之前設(shè)定的數(shù)控加工程序來實(shí)際操作加工零件依然存在很多缺陷。因?yàn)槿肆ぷ骺赡軐Τ绦虻木唧w步驟和原理不夠明確,對編程人員的本意理解也不是很透徹,通常需要編程人員在零件加工時(shí)對加工人員進(jìn)行現(xiàn)場的指導(dǎo),這種情況對于零件數(shù)量較少的加工狀況還能勉強(qiáng)正常工作,但對于時(shí)間長、數(shù)量大的生產(chǎn)情況,就會生出很多問題。所以,編程人員對數(shù)控加工程序比較復(fù)雜和不易理解的部分進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和說明的作用是不可小覷的,尤其是要針對那些需要長時(shí)間和大批量生產(chǎn)零件的數(shù)控加工程序特別關(guān)鍵。

2.4數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

在數(shù)控加工中一定要注意并且預(yù)防工作所使用的器具在工作中和零件等出現(xiàn)不必要的摩擦,所以一定要明確的強(qiáng)調(diào)工作人員數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)編程中的加工器具的加工路線,使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置好夾緊零件的位置,如此便可以減少不必要的問題出現(xiàn)。除此之外,對于某些程序問題需要調(diào)整程序及加工器具路線和位置時(shí)必須事先告知操作人員,以防出現(xiàn)不必要的問題。

3結(jié)語

第2篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床車削加工工藝工藝分析車削

一、問題的提出

數(shù)控車削加工主要包括工藝分析、程序編制、裝刀、裝工件、對刀、粗加工、半精加工、精加工。而數(shù)控車削的工藝分析是數(shù)控車削加工順利完成的保障。

數(shù)控車削加工工藝是采用數(shù)控車床加工零件時(shí)所運(yùn)用的方法和技術(shù)手段的總和。其主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

(一)選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；(二)對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝分析；(三)工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計(jì)；(四)切削用量選擇；(五)工序、工步的設(shè)計(jì)；(六)加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化；(七)編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。

筆者觀察了很多數(shù)控車的技術(shù)工人，閱讀了不少關(guān)于數(shù)控車削加工工藝的文章，發(fā)現(xiàn)大部分的使用者采用選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容、零件圖分析、夾具和刀具的選擇、切削用量選擇、劃分工序及擬定加工順序、加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化、編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的順序來進(jìn)行工藝分析。

但是筆者分析了上述的順序之后，發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)不妥。因?yàn)檎麄€(gè)零件的工序、工步的設(shè)計(jì)是工藝分析這一環(huán)節(jié)中最重要的一部分內(nèi)容。工序、工步的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的設(shè)計(jì)不合理將直接導(dǎo)致零件的形位公差達(dá)不到要求。換言之就是工序、工步的設(shè)計(jì)不合理直接導(dǎo)致產(chǎn)生次品。

二、分析問題

目前，數(shù)控車床的使用者的操作水平非常高，并且能夠獨(dú)立解決很多操作上的難題，但是他們的理論水平不是很高，這是造成工藝分析順序不合理的主要原因。

造成工藝分析順序不合理的另一個(gè)原因是企業(yè)的工量具設(shè)備不足。

三、解決問題

其實(shí)分析了工藝分析順序不合理的現(xiàn)象和原因之后，解決問題就非常容易了。需要做的工作只要將對零件的分析順序稍做調(diào)整就可以。

筆者認(rèn)為合理的工藝分析步驟應(yīng)該是：

(一)選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；(二)對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控車削加工工藝分析；(三)工序、工步的設(shè)計(jì)；(四)工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計(jì)；(五)切削用量選擇；

(六)加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化；(七)編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。

本文主要對二、三、四、五三個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

(一)零件圖分析

零件圖分析是制定數(shù)控車削工藝的首要任務(wù)。主要進(jìn)行尺寸標(biāo)注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)和加工要求的合理性，選擇工藝基準(zhǔn)。

1.選擇基準(zhǔn)

零件圖上的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。

2.節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算

在手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動編程時(shí)要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。

3.精度和技術(shù)要求分析

對被加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。

(二)工序、工步的設(shè)計(jì)

1.工序劃分的原則

在數(shù)控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。

(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。

(2)提高生產(chǎn)效率原則。為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，應(yīng)將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程。

2.確定加工順序

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，逐步提高加工精度。

(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，改善其切削條件。

(3)內(nèi)外交叉。對既有內(nèi)表面又有外表面需加工的零件，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面的粗加工，后進(jìn)行內(nèi)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。

(三)夾具和刀具的選擇

1.工件的裝夾與定位

數(shù)控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數(shù)，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準(zhǔn)；對于套類零件，則以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。數(shù)控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實(shí)際操作時(shí)應(yīng)合理選擇。

2.刀具選擇

刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外，還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產(chǎn)率的有效措施。數(shù)控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

(四)切削用量選擇

數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速S(或切削速度υ)及進(jìn)給速度F(或進(jìn)給量f)。

切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數(shù)控車床的加工質(zhì)量至關(guān)重要。確定數(shù)控車床的切削用量時(shí)一定要根據(jù)機(jī)床說明書中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時(shí)，首先考慮在機(jī)床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進(jìn)給量f；最后再根據(jù)刀具允許的壽命確定一個(gè)合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數(shù)，提高加工效率，增大進(jìn)給量有利于斷屑。精車時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉(zhuǎn)速S(r/min)可根據(jù)切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑mm)計(jì)算得出，也可以查表或根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。

三、結(jié)語

數(shù)控機(jī)床作為一種高效率的設(shè)備，欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動化的特點(diǎn)，除了必須掌握機(jī)床的性能、特點(diǎn)及操作方法外，還應(yīng)在編程前進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優(yōu)的加工方案。

參考文獻(xiàn)

第3篇

零件數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，就是利用標(biāo)準(zhǔn)化的理論和方法對零件的數(shù)控編程過程中涉及到的工藝信息如零件工藝分析、基準(zhǔn)選擇、刀具選擇以及加工工序和加工路線等，即所有與數(shù)控加工過程有關(guān)的要素進(jìn)行規(guī)范化處理。其目的就是利用標(biāo)準(zhǔn)化的加工工藝來生產(chǎn)相同或類似要求下的零件，防止不必要的工藝多樣化，或者借助成組零件的相似性原理使得屬于同一類型的零件采用相似的加工工藝，從而，提高零件的數(shù)控編程效率，減少勞動力的投入，還能保證零件產(chǎn)品的質(zhì)量。

2數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的方法

2.1典型工藝法1938年索克洛夫首次提出典型工藝的概念，其著眼點(diǎn)是工藝過程的標(biāo)準(zhǔn)化，也就是將零件按照結(jié)構(gòu)、形狀相似性和工藝過程相似性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，則同類零件可以采用同一的典型工藝。因此，典型工藝法能夠很好地應(yīng)用于如齒輪、標(biāo)準(zhǔn)件等結(jié)構(gòu)形狀相對穩(wěn)定、批量相對較大的零件，而其他的一些批量不大或非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的零件就很難使用典型工藝法。對于一些形狀結(jié)構(gòu)差別較大、批量小和種類多的生產(chǎn)場合，典型工藝只能作為零件工藝設(shè)計(jì)的參考資料。據(jù)統(tǒng)計(jì)有將近20%左右的零件可以用到典型工藝法，而且即使應(yīng)用了典型工藝法其效果也不是很明顯。

2.2成組工藝法1959年米特洛范諾夫首次提出成組工藝的新概念，其著眼點(diǎn)在于工序的標(biāo)準(zhǔn)化，即把零件加工過程中的全部或一部分相似加工工序的零件劃分為一組，然后，針對每一組的具體情況制定適宜的成組加工工藝。因此，它能夠很好地彌補(bǔ)典型工藝法的不足。當(dāng)加工一個(gè)屬于此類的零件時(shí)，只需要根據(jù)該零件的需要，按照成組加工工藝做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或者補(bǔ)充，即可完成對該零件加工工藝的設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，80%以上的零件品種可以采用成組工藝。

3采用成組工藝法標(biāo)準(zhǔn)化的過程

3.1分析零件的加工特征，從零件的形狀特征入手，并結(jié)合工藝特征中的工序，借助成組技術(shù)的相似性原理建立零件的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)之上將零件合理地分類成組。

3.2分析零件數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)原則，并據(jù)此研究每一類零件的優(yōu)化工藝信息設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括成組零件數(shù)控加工工藝過程和工藝內(nèi)容的設(shè)計(jì)，其中工藝內(nèi)容涉及到具體的加工基準(zhǔn)、加工工序、加工策略以及刀具和工藝參數(shù)等。

3.3研究零件數(shù)控加工工藝信息的存儲和重用，主要涉及到工藝信息存儲方式的選擇及其相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的建立，工藝信息再次調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過程，以及重用過程中對相似工藝的修改和增加等。

3.4數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對各類成組零件的工藝信息進(jìn)行匹配和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)對零件數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。

4總結(jié)