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      數(shù)控編程：數(shù)控機床加工工序和加工路線的設(shè)計
      
                    
                    
                    
                    
      
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                        2012-05-06
                        
                            
                        
                    
      
                    
      
                        
                        
      
                    
      
                    
                    
      
                        
      
                            
                        
      
                        
      
                            
                                
      
                                    
                                        
      

                                        
                                        

                                        
      數(shù)控編程：數(shù)控機床加工工序和加工路線的設(shè)計
      

      2012年04月14日 星期六 0:43
      

      

      


      


      

      一、工序設(shè)計的主要任務(wù)：
        確定工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運動軌跡，為編制程序作好準備.

         二、確定加工路線的原則：

        加工路線的設(shè)定是很重要的環(huán)節(jié)，加工路線是刀具在切削加工過程中刀位點相對于工件的運動軌跡，它不僅包括加工工序的內(nèi)容，也反映加工順序的安排，因而加工路線是編寫加工程序的重要依據(jù)。品質(zhì)新空間

      1)加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。

      2)設(shè)計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。

      3)簡化數(shù)值計算和減少程序段，減少編程工作量。

      4)根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。

      5)合理設(shè)計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。品質(zhì)新空間

      6)合理選用銑削加工中的順銑或逆銑方式。一般來說，數(shù)控機床采用滾珠絲杠，運動間隙很小，因此順銑優(yōu)點多于逆銑。

         三、數(shù)控機床加工路線：

      1)數(shù)控車床加工路線：
        數(shù)控車床車削端面加工路線如圖2.4所示的A-B-Op-D，其中A為換刀點，B為切入點，C--0p為刀具切削軌跡，0p為切出點，D為退刀點。
                      
            圖2.4數(shù)控車床車削端面加工路線     圖2.5數(shù)控車床車削外圓加工路線
        數(shù)控車床車削外圓的加工路線如圖2.5所示A-B-C-D-E-F，其中A為換刀點，B為切入點，C--D--E為刀具切削軌跡，E為切出點，F(xiàn)為退刀點。品質(zhì)新空間

      2)數(shù)控銑床加工路線：立銑刀側(cè)刃銑削平面零件外輪廓時，應(yīng)沿著外輪廓曲線的切向延長線切入或切出，避免切痕，保證零件曲面的平滑過渡。
          
      圖2.6外輪廓銑削的加工路線      圖2.7內(nèi)輪廓銑削的加工路線

        當銑削封閉內(nèi)輪廓表面時，刀具也要沿輪廓線的切線方向進刀與退刀，如圖2.7所示，A-B-C為刀具切向切入輪廓軌跡路線，C-D-C為刀具切削工件封閉內(nèi)輪廓軌跡，C-E-A為刀具切向切出輪廓軌跡路線。
      3)孔加工定位路線：要注意各孔定位方向的一致性，即采用單向趨近定位方法，這樣的定位方法避免了因傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差，提高孔的位置精度。如圖2.8所示

         圖2.8孔加工定位路線

          四、工件的安裝與夾具的選擇

      1)工件的安裝

      ①力求符合設(shè)計基準、工藝基準、安裝基準和工件坐標系的基準統(tǒng)一原則。
      ②減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次裝夾后能加工全部待加工表面。
      ③盡可能采用專用夾具，減少占機裝夾與調(diào)整的時間。

      2) 夾具的選擇

      ①小批量加工零件，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具以及其它通用夾具。
      ②成批生產(chǎn)考慮采用專用夾具，力求裝卸方便。
      ③夾具的定位及夾緊機構(gòu)元件不能影響刀具的走刀運動。

      ④裝卸零件要方便可靠，成批生產(chǎn)可采用氣動夾具、液壓夾具和多工位夾具。

          五、切削用量的選擇
        切削用量包括切削速度Vc(或主軸轉(zhuǎn)速n)、切削深度ap和進給量f，選用原則與普通機床相似：粗加工時，以提高生產(chǎn)率為主，可選用較大的切削量；半精加工和精加工時，選用較小的切削量，以保證工件的加工質(zhì)量。品質(zhì)新空間

        1)數(shù)控車床切削用量
      ①切削深度ap：在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的條件下，可選取較大的切削深度，以減少進給次數(shù)。當工件的精度要求較高時，則應(yīng)考慮留有精加工余量，一般為0.1～0.5mm。
      切削深度ap計算公式：ap=（dw- dm)/2
      式中dw—待加工表面外圓直徑，單位: mm
      dm—已完成加工后的表面外圓直徑，單位mm
      ②切削速度Vc：切削速度由工件材料、刀具材料及加工性質(zhì)等因素所確定，可查表。
      切削速度計算公式：　Vc=Πdn/1000 (m/min)
      式中： d—工件或刀尖的回轉(zhuǎn)直徑，單位: mm
      n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速，單位: r/min
      ③進給速度：進給速度是指單位時間內(nèi)，刀具沿進給方向移動的距離，單位為mm/min，也可表示為主軸旋轉(zhuǎn)一周刀具的進給量，單位為mm/r。
      進給速度Vf的計算:
      Vf= n f
      式中：
      n—車床主軸的轉(zhuǎn)速，單位: r/min 。

      f—刀具的進給量，單位: mm/r
        2) 數(shù)控銑床切削用量選擇
        數(shù)控銑床的切削用量包括切削速度vc、進給速度vf、背吃刀量ap和側(cè)吃刀量ac。切削用量的選擇方法是考慮刀具的耐用度，先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。
      ①背吃刀量ap（端銑）或側(cè)吃刀量ac（圓周銑）
        如圖2.9所示，背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為mm;
      側(cè)吃刀量ac為垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為mm，

      端銑背吃刀量和圓周銑側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量要求決定。

      圖2.9銑刀銑削用量
      ②進給速度vf
        進給速度指單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)Z及每齒進給量fz(單位為mm/z)有關(guān)。
      進給速度的計算公式：vf= fzZ n
      式中每齒進給量fz的選用主要取決于工件材料和刀具材料的機械性能、工件表面粗糙度等因素。當工件材料的強度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件剛性差或刀具強度低，fz值取小值。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀的選用值，可查表選用。
      ③切削速度
        銑削的切削速度與刀具耐用度T、每齒進給量fz、背吃刀量ap、側(cè)吃刀量ac
      以及銑刀齒數(shù)Z成反比，與銑刀直徑d成正比。其原因是fz、ap、
      ac、Z增大時，使同時工作齒數(shù)增多，刀刃負荷和切削熱增加，加快刀具磨損，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。如果加大銑刀直徑則可以改善散熱條件，相應(yīng)提高切削速度。

          六、對刀點和換刀點的選擇

         1)對刀點是刀具相對工件運動的起點，程序就是從這一點開始的，故又叫程序原點或程序起點（起刀點）。
      其選擇原則是：

      ①應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，如以孔定位的零件，應(yīng)以孔中心作為對刀點。
      ②對刀點應(yīng)選在對刀方便的位置，便于觀察和檢測。
      ③應(yīng)便于坐標值的計算。如絕對坐標系的原點或已知坐標值的點上。
      ④使加工程序中刀具引入（或返回）路線短并便于換刀。

         2)對刀點可選在零件上，也可選在夾具或機床上，若選在夾具或機床上，則必須與工件的定位基準有一定的尺寸聯(lián)系。如圖2.10所示。

      圖2.10對刀點和換刀點的確定

          3)對刀時，應(yīng)使"刀位點"與" 對刀點" 重合，對刀的準確程度直接影響加工精度，不同刀具的刀位點是不同的。如圖2.11所示。

      圖2.11不同刀具的刀位點

         4)對數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機床，因加工過程中要進行換刀，故編程時應(yīng)考慮不同工序間的換刀位置，設(shè)置換刀點。為避免換刀時刀具與工件及夾具發(fā)生干涉，換刀點應(yīng)設(shè)在工件外合適的位置。如上圖2.10所示。
      

       
      

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