數控加工工藝設計及步驟分析
時間:2022-07-23 02:58:52
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摘要:本文從數控加工工藝的特點入手,著重分析了數控加工的工藝性和數控加工的設計原則,并探索了數控加工的設計步驟,以促進數控加工工藝的發展。
關鍵詞:數控加工;工藝設計;原則;步驟
工藝設計是數控加工的重要內容,在數控加工的過程中居于重要的導向地位。如果設計人員沒有合理安排數控加工的工藝設計,很容易導致數控加工過程中的錯誤,增大數控加工的工作量,進而造成材料、人力資源等資源的浪費。因此,合理的數控加工工藝設計是數控加工工作開展的基礎。因此,數控加工工藝設計成為數控加工的首要工作,數控加工技術人員積極探索數控加工工藝的合理設計。研究數控加工工藝設計原則和步驟不僅能夠優化數控加工工藝設計,而且對數控加工技術的發展有著深刻意義。
1數控加工工藝的特點
根據數控加工經驗分析,大多數數控加工失誤是由于計算編程不細致和工藝技術考慮不周全導致的,因此,在數控加工設計的過程中必須注重數控加工的細節,合理設計數控加工工藝的方案。并且,數控加工工藝具有內容具體、工藝技術復合性強的特點。其中內容具體主要指數控加工的工序和用具較多,需要全面考慮數控加工中每一個細致的環節。而且,數控加工的內容比較復雜,只有將每一個加工細節做好,才能夠使所有復雜的環節整合起來,形成高效的數控加工。而數控加工的工藝技術復合性主要指在數控加工過程中需要采用攻絲、鉸、銑等多種工具,并且,數控加工運用多種工具將各種工序集合了起來,減少了零件和夾具的使用,提高了數控加工工藝的精度和效率。另外,數控加工工藝需要做好準備工作,在程序編制之前完成自動編程或手動編程,并作好技術準備工作,合理分析數控加工過程中的技術問題,以實現數控加工設計的優化。
2數控加工的工藝性分析
2.1數控加工的合理性
數控加工過程中的零件審核加工具有合理性的特征,在選擇數控加工內容的時候需要根據工作現狀選擇合理的加工內容,不能將數控加工機床當作普通的工作機床。并且,在選擇數控加工零件的時候,不能將零件所涉及的所有內容進行加工,而要對其中最需要進行數控加工的零件進行加工。另外,數控加工的工序較為復雜,對加工工藝的精確度要求較高,需要采用合理的加工工藝和加工內容來實現數控加工的經濟性。同時,數控加工技術對不同的零件有著不同的技術要求,因此,數控加工事先分類加工零件,并為加工零件尋找最合適的數控機床,以提高數控加工生產效率。
2.2數控加工的工藝性
數控加工的工藝性具體包括數控加工的可行性和數控加工的方便性這兩個方面。因此,在數控加工之前需要事先分析數控加工的工藝性。首先,數控加工人員應對數控加工設計圖紙中德數據進行分析,判斷數據是否符合數控加工編程。具體來說,數控加工工藝應合理分析數控加工圖紙的幾何元素和尺寸標注是否合理,確保數控加工數據條件的充分性;其次,數控加工人員應對圖紙中的加工部位和加工工藝結構進行分析,合理掌握零件數控加工的特點。具體來說,數控加工技術人員應判斷零件外形和零件內腔的類型和尺寸,盡量選擇統一尺寸的零件,以減少刀具的使用,并且,數控加工人員應對零件基準定位的可靠性進行分析,采用統一的定位標準,避免數控加工過程中的位置誤差;最后,數控加工人員應對零件的精確度條件進行分析,保證零件加工技術和加工環節的精確性。具體來說,技術人員應充分了解零件加工過程中的工藝路線和加工工具,采用精細工藝的手法進行數控加工。
3數控加工工藝的設計原則
3.1一次定位原則
在數控技工的過程中,要十分注重數控加工工序的集中性,最大限度地將機床加工的全部工序或大部分工序在一次加工過程中完成,以減少工件夾裝次數和機床的使用數量,減少機床加工過程中的工序誤差,提高數控加工生產率。并且,在數控加工中,應在一次安裝之后再處理孔系加工,并采用連續換刀的方式來完成全部的孔系加工,消除加工過程中重復定位的現象。
3.2先粗后精原則
在數控加工過程中應根據零件的剛度、精度等因素來對加工工序進行劃分,先進行較為粗略的加工工序,再進行較為細致的加工工序,將粗略的加工工序和細致的加工工序分開。并且,數控加工人員應再處理完全部粗略加工工序之后再對細致加工工序進行精加工。另外,數控加工應該按照由表及里的順序進行,先進行表面的數控加工,再進行內部結構的數控加工。
3.3由遠及近原則
根據加工刀點和加工部位之間的距離來計算,在加工過程中一般先加工離刀點較近的距離,以減少刀具的空間移動。并且,在車削的過程中要遵循先近后遠的原則,保持半成品和坯件的剛性,進而優化其切削條件。另外,在對于鏜孔和銑平面的零件加工,需要先對銑平面進行加工,再對鏜孔進行加工,以避免銑平面加工過程中較大的切削力度對零件的損害,進而保證零件的功能性。
3.4最少用刀原則
在數控加工過程中為了減少數控加工的時間和數控加工的換刀次數,需要遵循最少用刀的原則,按照所用的刀具來確定加工的步驟和加工順序。并且,數控加工技術人員需要集中同一刀具的工序進行加工,使用同一刀具來完成加工零件的編面切削部門,減少換刀時間,避免同一把刀具的多次使用。另外,在裝夾過程中,數控加工人員應再加工完一種刀具工序之后,再換其他刀具進行加工。
3.5附件最少調用原則
在保證數控加工質量的基礎上,數控加工人員應堅持附件最少調用原則,將涉及同一附件的程序一次性完成,并且在每次使用附件的過程中最大限度地對加工零件進行切削,減少同一附件的多次安裝和調用。
3.6走刀最少原則
在保證數控加工質量的基礎上,數控加工人員應堅持走刀最少原則,以節省數控加工的時間,減少數控加工過程中的資源消耗和刀具磨損。而數控加工過程中走刀路徑需要根據零件的輪廓確定,選擇最合理的換刀點和起刀點,合理安排走刀路線的空間銜接,最大限度地縮短走刀行程。
3.7程序段最少原則
在數控加工工藝設計的過程中,大多數設計人員都希望運用最少的程序段來實現對數控加工零件的控制,簡化數控加工程序,在保證數控加工誤差的同時,保證數控編程效率,減少數控加工程序輸入的時間和數控加工計算機設備的內存量。
3.8與普通工序銜接原則數控加工經常與普通工序相交叉,這就要求數控加工與普通工具能夠實現良好銜接,如果數控加工和普通工序銜接不好很容易導致數控加工和普通工序之間的矛盾。因此,數控加工應堅持與普通工序銜接的原則,使每一道工序能夠先后照應,以達到數控加工和普通工序的要求,保證數控加工質量。
4數控加工工藝設計的步驟
4.1加工方案和加工方法的確定
首先,加工方法的選擇需要保證加工零件表面的粗糙程度和林間表面的精度,合理考慮加工零件的形狀和尺寸大小。例如,當加工零件尺寸較小的時候可以選擇鉸孔,而加工零件孔徑較大則需要選擇鏜孔;其次,加工方案的確定需要考慮加工零件的表面加工和內部加工,充分了解零件加工的要求,根據加工零件表面的粗糙程度和精度來確定合適的加工工藝步驟。
4.2加工工序的劃分
首先,數控加工需要合理劃分零件加工的工序,具體來說,零件加工工序應采取集中性原則,盡可能在一次加工過程中完成大部分的加工工序,以節省加工時間,提高表面加工質量;其次,工步的劃分需要充分考慮數控加工的效率和數控加工的精度,根據數控加工的精度和效率來劃分加工的步驟,保證加工步驟的合理性。
4.3刀具的確定
首先,刀具的選擇。數控加工需要充分考慮刀具的選擇,以保證數控加工質量。為此,在編程的過程中,數控加工刀具選擇應充分考慮零件的材料,根據零件材料來選擇合適的刀具。在生產過程中,要根據零件的類型來選擇刀具。例如,平面零件的輪廓加工通常采用立銑刀進行加工,而在切削平面的過程中多采用合金刀片類的銑刀;其次,確定切削量。數控加工過程中的切削量主要包括切削速度和切削深度。其中,切削速度主要指切削過程中的運動大小,而切削深度主要指切削過程中的背吃刀量,合理的切削量既能夠保證切削工序質量,又能夠減少切削時間,提高切削效率。
4.4確定對刀點和換刀點
首先,對刀點的確定。對刀點主要指切削過程中工件運動的起始點。對刀點的選擇需要根據編程,選擇便于數據處理的地方,以減少數控加工過程中的數據誤差;其次,換刀點點的確定。換刀點主要指刀架轉換的位置。數據加工人員可以隨意設定換刀點,也可以根據零件特點選擇固定的換刀點。
4.5加工路線的確定
首先,加工路線的確定應保證加工精度,選擇最優加工路線來提高生產效率。并且,數控加工路線要根據編程的要求選擇,保證編程的方便性。另外,數控加工路線選擇需要充分考慮刀具的軸向運動和輔助尺寸;其次,數控加工人員應充分考慮數據加工路線的合理性,避免平面零件延長線上的切口和零件表面的切口痕跡,選擇零件輪廓的交叉點作為路線的切入點,以保證零件表面和輪廓的光滑性。
作者:張祥 單位:四川科技職業學院汽車交通學院
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