数控加工中关键因素分析.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：数控加工中关键因素分析数控加工作为一种先进的加工方法被广泛地用于航空工业、舰船工业、电子工业等高精度复杂零件的加工生产。在数控加工中从零件图纸到加工出合格的零件是一环套一环既复杂而又严密的过程。每个阶段的某个环节出问题都会使加工过程中断。下面结合具体加工实例分3个阶段对数控加工过程中一些关键因素进行分析以使我们能对数控加工加深了解对加工生产有所帮助。1工艺处理阶段一般所用的数控机床大多都不具备工艺处理能力。数控加工工艺处理的目的和普通机床类似。但由于数控机床加工过程的每一细节都必须预先确定加工自动完成。因此与普通机床的工艺准备相比有着其自身的特点。1.1对刀和换刀普通机床加工零件时刀具与工件的位置关系是通过量具与手轮相互配合加以确立的如果刀具位置不正确可由操作者随时加以调整。而数控加工一次装夹有多把刀具参与加工为确立各个刀型等参数输入到计算机中计算机通过坐标变换使每把刀具与工件建立起对应关系。对于普通加工对刀问题不作为重要因素考虑。对于数控加工只要使用程序加工就必须对刀否则就会发生严重后果。普通加工换刀往往是通过操作感觉来控制而数控加工必须认真考虑换刀位置以防发生碰撞。1.2装夹方式的选择考虑到数控加工每次装夹都必须重新对刀这样会大大增加辅助加工时间影响加工效率同时也是对数控机床功能的“浪费”。所以在数控加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部的待加工表面以充分发挥数控机床的功效。现以某零件部分加工过程予以说明。设备：绍布林数控加工中心。刀具：①粗车外因刀、②精车外因刀、②粗扎糟刀、④精扎槽刀、②中心钻、⑧钻头、⑦镗刀、⑧切断刀。夹具：气动三爪卡盘。零件加工表面如图1所示用粗实线表示。加工路线：毛坯(棒料)①粗车端面、外因⑤中心孔⑧钻孔②粗扎槽④精扎槽⑦铿孔②精车外圆、端面⑧切断。采用数控机床完成上述加工只需一次装夹而用普通机床加工通常需4次装夹。1.3刀具设计与普通加工刀具相比数控加工的刀具有以下的特点。(1)数控加工简化了刀具设计以加工实例分析加工表面如图2所示用粗实线表示。为了保证位置、尺寸精度普通加工只能采用双刃成型刀利用车刀本身的精度来保证零件的加工精度。而采用数控加工由于机床能够准确地控制刀具位置所以可以采用单刃刀代替双刃成型刀。为此而设计的单刃扎槽刀很好地完成了零件的加工。(2)特殊刀具的设计上面分析了数控机床的使用简化了刀具设计然而并不是说数控加工的刀具简单。因为数控机床承担的是那些普通机床加工困难甚至无法加工的各种特殊的零件。加工实例如图3用粗实线表示。曲面进行连续加工没有现成的刀具可供选择需要专门设计。设计时要考虑曲面的组成走刀路线、最小圆弧、凹凸变化、是否会发生干涉等因素。考虑到曲面加工是未来数控加工的方向针对此曲面加工设计了3种刀具其刀具结构如图4、图5、图6所示。其中图4、图5已加工出实物。并用图4所示的刀具对零件试切达到了连续加工的目的。2数学处理阶段2.1计算工作通常情况下零件图的坐标选取与加工程序中的坐标选取不一致这时就需要对坐标进行换算同时零件图所给出的尺寸并不一定是程序所需要的这时要根据机床特点计算出程序所需的坐标。对于那些比较复杂的由直线、圆弧所组成的曲面要计算出直线的起点和终点、圆弧起点和终点、圆心坐标。2.2刀具刃心的运动轨迹分析现在大多数数控机床的数控系统具有补偿功能可以按照零件图的轮廓直接编程。但是加工中常常会出现特殊情况特别是加工连续曲面时刀具与工件容易发生干涉(发生碰撞)有时刀具补偿功能无法使用这时就必须对刀具刃心的运动轨迹进行分析。仍以图3零件为例进行分析：使用设备：绍布林加工中心。(1)半圆弧刀加工的刃心运动轨迹根据刀具的运动性质和加工路线的分析我们找到了刀具刃心运动轨迹与零件轮廓之间的对应关系是一组与零件轮廓对应的平行线段、同心圆、偏心圆所组成的连续曲线其对应关系如图7所示。(2)双圆弧刀加工的刃心轨迹刀具结构如图8。分析结论与半圆弧刀相同。刀具圆心的轨迹点3程序阶段程序是数控机床唯一能够识别的语言它向机床发出一条一条加工指令控制着机床的每一步骤程度的好坏直接影响到加工的质量和效率。这就需要在全面了解机床性能加工的每一环节以及必要的相关知识的基础上通过不断的实践提高编程技能。3.1合理使用数控机床的固有程序数控机床性能的不断提高不仅仅体现在机械性能方面而且更重要的是体现在软件的服务功能上。对于一般的加工内容系统中都备有成熟的加工程序。合理选用系统的固有程序为加工服务是编程工作中一项很重要的工作。3.2程序管理按照刀具轨迹或数据处理得到的数据及有