加工工艺

第六章加工工艺工艺设计与规划是对工件进行数控加工的前期准备。合理的工艺设计方案是编制数控加工程序的依据，工艺设计的缺陷也是造成数控加工质量和效率低下的主要原因之一。因为受到加工条件（硬件和软件）的约束，工艺设计没有绝对的优劣之别，工艺员必须在掌握机床及其工具系统、编程规则、质量和成本控制三大知识模块后才可能编制出合理的工艺文件。数控加工工艺设计过程：1．数控加工工艺设计准备2．机床的选择3．加工工序的划分4．加工顺序的安排5．工件装夹方式的确定6．对刀点与换刀点的确定7．走刀路线的选择8．加工刀具选择9．切削用量的选择10．工艺文件的编写6.1数控加工工艺设计准备6.1.1选择准备选择数控加工一般可按下列顺序考虑：1).通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；2).通用机床难加工、质量也难保证的内容应作为重点选择内容；3).通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。不宜选择数控加工1).需要通过较长时间占机调整的加工内容。如零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位平面等部位的加工等；2).必须按专用工装协调的孔及其它加工内容；主要原因是采集编程用的数据有困难，协调效果也不一定理想；3).按某些特定的制造依据（如样板、样件、模胎等）加工的型面轮廓；主要原因是获取数据困难，易与检验依据发生矛盾，增加编程难度；4).不能在一次装夹中加工完成的其它零星部位，采用数控加工很繁杂，效果不明显。此外在选择和决定加工内容时也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转等其他情况；总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的，要防止把数控机床降为通用机床使用。6.1.2对零件图进行数控加工工艺分析关于数控加工的工艺性问题，涉及的面很广，这里仅从数控加工的可能性和方便性两个角度来提出一些必须分析和审查的主要内容。1).审查与分析零件图样中的尺寸标注是否适应数控加工的特点。数控加工可采用同一基准引注尺寸或坐标式标注。2).审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素是否充分。3).审查与分析定位基准的可靠性。数控加工工艺特别强调定位加工，尤其是正反两面都采用数控加工的零件，以同一基准定位十分必要，否则很难保证两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置及尺寸协调。零件本身有合适的孔，最好就用它来作定位基准孔，即使零件上没有合适的孔，也要想办法专门设置工艺孔作为定位基准。零件上无法加工工艺孔，可以考虑以零件轮廓的基准边或在毛坯上增加工艺凸耳，打出工艺孔，在完成定位加工后再除去的方法。4).审查与分析零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。5).数控机床尽管比普通机床加工精度高，但数控加工与普通加工一样，在加工过程中都会遇到受力变形的困扰。因此对于薄壁件、刚性差的零件加工一样，一定要注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。6.1.3对零件毛坯的工艺性分析1).毛坯的加工余量应充足并尽量均匀；2).分析毛坯在定位安装方面的适应性。主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性，以便在一次安装中加工出尽量多的表面。6.2机床的选择6.2.1机床的选用原则在数控机床上加工零件，一般有两种情况。第一种情况，有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床；第二种情况，已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的因素主要有：毛坯的材料和类型、零件轮廓形状的复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点：1）要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品；2）有利于提高生产率；3）尽可能降低成本。加工中心适宜于加工形状复杂、加工内容多、要求较高，需多种类型的普通机床和众多的工艺装备，且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。主要加工对象有下列4种。1）既有平面又有孔系的零件2）结构形状复杂、普通机床难加工的零件3）外形不规则的异型零件4）加工精度较高的中小批量零件6.3加工工序的划分工序是工艺过程的基本组成部分，并且是生产计划的基本单元。例：1、刀具集中分序法按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完所有可以加工的部位,再用第二、三把刀完成它们可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数压缩空时间，减少不必要的定位误差。2、以加工部位分序法对于加工部位很多的零件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内形、外形、曲面、或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。3、以粗、精加工分序法对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校正，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。505Ф65500钳工台去毛刺5磨床磨外圆4铣床铣键槽3车床车外圆2顶尖孔机床打顶尖孔1工作地点工序名称工序编号综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，机床的性能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。零件宜采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际的情况来确定，但一定要力求合理。6.4加工顺序的安排加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。1．上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑；2．先进行内型、内腔加工工序，后进行外形加工工序；3．以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数；4．在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。6.5工件装夹方式的确定6.5.1定位基准与夹紧方案的确定在确定定位基准与夹紧方案时应注意：1)力求设计、工艺与编程计算的基准统一；2)尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹后就能加工出全部待加工表面。6.5.2夹具的选择数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：1)要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；2).要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑以下几点：1)当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具；2)当小批或成批生产时才考虑采用组合夹具，但应力求结构简单；3)夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞）；4)夹紧力应力求通过靠近主要支承点或在支承点所组成的三角形内。应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方，尽量不要在被加工孔的上方，以减少零件变形；5)装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间。有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。