數(shù)控車技師論文

　　數(shù)控機(jī)床加工工藝路線的研究
　　
　　理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的2——3倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)還必須在編程之前正確地確定加工方案。
　　
　　在數(shù)控機(jī)床加工過程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。只有這樣，才能使制定的加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)、效率高和成本低的目的。
　　
　　在對(duì)加工工藝進(jìn)行認(rèn)真和仔細(xì)的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短，由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對(duì)于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案。
　　
　　1、加工工序劃分
　　
　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點(diǎn)，常用的工序劃分原則有以下兩種。
　　
　　1.1 保證精度的原則
　　
　　數(shù)控加工要求工序盡可能集中。常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對(duì)軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時(shí)，對(duì)一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。
　　
　　1.2 提高生產(chǎn)效率的原則
　　
　　數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。
　　
　　實(shí)際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。
　　
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　　在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。影響走刀路線的因素很多，有工藝方法、工件材料及其狀態(tài)、加工精度及表面粗糙度要求、工件剛度、加工余量，刀具的剛度、耐用度及狀態(tài)，機(jī)床類型與性能等，加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，走刀路線盡量短，效率較高等。
　　
　　下面舉例分析研究數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)常用的加工路線。
　　
　　2.1車圓錐的加工路線分析
　　
　　數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D,小徑為d,錐長(zhǎng)為L(zhǎng),車圓錐的加工路線如圖1所示。
　　
　　圖1 車圓錐的加工路線
　　
　　按圖1（a）的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計(jì)算，可有相似三角形得：
　　
　　此種加工路線，粗車時(shí)，刀具背吃刀量相同，但精車時(shí)，背吃刀量不同；同時(shí)刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線最短。
　　
　　按圖1（b）的相似斜線切削路線，也需計(jì)算粗車時(shí)終刀距S,同樣由相似三角形可計(jì)算得：
　　
　　按此種加工路線，刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短。
　　
　　按圖1（c）的斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap,而不需計(jì)算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線較長(zhǎng)。
　　
　　2.2 車圓弧的加工路線分析
　　
　　應(yīng)用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實(shí)際車圓弧時(shí)，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。
　　
　　下面研究分析車圓弧常用加工路線。
　　
　　圖2 圓弧切削路線的形式
　　
　　在圖2中，a圖表示為同心圓形式，b圖表示為等徑圓�。ú煌瑘A心）形式，c圖表示為三角形形式，d圖表示為梯形形式。不同形式的切削路線有不同的特點(diǎn)，了解它們各自的特點(diǎn)，有利于合理地安排其走刀路線�，F(xiàn)分析上述幾種切削路線：程序段數(shù)最少的為同心圓形式及等徑圓形式；走刀路線最短的為同心圓形式，其余依次為三角形梯形及等徑圓形式；計(jì)算和編程最簡(jiǎn)單的為等徑圓形式（可利用程序循環(huán)功能），其余依次為同心圓、三角形式和梯形形式：金屬切除率最高、切削力分布最合理的為梯形形式；精車余量均勻的為同心圓形式。
　　
　　圖3 階梯切削路線的車圓弧
　　
　　圖3為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計(jì)算出粗車的終刀距S,即求圓弧與直線的交點(diǎn)。此方法刀具切削運(yùn)動(dòng)距離較短，但數(shù)值計(jì)算較繁。
　　
　　圖4 同心圓弧切削路線車圓弧
　　
　　圖4為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對(duì)90°圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，編程方便，常采用。但按圖4b加工時(shí)，空行程時(shí)間較長(zhǎng)。
　　
　　圖5 車錐法切削路線車圓弧
　　
　　圖5為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個(gè)圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖5所示，連接OC交圓弧于D,過D點(diǎn)作圓弧的切線AB.
　　
　　由幾何關(guān)系CD=OC-OD=一日=0.4148,此為車錐時(shí)的最大切削余量，即車錐時(shí)，加工路線不能超過AB線。由圖示關(guān)系，可得AC=BC=0.5868,這樣可確定出車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。當(dāng)R不太大時(shí)，可取AC=BC=0.5R.此方法數(shù)值計(jì)算較繁，刀具切削路線短。
　　
　　圖6 切削螺紋時(shí)引入、引出距離
　　
　　3、車螺紋時(shí)軸向進(jìn)給距離的分析
　　
　　車螺紋時(shí)，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系。考慮到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必有一個(gè)過渡過程，沿軸向進(jìn)給的加工路線長(zhǎng)度，除保證加工螺紋長(zhǎng)度外，還應(yīng)增加δ1（2mm——5mm）的刀具引入距離和δ2（1mm——2mm）的刀具切出距離，如圖6所示。這樣來保證切削螺紋時(shí)，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。
　　
　　4、輪廓銑削加工路線的分析
　　
　　對(duì)于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡。用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而讓刀具多運(yùn)動(dòng)一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報(bào)廢。銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。
　　
　　5、多孔加工路線的分析
　　
　　對(duì)于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。

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