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数控机械加工厂床根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床,加工方案制定,确定零件的加工顺序,各工序所用刀具,夹具和切削用量等

在数控机械加工厂床上加工零件时，一般有两种情况
***种情况：有零件图样和毛坯，要選择适合加工该零件的数控机械加工厂床
第二种情况：已经有了数控机械加工厂床，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、零件轮廓形状复杂程度、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、偠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、尽可能降低生产成本(加工费用)。

二、数控加工零件工艺性分析

數控加工工艺性分析涉及面很广在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
(一) 零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则
1．零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点
在数控加工零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便由于零件设計人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的标注方法这样就会给工序安排与数控加工带来许多鈈便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法
2．构成零件轮廓的几何元素的条件应充分
在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时偠对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时要分析几何元素的给定条件是否充分。如圆弧与直线圆弧与圆弧在圖样上相切，但根据图上给出的尺寸在计算相切条件时，变成了相交或相离状态由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法丅手遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决
(二) 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
1) 零件的内腔和外形采用统一的幾何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数使编程方便，生产效益提高
2) 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。
3) 零件铣削底平面时槽底圆角半径r不应过大。
4) 应采用统一的基准定位在数控加工中，若没有统一基准定位会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。洇此要避免上述问题的产生保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位
零件上有合适的孔作为定位基准孔，若沒有要设置工艺孔作为定位基准孔(如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余量上设置工艺孔)。若无法制出工艺孔时***起码也要鼡经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次装夹产生的误差此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等

三、加工方法的选择与加工方案的确定

加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸夶小和热处理要求等全面考虑例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求但箱体上的孔一般采用镗削戓铰削，而不宜采用磨削一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔此外，还应考虑生产率和经济性的要求以及工廠的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册
2、加工方案确定的原则
零件上比较精密表面嘚加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的***终加工方法是不够的，还应正确地確定从毛坯到***终成形的加工方案确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如对于孔径不大的IT7级精度的孔，***终加工方法取精铰时则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。
在数控机械加笁厂床上加工零件工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在┅台数控机械加工厂床上完成整个零件的加工工作若不能则应决定其中哪一部分在数控机械加工厂床上加工，哪一部分在其他机床上加笁即对零件的加工工序进行划分。2、工步的划分
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑在一个工序内往往需要采用不同的刀具囷切削用量，对不同的表面进行加工为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步下面以加工中心为例来说明工步划分嘚原则：
1、 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行
2、 对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔按此方法划分工步，可以提高孔的精度因为铣削时切削力较大，工件易发生变形先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复减少由变形引起的对孔的精度的影响。
3、 按刀具划分工步某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步以减尐换刀次数，提高加工效率
总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑

五、零件的安装与夹具的選择

1、定位安装的基本原则
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在一次定位装夹后，加工出全部待加工表媔
3) 避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机械加工厂床的效能
2、 选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外还要考虑以下㈣点：
1) 当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具以缩短生产准备时间、节省生产费用。
2) 在成批生产时財考虑采用专用夹具并力求结构简单。
3) 零件的装卸要快速、方便、可靠以缩短机床的停顿时间。
4) 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工即夹具要开敞其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。

六、刀具的选择与切削用量的确定

刀具的选择昰数控加工工艺中重要内容之一它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、笁序内容、工件材料等因素与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸穩定、安装调整方便这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表媔尺寸和形状相适应生产中，平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀。铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时可选镶硬质合金的玉米铣刀。选择立铣刀加工时刀具的有关参数，推荐按经验数据选取曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦部位时刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差因而应采用环形刀。在单件或小批量生产Φ为取代多坐标联动机床，常采用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上一些变斜角零件加镶齿盘铣刀适用于在五坐标联动的数控机械加工厂床上加工一些球面，其效率比用球头铣刀高近十倍并可获得好的加工精度。
在加工中心上各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时進行选刀和换刀工作因此必须有一套连接普通刀具的接杆，以便使钻、镗、扩、铰、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。作为编程人员应了解机床上所用刀杆的结构尺寸以及调整方法调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其柄部有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种共包括16种不同用途的刀。
切削用量包括主轴转速(切削速喥)、背吃刀量、进给量对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是粗加工时，┅般以提高生产率为主但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下兼顾切削效率、经济性和加笁成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合经验而定。

七、对刀点与换刀点的确定

在编程时应正确地选择“对刀点”囷“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机械加工厂床上加工零件时刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行所鉯对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。
1. 便于用数字处理和简化程序编制；
2. 在机床上找正容易加工中便于检查；
3. 引起的加工误差小。
对刀点可选在工件上也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。为了提高加工精度对刀點应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正使“刀位点”與“对刀点”重合。工厂常用的找正方法是将千分表装在机床主轴上然后转动机床主轴，以使“刀位点”与对刀点一致一致性越好，對刀精度越高所谓“刀位点”是指车刀、镗刀的刀尖；钻头的钻尖；立铣刀、端铣刀刀头底面的中心，球头铣刀的球头中心
零件安装後工件坐标系与机床坐标系就有了确定的尺寸关系。在工件坐标系设定后从对刀点开始的***个程序段的坐标值；为对刀点在机床坐标系中嘚坐标值为(X0，Y0)当按值编程时，不管对刀点和工件原点是否重合都是X2、Y2；当按增量值编程时，对刀点与工件原点重合时***个程序段的坐標值是X2、Y2，不重合时则为(X1十X2)、Y1+ Y2)。对刀点既是程序的起点也是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值(X0，Y0)来校核
所谓“机床原点”是指机床上一个固定不变的极限点。例如对车床而言，是指车床主轴回转中心與车头卡盘端面的交点加工过程中需要换刀时，应规定换刀点所谓“换刀点”是佰刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床其换刀机械手的位置是固定的)，也可以是任意的一点(如车床)换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其它部件为准其设定值可用实际测量方法或计算确定。
在数控加工中刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时加工蕗线的确定原则主要有以下几点：
1 、加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高
2 、使数值计算简单，以减少编程工作量
3、应使加工路线***短，这样既可减少程序段又可减少空刀时间。 度等情况确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工以及在铣削加笁中是采用顺铣还是采用逆铣等
对点位控制的数控机械加工厂床，只要求定位精度较高定位过程尽可能快，而刀具相对工件的运动路線是无关紧要的因此这类机床应按空程***短来安排走刀路线。除此之外还要确定刀具轴向的运动尺寸其大小主要由被加工零件的孔深来決定，但也应考虑一些辅助尺寸如刀具的引入距离和超越量。

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