制定数控车削加工工艺:选择并确定数控加工的内容、对零件图样进行数控加工工艺分析、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定、数控车削加工工艺过程的拟定、加工余量、工序尺寸及公差的确定、切削用量的选择、数控车削加工工艺文件;
一、零件图的工艺分析
分析几何元素的给定条件是否充分
由于设计等多方面的原因,在图样上可能出现构成加工轮廓的条件不充分,尺寸模糊不清及尺寸封闭缺陷,增加了编程工作的难度,有的甚至无法编程。
精度及技术要求
精度及技术要求分析的主要内容是:要求是否齐全、是否合理;本工序的数控车削精度能否达到图样要求,若达不到,需采取其它措施(如磨削)弥补的话,则应给后续工序留有余量;有位置精度要求的表面应在一次安装下完成;表面粗糙度要求较高的表面,应确定用恒线速切削。
二、加工方案的确定
一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表面的数控车削加工方法及加工方案。
数控车削内回转表面的加工方案的确定
1.加工精度为IT8~IT9级、Ra1.6~3.2μm的除淬火钢以外的常用金属,可采用普通型数控车床,按粗车、半精车、精车的方案加工;
2.加工精度为
IT6~IT7级、Ra0.2~0.63μm的除淬火钢以外的常用金属,可采用精密型数控车床,按粗车、半精车、精车、细车的方案加工;
3.加工精度为IT5级、Ra<0.2μm的除淬火钢以外的常用金属,可采用xx精密型数控车床,按粗车、半精车、精车、精密车的方案加工;
三、工序的划分
数控车削加工工序的划分
对于需要多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件,工序划分自然以机床为单位来进行。而对于需要很少的数控机床就能加工完零件全部内容的情况,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:
1)以一次安装所进行的加工作为一道工序
将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成,以免多次安装所产生的安装误差影响位置精度。
2)以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序
有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面,但考虑到程序大长,会受到某些限制。
3)以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序
有些零件结构较复杂,既有回转表面也有非回转表面,既有外圆、平面也有内腔、曲面。对于加工内容较多的零件,按零件结构特点将加工内容组合分成若干部分,每一部分用一把典型刀具加工。这时可以将组合在一起的所有部位作为一道工序。
4)以粗、精加工划分工序
对于容易发生加工变形的零件,通常粗加工后需要进行矫形,这时粗加工和精加工作为两道工序,可以采用不同的刀具或不同的数控车床加工。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两道或更多的工序。
下面以车削图示手柄零件为例,说明工序的划分。
手柄加工示意图
该零件加工所用坯料为φ32 mm棒料,批量生产,加工时用一台数控车床。工序划分如下:
{dy}道工序(按图示将一批工件全部车出,包括切断),夹棒料外圆柱面,工序内容有:先车出φ12mm和φ20mm两圆柱面及圆锥面(粗车掉
R42 mm圆弧的部分余量),转刀后按总长要求留下加工余量切断。
第二道工序(见c),用φ12mm外圆及φ20
mm端面装夹,工序内容有:先车削包络SR7mm球面的30°圆锥面,然后对全部圆弧表面半精车(留少量的精车余量),{zh1}换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。
综上所述,在数控加工划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,零件的批量,机床的功能,零件数控加工内容的多少,程序的大小,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。
2.回转类零件非数控车削加工工序的安排
1)零件上有不适合数控车削加工的表面,如渐开线齿形、键槽、花键表面等,必须安排相应的非数控车削加工工序。
2)零件表面硬度及精度要求均高,热处理需安排在数控车削加工之后,则热处理之后一般安排磨削加工。
3)零件要求特殊,不能用数控车削加工完成全部加工要求,则必须安排其他非数控车削加工工序,如喷九、滚压加工、抛光等。
4)零件上有些表面根据工厂条件采用非数控车削加工更合理,这时可适当安排这些非数控车削加工工序,如铣端面打中心孔等。
四、工步顺序和进给路线的确定
1.工步顺序安排的一般原则
1)先粗后精
对粗精加工在一道工序内进行的,先对各表面进行粗加工,全部粗加工结束后再进行半精加工和精加工,逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求:粗车在较短的时间内将工件各表面上的大部分加工余量(如图6-10中的双点画线内所示部分)切掉,一方面提高金属切除率,另一方面满足精车的余量均匀性要求。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求时,则要安排半精车,以此为精车做准备。为保证加工精度,精车要一刀切出图样要求的零件轮廓。此原则实质是在一个工序内分阶段加工,这样有利于保证零件的加工精度,适用于精度要求高的场合,但可能增加换刀的次数和加工路线的长度。
2)先近后远
这里所说的远与近,是按加工部位相对于对刀点(起刀点)的距离远近而言的。在一般情况下,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。
3)内外交叉
对既有内表面(内型、腔),又有外表面需加工的零件,安排加工顺序时,通常应先进行内外表面粗加工,后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面(外表面或内表面)加工完毕后,再加工其它表面(内表面或外表面)。
进给路线的确定
确定进给路线的工作重点,主要在于确定粗加工及空行程的进给路线,因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
进给路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起,直至返回该点并结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。
在保证加工质量的前提下,使加工程序具有最短的进给路线,不仅可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。实现最短的进给路线,除了依靠大量的实践经验外,还应善于分析,必要时可输以一些简单计算。
完工轮廓的连续切削进给路线
在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时,其零件的完工轮廓应由{zh1}一刀连续加工而成,这时,加工刀具的进、退刀位置要考虑妥当,尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿,以免因切削力突然变化而造成弹性变形,致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。