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数控加工工艺的设计

数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通工艺相同,下面仅针对不同点分别进行简要分析。
1.选择并决定进行数控加工的内容
当选择并决定某个零件进行数控加工后,并不等于要把它所有的加工内容都包下来,而可能只是其中的一部分进行数控加工,因此必须对零件图纸进行仔细的工艺分析,选择那些适合、需要进行数控加工的内容和工序。在选择并作出决定时,应结合本单位的实际,立足于解决难题、攻克关键和提高生产效率,充分发挥数控加工的优势。选择时,一般可按下列顺序考虑:
(1)普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容;
(2)普通机床难加工,质量也难以保证的内容应作为重点选择内容;
(3)普通机床加工效率低,工人手工操作劳动强度大的内容。
一般来说,上述这些加工内容采用数控加工后,在产品质量、生产率与综合经济效益等方面都会得到明显提高。相比之下,下列一些加工内容则不宜采用数控加工:
①需要通过较长时间占机调整的加工内容(如以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序等);
②必须按专用工装协调的孔及其他加工内容(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不能在一次安装中加工完成的其他零星部位,采用数控加工效果不明显,可安排普通机床补充加工。
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、工序间周转情况等等。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格为普通机床使用。
2.选择数控加工方法
(1)回转体零件的加工
这类零件用数控车床或数控磨床来加工。由于车削零件毛坯多为棒料或锻坯,加工余量较大且不均匀,因此在编程中,粗车的加工线路往往是要考虑的主要问题。对于以毛坯为棒料的零件,如图6-1(a)所示,往往加工余量大而且不均匀,因此在粗加工中常采用分层切削的方法。对于以毛坯为铸造或锻造,如图如图6-1(b)所示由于已基本具备零件形状,余量较小且比较均匀,可以采用按零件轮廓形状进行切削的方式。
图6-1回转零件加工
 
(2)孔系零件的加工
这类零件孔数较多,孔间位置精度要求较高,宜用点位直线控制的数控钻或镗床加工。这样不仅可以减轻工人的劳动强度,提高生产率,而且还易于保证精度。这类零件加工时,孔系的定位都用快速运动。此外,在编制加工程序时,还可采用子程序调用的方法来减少程序段的数量,以减小加工程序的长度和提高加工的可靠性。
(3)平面与曲面轮廓零件的加工
图6-2平面轮廓加工
平面轮廓零件的轮廓多由直线和圆弧组成,一般在两坐标联动的铣床上加工。图6-2为铣削平面轮廓实例,若选用的铣刀半径为R,则点划线为刀具中心的运动轨迹。具有曲面轮廓的零件,多采用三个或三个以上坐标联动的铣床或加工中心加工,为了保证加工质量和刀具受力状况良好,加工中尽量使刀具回转中心线与加工表面处垂直或相切。
(4)模具型腔的加工
该类零件型腔表面复杂、不规则,表面质量及尺寸精度要求高,常采用球头铣刀加工。对于采用硬、韧的难加工材料的零件,可考虑选用粗铣后数控电火花成形加工。
(5)板材零件的加工

图 6-2 平面轮廓加工
 
 
该类零件可根据零件形状考虑采用数控剪板机,数控板料折弯机及数控冲压机加工。传统的冲压工艺是根据模具的形状决定工件,然而模具结构复杂,易磨损,价格昂贵,生产率低。采用数控冲压设备,能使加工过程按程序要求自动控制,可采用小模具冲压加工形状复杂的大工件,一次装夹集中完成多工序加工。采用软件排样,既能保证加工精度,又能获得高的材料利用率。所以采用数控板材冲压技术,节省模具、材料、生产效率高,特别是工件形状复杂、精度要求高、品种更换频繁、生产批量不大时,更具有良好的技术经济效益。
(6)平板形零件的加工
该类零件可选择数控电火花线切割机床加工。这种加工方法除了工件内侧角部的最小半径由金属丝直径限制外,任何复杂的内、外侧形状都可以加工,而且加工余量少,加工精度高,无论被加工零件的硬度如何,只要是导体或半导体材料都能加工。

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