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数控加工的工艺路线设计

1.工序的划分
在数控机床上加工零件,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一台数控机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床上加工,哪一部分在其他机床上加工,即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方式:
(1)按零件装夹定位方式划分工序。由于每个零件结构形状不同,各表面的技术要求也有所不同,故加工时,其定位方式则各有差异。一般加工外形时,以内型定位,加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。通常以一次安装、加工作为一道工序,这种方法适合于加工内容不多的工件,加工完后就能达到待检状态。
(2)以加工部位划分工序。对于加工内容较多的零件可按其结构特点将加工部位分成几个部分,按照加工部位的先后顺序来划分工序。
(3)按粗、精加工划分工序。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时,可按粗、精加工分开的原则来划分工序,即先粗加工再精加工,此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。粗精加工之间最好隔一段时间,使零件得以充分的时效处理,以保证精加工的加工精度。
(4)按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数,压缩空程时间,可按使用的刀具划分工序。在一次装夹后,尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位,然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。
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和切削用量,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的原则。
(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
孔的加工精度。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,可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,以减少换刀次数,提高加工效率。
3.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,重点是保证定位夹紧时工件的刚性和加工精度。加工顺序安排一般应按下列原则进行:
(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)先进行外型加工工序,后进行内型加工工序;
(3)以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序,最好连续进行,以减少重复定位次数,换刀次数与挪动压紧元件次数;
(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。
4.数控加工工序与普通工序的衔接
数控加工的工艺路线设计常常仅是几道数控加工工艺过程,而不是指毛坯到成品的整个工艺过程。由于数控加工工序常常穿插于零件加工的整个工艺过程中间,因此在工艺路线设计中应使之与整个工艺过程协调。最好的办法是建立相互状态要求,如:留多少加工余量;定位面与定位孔的精度要求及形位公差;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态要求等。目的是达到相互能满足加工需要,且质量目标及技术要求明确、交接验收有依据。数控工艺路线设计是下一步工序设计的基础,其设计的质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应对零件图、毛坯图认真消化,结合数控加工的特点灵活运用普通加工工艺的一般原则,尽量把数控加工工艺路线设计得更合理一些。

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