数控加工工艺方案设计的主要内容包括确定加工方法,确定零件的定位和装夹方案,安排加工顺序,以及安排热处理、检验及其辅助工序等。设计者应从生产实践中总结出来一些综合性的工艺原则,结合实际的生产条件提出几个方案,进行分析对比,选择经济合理的最佳方案。合理的工艺方案能保证零件的加工精度、表面质量的要求。影响数控加工方案的主要因素如图1所示。
图1 影响数控加工方案的主要因素
1.数控加工工艺方案设计的主要内容
(1)零件加工工艺性分析
对零件的设计图和技术要求进行综合分析。
(2)加工方法的选择
选择零件具体的加工方法和切削方式。
(3)机床的选择
选择合适的机床既能满足零件加工的外廓尺寸,又能满足零件的加工精度。
(4)工装的选择
数控设备尽管减少了对于夹具的依赖程度,但还不能完全取消,在满足零件加工精度和技术要求的前提下,工装越简单越好。
(5)加工区域规划
对加工对象进行分析,按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象划分成数个加工区域。对加工区域进行规划可以达到提高加工效率和加工质量的目的。
(6)加工工艺路线规划
合理安排零件从粗加工到精加工的数控加工工艺路线,进行加工余量分配。
(7)刀具的选择
根据加工零件的特点和精度要求,选择合适的刀具以满足零件加工的要求。
(8)切削参数的确定
确定合理的切削用量。
(9)数控编程方法的选择
根据零件的难易程度,采用手工或自动编程的方式,按照确定的加工规划内容进行数控加工程序编制。
2.影响数控加工工艺方案设计的主要因素
数控加工工艺设计的内容非常具体、详细。在确定工艺方案时,要考虑的因素较多,如零件的结构特点、表面形状、精度等级和技术要求、表面粗糙度要求等,毛料的状态,切削用量以及所需的工艺装备,刀具等。以下是设计工艺方案必须考虑的几个重要环节:
(1)加工方法的选择
零件的结构形状是多种多样的,但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、成型面等基本表面所组成的。每一种表面都有多种加工方法,具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等选用相应的加工方法和加工方案。例如,外圆表面的加工方法主要是车削和磨削。当表面粗糙度要求较小时,还要进行光整加工。
(2)工艺基准的选择
工艺基准是保证零件加工精度和形位公差的一个关键步骤,工艺基准的选择应与设计基准一致。基于零件的加工性考虑,选择的工艺基准也可能与设计基准不一致,但无论如何,在加工过程中,选择的工艺基准必须保证零件的定位准确、稳定,加工测量方便,装夹次数最少。
(3)确定加工步骤
工序安排的一般原则是先加工基准面后加工其他面,先粗加工后精加工,粗精分开。具体操作还应考虑两个重要的影响因素,一是尽量减少装夹次数,既提高效率,又保证精度;二是尽量让有位置公差要求的型面在一次装夹中完成加工,充分利用设备的精度来保证产品的精度。
(4)工艺保证措施
关键尺寸和技术要求的工艺保证措施对设计工艺方案非常重要。由于加工零件是由不同的型面组成的,一个普通型面通常包括三个方面的要求——尺寸精度、形位公差和表面粗糙度,必须在这些关键特征上有可靠的技术保障,避免如装夹变形、热变形,工件震动导致加工波纹等因素影响到零件的加工质量,进行工艺方案设计时必须考虑以上因素的影响,采取相应的工艺方法和工艺措施来保证,如预留工艺装夹止口,精加工前先让工件冷却,精加工用较小的切削用量,以及在零件上加或缠减震带等方法。 #p#分页标题#e#
图2简要地概括了数控加工工艺制定的全过程。
图2 数控加工工艺流程图
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