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數控加工工藝范文1
在信息時代的背景下,數控車削已成為人們在數控加工時較為喜愛的方法之一。數控車削加工工藝對操作者的要求不高,所需干預度低,這是不同于普通車床受控與操作者的。普通車床在加工過程中需要操作者來選定切削的用量、如何走刀、什么樣的工序和什么樣的工步,其所謂的工藝規程說到底不過是一個工藝過程卡。而數控車削加工工藝不同,其需要對工藝因素考慮更多。因此,這就要求編程者首先要對數控車床進行熟悉,車床如何運動、什么樣的刀具、如何裝夾工件以及車床本身具有什么樣的性能等都是重點。為了提高數控車床的性能和效率,從而對零件進行更好的加工,工藝方案的好與壞占據著很大的作用。
一、零件圖的分析
在進行數控車削加工工藝時,必須先進行零件圖分析。首先要對尺寸標注方法進行分析,在零件圖上標注尺寸要按照標準,以同一基準進行標注。這樣不僅使編程過程更加輕松,還統一了設計、測量、工藝、編程四方面的基準。當然,如果沒有統一的基準來標注零件圖上的尺寸的話,可以選擇統一的工藝基準進行替代,當然這是在不影響零件精準度的情況下。接著要對輪廓的幾何要素進行分析,在進行人工編程時,每個節點的位置都要經過計算。在自動編程時,則需要定義輪廓的幾何要素。因此,幾何元素所確定的條件是否滿足需要,這是需要在零件圖分析過程中考慮的。最后,要分析精度和技術的要求。在進行分析零件的工藝性時,要求對被加工零件的精確度和技術要求進行分析。為了能夠使得加工方法、如何裝夾工具零件以及切削時應該用多大量得到合理的處理,則必須對零件尺寸的精確度和零件表面的光滑度進行分析。因此,分析要求做到以下幾點:(1)對精確度和各項技術的合理性以及要求是否完備進行分析。(2)分析圖紙上對于工序的精度要求,數控車削加工能否達到,如若出現達不到的現象時,則應該采取措施,使用其他方式來進行完善,為后面的工序留有余地。(3)要一次完成對圖紙上有位置精度要求的表面的裝夾。(4)在切削過程中,有一些表面要求較高的粗糙,這時候應該采用恒線速度來進行切割。要做到這些并不簡單,例如在對尺寸標注完整、輪廓描述清楚的圓柱進行零件圖分析,則需要分析6點要求才能達到效果。
二、夾具和刀具的選擇
在進行數控車削加工工藝之前,需要選擇好刀具和夾具。首先考慮工件的裝夾與定位。在數控車削加工過程中,要求盡可能在一次裝夾工具后能夠加工出全部的零件,當然,要保證零件的成品率。這樣就可以很大程度提高了加工效率。對軸類或是套類的零件,往往采用以零件自身表面和內孔來作為基準進行定位。如今,除了三爪卡盤和四爪卡盤之外,數控車床夾具使用裝夾圓柱類零件的夾具,這種夾具的通用性較好,具有普遍性。接著是選擇刀具,在選擇刀具時,除了考慮刀具的直徑問題和材料問題之外,還需要考慮到刀具的使用壽命有多長。刀具的切削用量隨著刀具的直徑的變大而變大,所以在切削過程中,在考慮不影響零件的加工的情況下,應該盡最大可能地選用直徑較大的刀具,這樣可以延長刀具的使用時間,還可以提高生產效率,一舉兩得。刀具的種類有很多,例如在切削外圓、斷面等零件時,則需要采用尖形車刀,這是一種直線切削的刀具。為了提高生產效率,實現機械加工的標準化,在加工過程中,應當盡量采用可以隨意轉換車刀的工具,以此來減少換刀的時間并使對刀更加便捷。
三、切削用量的選
擇在選擇切削用量時,對螺紋進行車削,應當注意以下幾點:(1)螺紋在加工過程中,其程序指令中的螺紋距離數值相當于給進量,如果在主軸上面的轉速太高,那么進給速度將大大超過正常所能接收的范圍。(2)在將刀具移動到螺紋加工的起始位置或是終止位置時,如果主軸轉速太高,則會很大程度影響加工的進行,從而導致些許螺牙之間的螺距不符合要求,產生廢品,消耗資源。(3)如果主軸的速度太快的話,則會使得螺紋編碼器產生的信號出現混亂,從而使得加工過程受到影響,進而產生廢品,因此在車削過程中,應當注意主軸由于自身原因,不應該使走刀次數太少。例如,在粗車以及半精車時,應該切削1~3次,精車要求的余量應該要盡可能的小,一般取0.1~0.3mm左右,因此精車一般1次。
綜上所述,在信息技術的不斷發展背景下,數控車削加工工藝也在不斷的發展。數控加工工藝作為一種高效率的加工工藝,想要充分發揮其優越性,就必須處理好在編程前的工藝分析和確定合理的加工工藝,從而達到最優的加工方案,實現效率的提升和產能的提升。
參考文獻:
[1]信麗華,朱建軍.數控車削加工工藝的探討[J].上海工程技術大學學報,2006,20(2):120-123.
數控加工工藝范文2
數控技術即是數字控制技術,它將計算機的數字化口令運用到機械加工中,以實現智能化控制,并完成自動修正、自動調節與補償等工作;數控系統可與多個仿真軟件集成合并,共同實現中央集中控制的群控加工。
2數控加工主要工藝
一般來說數控加工工藝主要包括如下內容:(1)識讀待加工對象的圖樣結構,分析其技術要求,確定加工部位,制定工藝方案,比如怎樣劃分工序、按什么順序加工等。(2)設計加工工序。比如怎樣定位和夾緊零件,怎樣選擇刀具和夾具,怎樣確定切削用量、怎樣劃分工步等。(3)編制數控程序。要注意絕對坐標系與相對坐標系的關系,注意對刀點、換刀點的確定,加工路線的確定以及刀具的補償。(4)合理分配各道工序的余量及偏差。
3數控加工工藝分析
3.1零件工藝性分析
3.1.1零件所注尺寸應盡量減少編程時的數學計算
在零件圖上,最好能直接給出坐標尺寸,或以同一基準標注尺寸。在編程時,利于尺寸之間協調,在編程原點設置時,便于保持與設計基準、工藝基準的一致。
3.1.2零件各部分的結構形狀應便于切削加工
空腔零件的形狀尺寸最好能內外一致,以減少刀具規格和換刀次數;零件的被加工部位的輪廓形狀、尺寸大小,盡可能要符合數控加工的要求。
3.2加工方法的選擇與加工方案的確定
零件的加工方法與其形狀、尺寸和熱處理要求等有關,首先要保證加工表面的加工精度,同時還要參考工藝手冊經濟加工精度的要求,例如,對于IT7級精度的外圓采用車、磨等方法均可達到,但由粗到精的車削方法可以減少刀具的更換次數,降低時間成本。制定加工方案時,首先考慮表面的精度和表面粗糙度的要求,比較各種加工方法,根據經濟性和合理性原則,甄選出所需的加工方法,對于零件上比較精密表面的加工,常常是通過由粗到精逐步加工的,例如,對于孔徑不大的IT7級精度的孔,一般要先鉆孔,再擴孔,再粗鉸孔最后精鉸孔等順序來加工。
3.3工序與工步的劃分
數控加工零件,在一次裝夾中應盡量集中多道工序,甚至全部工序。所以應先根據零件圖樣,分析零件的加工工序。其次,再根據加工精度和效率兩方面對工序進行工步劃分,一般參照以下幾個方面:(1)按照先粗加工后精加工的順序依次加工同一表面,或將整個零件按先粗加工后精加工分開進行。(2)既有平面加工又有孔加工的零件,可先加工平面后加工孔。這樣可以減少切削平面產生的內應力引起對孔的精度的影響。(3)按刀具劃分工步,同一種加工刀具可連續為幾個表面進行加工,而視為一個工步,這樣可以減少換刀次數,降低時間成本,提高加工效率。
3.4零件的定位安裝與夾具的選擇
定位安裝零件應注意:設計基準、工藝基準與編程所采用的基準盡量一致;盡可能減少裝夾次數,以免多次裝夾增加誤差;不要占機調整,以免增加時間成本。選擇夾具時,加工單件小批零件,可采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具,以減少準備時間,提高效率;大批量生產零件時,一般選專用夾具,以減少裝夾時間;夾具各部分的結構與尺寸應合理,不能妨礙對零件的加工。
3.5刀具的選擇與切削用量的確定
選擇刀具首先要考慮工件材料,不同材料適合的加工刀具也不同,其次要考慮的是工序內容,對于加工孔來講,擴孔和鉸孔得到的尺寸和精度不同,所以刀具也應不同。另外對刀具的精度、剛度、耐用度等方面都有較高要求,所以必須要優選刀具參數。選取刀具時,刀具的形狀尺寸應與零件的表面形狀和尺寸相適應,例如,加工平面零件側面輪廓,一般選立銑刀,銑削較大平面時,應選端銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;粗加工或加工毛坯表面時,選鑲硬質合金銑刀;加工曲面立體輪廓或變傾角零件時,常采用球頭銑刀或環形刀等。切削用量因零件材質和加工要求而不同。粗加工時,一般以提高生產率為主,同時考慮到刀具和機床的耐用性,切削用量可以適當大些;半精加工和精加工時,為保證加工質量,同時又不致降低效率,增加成本,可以適當降低切削用量。
3.6對刀點與換刀點的確定
“對刀點”和“換刀點”的選擇,牽涉到編程的精確性,因此,應慎重對待,一般來講,對刀點可選在工件上,也可選在工件外面某一點,但該點必須與零件的定位基準有明確的尺寸關系。因加工過程中需要換刀,故應規定換刀點,即刀架轉位換刀時的位置。該點可以固定為某一點,也可以設定為任意一點,但換刀點都應設在工件或夾具的外部,以免刀架轉位時碰撞工件造成損傷,具體設定值可通過計算確定或者根據具體情況,實際測量而得。
3.7加工路線的確定
工件的加工路線各不相同,但確定時有幾條基本原則可供參考:(1)應使走刀路線最短,這樣既利于編程,又能減少空刀時間,提高效率。(2)應使走刀距離便于計算,以減少編程工作量,減少出錯。(3)必須保證被加工表面的精度和表面粗糙度。
4結束語
數控加工工藝范文3
陳芯儀(1980.09-),女,漢,四川成都,助工,???,四川礦產機電技師學院,模具制造。
(四川礦產機電技師學院四川崇州611200)
摘要:我國機械加工產業中數控編程效果將會受到編程人員的影響,進而影響到程序的質量,令生產效率持續降低,很多優秀的程序無法正常使用,造成了較為嚴重的資源浪費。針對這一問題,必須采取針對性的措施予以解決。本文針對該問題提出了數控加工工藝標準化的概念,希望對機械加工產業提供一定的幫助。
關鍵詞:數控加工;工藝標準化;機械生產
隨著社會發展、科技進步,經濟競爭越來越激烈。產業技術革命使我國制造業發生巨大變化,為適應市場需求的變化,產品逐漸朝著多樣化和個性化方向發展,生產技術也完成集成化、自動化的轉型,數控加工技術已成為我國制造業的重要內容。數控代碼的優劣對數控編程的質量有決定性意義,也關乎產品的加工質量,實現數控加工工藝標準化是提高機械加工產業產品質量的重要途徑。
一、數控加工工藝概述
(一)基本內容。數控加工工藝的理論知識和實踐經驗在經過長期的發展實踐中得到不斷的完善,其基本內容可以概括成一下幾個方面:
①選擇適合的零部件在數控機床上加工。并確定加工工序。
②對零件的工程圖紙進行設計分析。依照相關技術標準,確定零件的加工內容,制定相關技術標準。設計適合的加工方案、加工流程等。
③依據零部件的加工方案,設計具體的零部件數控加工工藝。包含加工工序的劃分、制定生產標準、生產材料的選擇及采購等設計。
④投入生產運行,在運行中對數控加工工序進一步調整完善。分析數控編程的誤差原因,并進行控制、改正。
⑤編制對應的工藝文件,處理機床的輸入編程。
(二)主要特點
經過過年的發展和實踐經驗,數控加工工藝已經擁有了自己的特點
①內容具體詳細。對零部件的工藝參數及各項技術指標都有明確規定,并且需要在事先進行詳細的規劃,包括零件加工工序、使用工具、加工方法等。
②要求精密的加工工藝。數控加工機床自身擁有人工干預少、精度高、質量穩定等特點,因此也降低了機床在加工過程中的適應性,數控機床是按既定的程序一步步的嚴格執行,在加工過程中如出現一點差錯,則無法進行人為調整,致使零件的加工達不到標準要求。
③方案與標準相結合。在加工過程中選擇切削用量時,無法人工干預,因此,必須將進給速度與零件形態、加工技術結合起來,確保流程順利完成。
④刀具選擇尤為重要。數控加工刀具的標準化,要求在選擇刀具時考慮其材料、尺寸和類型三個方面的因素。目前使用的聯動數控機床缺乏對刀具的補償機制,刀具與編程都是對應的,如果刀具選擇不當,就必須重新編程,因此必須慎重選擇刀具。
⑤對零件尺寸的數學處理及定額計算。在對零件進行編程時,零件相應的尺寸不僅與其幾何尺寸相關,還與尺寸公差、精細程度等零件加工要求有關。要實現零件的合理優化設計,必須全面的考慮各個影響因素。
除上述幾點外,數控加工工藝還有其他的特殊要求。數控加工機床的剛度比較高,用于機床加工的刀具質量也比普通刀具好,想在滿足加工需求的基礎上提高加工效率,可以盡量增加零件的切削用量。另外,數控加工機床大多是三軸及三軸以上的,具有零件復雜的特性,所以,要綜合考慮刀具和零件的干涉程度,再選擇適當的零件裝夾方式和夾具的設計。
二、數控加工工藝標準化的實行方法
數控加工工藝標準化就是依據標準化的理論知識和方法,規范化的統一處理零件工藝分析、參數的確定、工藝選擇、工藝流程等零部件生產過程中涉及的各種工藝信息。這些具體的加工要素都是數控加工必須確定的內容。標準化是為了實現同類型零部件的大規模生產,提高生產效率的同時,避免工藝多樣化造成的損失。數控加工工藝標準化方法主要是典型工藝法和組成工藝法。
(一)典型工藝。典型工藝于1938年由索科洛夫首次提出。將工藝過程標準化,根據零部件的結構、參數、工藝流程的相似性,對其進行分組分類。在技術原理上,典型工藝法能很好的適應于結構形狀穩定、大批量的零件,如軸承、齒輪。對于結構不標準,批量小的零件,典型工藝的適用范圍就比較小,只能為零件工藝設計提供參考資料。
(二)成組工藝。組成工序的重點在于工序的標準化,對零件加工過程中相似的加工工序分進行分組,根據每組的具體情況,設計不同的加工工藝。成組工藝能有效的彌補典型工藝的不足之處。大量實踐表明,85%以上的零件品種都可以采用組成工藝法進行加工。
三、數控加工工藝標準化的實施
(一)分類。根據零部件的加工特征分類,如涉及范圍廣、描述高效、簡單的加工特征分類,根據形狀、材料、工藝、精度等特征為分類標準,對零部件進行分類重組。各種不同特征相互聯系,為加工工藝的標準設計提供堅實基礎。
(二)設計標準。在對加工工藝標準進行設計時,必須遵循以下準則:加工工序長、加工路線斷、基準優先、先粗后精、刀具調換最少、加工工藝參數標準化。將復合零件法與復合路線法結合起來,制定精準的制造標準,最大力度的支持后續編程和制造。
(三)信息存儲利用。在零部件加工工藝的數控信息的存儲前,先要對其進行分類,其中的重要信息要通過篩選后在進一步處理,如加工工序、加工方略、刀具的選擇、工藝參數、材料等信息。對于存儲方式的選擇,必須滿足安全可靠、完整準確,操作簡單方便調用的基本要求。數據新的存儲與運用具體可以選擇加工工藝數據庫、Access數據庫。
結語
隨著生產規模的擴大、生產效率發的提高,對生產技術提出了更高要求。目前對于數控加工工藝的應用越來越廣泛,其標準化設計也得到重視。經過多年的實踐發展,現實的生產工藝得在擁有各自特點的同時,也存在編程不規范、流程不合理等問題,選取合理的標準化方法和先進管理理念,一定能完成數控加工工藝的標準化,從而提高市場競爭力。
參考文獻:
[1]劉華. 數控加工工藝標準化的研究[D].廣州大學,2013.
數控加工工藝范文4
關鍵詞:數控加工工藝 傳統加工工藝 加工工藝研究
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)002-070-02
在科技飛速發展的今天,機械加工只有追求高效率、高精度的智能化和綠色化才能適應社會的發展,只有對傳統加工工藝的再革新和再繼承才能找到現代化制造業的出路,這樣才能提高零件的加工精度和表面質量,大大提高廠加工效率和質量,滿足了機械行、止品種多、批量大、投資少的要求。本文從數控加工工藝與傳統加工工藝的概念、歷史背景、工藝特點、工藝結合等方面做簡要闡述,以供參考。
1 數控加工工藝和傳統加工工藝
1.1 傳統加工工藝
傳統加工工藝是人類經過長期生活、生產的實踐累積下的經驗和技術,是代代相傳的加工工藝。目前,我國的機械制造技術大多數采用傳統制造技術,其典型特征是從自然界獲取資源,經提煉處理后成為各種工程材料。傳統加工工藝通常的程序是從加工起步進入測量環節最后到再加工的一個模式,其加工工藝在某種程度上有一定的隨意性,且和人員的經驗有很大的關系。
另外,傳統加工工藝在現代化的工廠很難適應批量的作業方式,很難形成規模以及自動化程度也不是很高。最主要的是在產品使用過程中廢氣,廢物、噪聲等污染問題仍然是破壞環境的主要因素。還有讓制造商頭疼的是傳統加工設備及其部件一旦損壞就成為了廢棄物,無法回收,不僅造成資源的浪費還有可能造成廢棄物的污染,給環境和周邊居民的生活帶來困擾和危害。
1.2 數控加工工藝
數控加工工藝是一門應用技術,它是伴隨著數控機床的產生而產生。它的工藝來源于傳統的加工工藝,而高于傳統的加工工藝。這里所說的源于傳統加工工藝是指將傳統的加工工藝、計算機數控技術、計算機輔助設計和輔助制造技術有機地結合在一起;這里所說的“高于”主要是指這門技術研究的對象與數控設備息息相關的數控裝置、控制系統、數控程序及編制方法。
數控加工工藝在走向生產線要經過一個復雜、嚴謹、科學、合理的過程,要將數控加工工藝有條理且科學的設計在數控編程中才能有一個高效率、高水準的數控程序,也才能算得上一項完美的工藝流程。(1)在生產零部件或者產品時,要給編程員提供設計圖紙及相關技術文件以供數控加工工藝的分析,對加工方法做出正確的規劃設計。(2)選擇數控機床的類型和規格,不同類型的數控機床有著不同的用途,在選用數控機床之前應對其類型、規格、性能、特點、用途和應用范圍有所了解,才能選擇最適合加工零件的數控機床。(3)確定加工坐標系、選擇夾具及其輔助工具、選擇刀具和刀具裝夾系統,規劃數控加工方案和工藝路線,劃分加工區域、設計數控加工工序內容,編寫數控程序,進行數控程序調試和實際加工驗證。(4)做好對參加數控加工工藝流程上的所有文件做好備份,做到文件的完善、固化以及安全的存檔。
由此可見,我們對于數控編程可以這樣理解:從零部件的設計圖為起點到數控加工程序編制完成的過程,整個過程要經過科學的論證、合理的設計以及嚴謹的態度。
數控加工工藝的內容主要有這幾方面:(1)確定數控加工工藝的工序,認真選擇參加數控加工當中所需的各種規格型號的零部件;(2)很明確數控加工的方案并制定出加工工序銜接、工序的劃分、切削走刀等路線;(3)對刀點、換刀點等工序的調整;(4)分配數控加工工藝的容差;(5)對數控加工工藝的工藝性的一系列指令做好調整和安排。
2 數控加工工藝特點
(1)數控加工工藝的一個典型特征是將普通加工工藝完全融入數控加工工藝中,數控加工工藝是數控編程的基礎,高質量的數控加工程序,源于周密、細致的技術可行性分析、總體工藝規劃和數控加工工藝設計;數控加工工藝要考慮加工零件的工藝性,加工零件的定位基準和裝夾方式,也要選擇刀具,制定工藝路線、切削方法及工藝參數等,從這里也可以看出數控加工工藝的復雜性,以及工藝的多樣化。比如工序內工步的安排、對刀點、換刀點及加工路線的確定等問題,和普通機床的加工工藝相比較這是絕對不能忽略的。數控加工工藝對于各種機械的零部件有很強的實用性,可以做到連續且高效的加工,對于復雜的幾何形面有很強的技藝制造,它的制造工藝精度高,控制方便。
(2)數控加工工藝在走向生產線之前,必須經過反復的論證以及實踐測試,而且加工過程的每一細節都必須預先確定,因為數控加工的自動化程度比一般的加工工藝較高,出于對加工的產品的技術保障、安全要求和質量把控的考慮,必須經過實踐的檢驗才能指導生產活動。數控加工工藝是利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面,有一定的難度,而加工過程是由計算機控制,所以零部件的互換性強,更主要的是加工的速度相應加快了,提高了生產效率。
(3)數控加工工藝還有一個顯著的特點就是要一步到位且有次序性,前面也提到數控加工工藝是一項復雜性很高的工藝,走入生產線一旦發生編程數據錯誤就會影響整個生產工藝,而且它適應能力較差。所以就要求數控加工工藝從數控編程開始到進入生產線的每一步都要謹慎而嚴密,都要體現出條理性和高精確度。
(4)數控加工工藝在經過反復的理論論證、實驗調試驗證以及在生產線上可以節省生產時間和成本、提高生產效率和質量方面被驗證后就可以作為模板,整個過程是一個不斷修改和不斷完善的過程,在這個過程中逐步標準化、系列化。
(5)降低勞動強度。這是人本主義角度來考慮的。數控加工工藝對工件的加工是按事先編好的程序自動完成的,工件加工過程中不需要人的干預,這就解放了很大一部分勞動力,這對特種作業的操作者來說更有優勢,使操作者的勞動強度與緊張程度大為減輕。
(6)集合性很強。這一點體現在數控加工工藝把傳統加工工藝的許多工序給聚集和結合起來了,減少了生產零部件的專用夾具,進而使得零部件的裝夾次數和周轉時間在很大程度上縮減。減少加工生產時間也就意味著提高了生產效率,也就節省了生產成本。
3 數控加工工藝與傳統加工工藝的結合
數控加工工藝比傳統的加工工藝自動化程度高,而且實施的步驟也很具體且嚴謹。但是目前很多客戶主要受到傳統的機床加工工藝的影響,在加工程序的編制中受到使用循環程序的影響或是約束,在加工同一零件的部位時,往往采用單一的固定的主軸轉速和進給量進行編程加工,從而會造成一些生產效率的降低以及零部件不達標的狀況發生。這里并不是說要摒棄傳統加工工藝,而是要結合起來應用。
那些對精度要求不是很高、結構簡單而且還不是批量生產的零部件采用傳統加工工藝較好,因為采用數控加工工藝優勢體現的不明顯,所以說在機械制造業繁榮發展的新機遇下,要努力將數控加工工藝和傳統的加工工藝很好的結合起來,更好的為多元化的裝備制造業和現代化的工業生產制造服務。
4 總結
數控加工工藝的技術應用和發展可謂是一個“中國制造”走向“中國創造”時代的必然趨勢,而傳統加工工藝為數控加工工藝的發展奠定了良好的基礎,提供了優秀的技術經驗,可以說,數控加工工藝的工序把傳統加工工藝的工序給集合起來了??梢耘c數控加工工藝優勢互補,取長補短??傊?,在實際機械加工中數控加工并不是萬能的,只有在實踐當中把二者的優勢和缺點認真分析研究,充分發揮它們的加工效率,尋求工藝上的合理、科學銜接,把數控加工工藝和傳統加工工藝有機的結合起來,才能充分發揮兩種工藝的優越性,做到技術創新。
參考文獻:
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數控加工工藝范文5
關鍵詞:數控加工工藝;傳統機加工工藝
數控加工是在傳統機加工工藝技術上發展起來的一項先進的工藝加工技術,在品種多變復雜、要求精度的零件上有極大的優勢,數控加工技術的研發,使得工藝加工更加高效,對工藝的制作要求更精確,人力物力的消耗明顯下降,自動化程度極高,具有非常大的優勢,未來前景十分廣闊。
1數控加工工藝和傳統機加工工藝的概念
傳統加工工藝是指人們根據在加工方面上長期積累的經驗技術,經過不斷的創新和改革,使技術代代相傳,而最終形成的一種加工工藝。傳統加工工藝主要材料大多來源于可獲取的自然資源,經過工程技術加工、機械測量和最終固定模式的套用形成的加工技術。我國的機械制造大多采用傳統加工技術。由于傳統加工工藝對經驗的要求較高,加工人員的經驗和方式有所不同,因此傳統加工技術具有隨意性和不確定性的特點。數控加工技術是建立于傳統加工技術之上的一門工藝,是應用數控加工機床進行加工一種加工工藝,數控加工工藝比傳統加工工藝要復雜的多,它既包括傳統加工工藝的技術,又包括先進的計算機數控技術、計算機輔助制造技術等,并結合編程和控制系統等程序的應用,其對操作零件的質量和精度都有較為嚴格要求,因此其生產的產品都具有較高的生產效率和生產質量,可生產出結構復雜、精確度較高的高質量產品。對于傳統加工工藝而言,數控加工工藝的要求較為復雜,只有經驗已經無法滿足現在產品技術的要求,在使用數控加工時需要細致的對各個工藝環節進行考慮,如零件的選擇上對刀具,夾具的選擇,對于切削方法的要求等因素。通過細節化的特征,從而對整體有嚴格的要求和調控進行精準化生產,適應時代的變化和需求。
2數控加工工藝和傳統機加工工藝的比較
2.1加工工具的比較。數控加工工藝和傳統加工工藝的一個直觀方面的比較,就是加工工具的不同,對于細致化的數控加工,其在工具的要求上更加精細。在生產刀具方面,傳統加工工藝對刀具的要求不高,應用速度切削原理,而在數控加工工藝上對傳統加工的技術有了提高,對于速度的要求更高,應用高速切削原理,這樣使得切削的刀具要求更加嚴格,以適應高速下的溫度和磨損等因素,高速切削使得數控加工在質量和效率上都有極大的提高,質量上切削變形的情況明顯下降,使切削的產品更加精細,在效率上,切削的周期明顯縮減,節省時間成本。因此在刀具的選擇上要選擇質量水平較高、耐熱性高的刀具,這使得傳統加工工藝所應用的刀具進行了更快更新和質量的提高,同時這種工藝的要求也將主要導向變為刀具產品上的導向作用。數控加工還有另一種切削方式,這種切削方式對于切削液的依靠不高,只需少量或者不需加切削液,刀具的耐熱性要求較高,因此被稱為干切削。在夾具的選擇方面,由于數控加工工藝的各方面精度要求高,并由計算機編程控制,因此對于夾具的要求上并不像傳統加工工藝一樣,需要多次進行固定的更換,只需要固定一次即可,這樣可有減少誤差的作用。其具體要求首先要保證機床坐標和夾具坐標的方向要固定不可變更,保證在計算機控制下其準確度,其次夾具本身要以工作臺的基準孔或者基準槽進行定位,以確保零件和機床坐標系尺寸關系的協調性。這種工具應用的不同可以看出數控加工相較于傳統加工的嚴格性和精確性。
2.2加工方式的比較。傳統加工工藝和數控加工工藝在加工方式上已有很大的不同,傳統加工工藝上曾經應用的很多方法都被現代的高新方式數控加工所取代,例如修整法、空刀法和填充法如今已經變為數控修整法、背鏜法、圓弧修整法等技術方法。這些新的加工技術具有節約能量、減少消耗的特點,可以有效的節約和利用資源,相對與傳統技術更有發展前景。如今已經時代提倡綠色能源,節約和低耗能成為人們選擇的標準。干切削相比于傳統的切削更加綠色環保,但其干切削的技術還不成熟,具有很多不完善的地方,如對溫度的要求等,目前干切削正在進行技術上的突破,未來也將廣泛應用于生產中。由于數控加工方式的精準合高效的特點,從長遠的積累來看具有極大的優點,傳統的加工方式包含粗磨、半粗磨、精磨等工序,由于如今數控加工的高速特點,更快的切削使得其對于磨削的工序可以省略,減少了步驟,是制作工序更加自動化,減少人力物力的消耗,節約能量,效率極高。
2.3其他因素的比較。在數控加工過程中,在細節上也有諸多的因素要進行考慮,做到在各個環節上的把控,確保整體生產的萬無一失。在數控加工上切削用量問題、熱變形問題和柔性度問題都需要進行多方面的考慮和研究。在切削用量上盡量要做到精準,由于切削刀具具有機械性重復的特點,其運動軌跡、切削力度、切削方式上都較為固定并可根據計算機編程進行靈活控制的特點,因此其切削用量要做到精準并適合刀具的特性,做到高效和減少不必要的損耗。在熱變形方面,傳統加工工藝的特點是,由于速度切削會產生較熱的溫度,具體措施是停留一段時間后再進行加工,但是對于數控加工工藝來說,由于高切削的方式在熱量上會比傳統的加工方式產熱要高,因此若用傳統的措施方法,其停留時間會比傳統加工工藝的耗時更長,這樣會大大消減其效率,在生產時間上大打折扣,因此數控加工在熱變形上要加入對熱量變化規律進行計算,找到一個熱量變化的最適點,進行熱量的規律探索以減少時間的損耗,由于技術還在開發中,這也成為目的數控加工的一個最大的問題。在柔性度方面,傳統加工技術具有或柔性高、效率低或效率高、柔性低的問題,在數控加工技術出現后,效率和技術都有了全面的提高,只需要通過程序對數字進行改動就可在大型加工上做到程序化的控制。因此數控加工的工藝對柔性度問題進行了解決,可見科技的創新對于技術生產直觀重要的作用。
3數控加工和傳統加工工藝在未來前景上的分析
3.1數控加工相比傳統加工的優點和不足。數控加工較傳統加工具有加工效率高、工藝產品復雜且精準的特點,數控加工的技術是傳統加工工藝在技術、時間消耗、和發雜度上都無法相比的,數控加工可對復雜的幾何結構和曲面要求都有極高的制造精度,其對于勞動力的要求也較傳統加工工藝較低??山Y合多個工序,減少生產成本和時間。但由于其在各方面的零件和工具的要求都較高,數控加工的成本較高,因此目前不適用于批量生產,其技術還有上升的空間。
3.2數控加工在航天應用上的發展前景。由于數控加工的精準性強、自動化高、工序集中等特點,對于精度要求較高的航空航天工業具有重要的應用,數控加工的起源最初就是航空工的需要,如今航空工業也是數控加工最大的用戶,根據未來的發展形勢,航空事業在精度要求等方面會有更高的要求,因此數控加工的未來前景較為廣闊。
結束語
數控加工技術是高信息化時代下的必然產物,如今在生產中精準度和效率都成為發展的重點,數控加工作為一種高效的綠色能源技術,經過不斷的技術革新,必然會在未來的生產、生活上更高更快的發展和進步。
參考文獻
[1]于淑芹.探析數控加工與傳統機加工工藝[J].工程技術與產業經濟,2013(2):70-71.
數控加工工藝范文6
關鍵詞:耐壓薄壁組件;數控加工;余量;超聲波測量
0引言
耐壓薄壁組件作為某型機載計算機的關鍵結構件,具有重量輕、耐壓強度高、散熱效果好的特點,其結構如圖1所示。耐壓薄壁組件在使用過程中,腔體內部受壓,常規使用壓力為1MPa,個別耐壓薄壁組件在正常使用的情況下,出現鼓包現象,局部產生塑性變形,個別甚至局部破裂,通過分析發現部分壁厚不滿足設計要求。耐壓薄壁組件通過真空釬焊焊接形成,通過數控加工保證通道壁厚滿足設計指標數控加工工藝是使壁厚滿足設計指標,使耐壓薄壁組件安全可靠不破裂的關鍵。
1組件數控工藝現狀分析
耐壓薄壁組件框體零件上預留了基準面,焊接校平后在精銑時作為找正基準,確定的加工路線為:找平基準面銑削側面找正型腔面基準盤銑表面盤銑背面,保證耐壓通道壁厚0.8mm加工型腔面。通過對采用該工藝進行加工的5件耐壓薄壁組件壁厚測量數據來看,型腔面的壁厚普遍較大,平均壁厚為0.95mm,蓋板面的壁厚普遍偏小,平均壁厚為0.63mm。對同一組件測量數據進行分析,發現不同測量點壁厚相差約0.1~0.2mm,而且部分組件表面與通道傾斜了0.15mm,按照耐壓通道壁厚0.7~0.83mm的要求,5個組件只有兩個合格。對零件和加工過程進行分析,認為主要原因包括:1)耐壓薄壁組件焊接后變形量為0.5~0.7mm,鉗工校正后的變形量也有0.2~0.3mm。數控加工時以框體外表面定位,不能完全真實地反映內部耐壓通道的位置情況。造成耐壓通道壁厚誤差較大。后續應改進校平方法,將加工前的組件平面度控制在0.1mm以下。2)測量數據顯示,蓋板面壁厚普遍比型腔面壁厚小。分析主要是在焊接時,焊料會流淌到作為定位找平的4個基準面上,使基準尺寸增加,若以原設計基準尺寸加工,會導致型腔面耐壓通道壁厚增加(見圖2)。后續數控加工時,可以調整基準尺寸,將蓋板面壁厚尺寸0.8mm設置為0.9mm,使得加工后兩面的壁厚保持一致。
2新數控工藝路線的制訂
原數控工藝路線,以預留基準面作為數控基準,未考慮焊接變形及焊料流淌導致的基準增厚,數銑時一次銑削到位,因此造成壁厚尺寸不合格。為了避免粗基準導致的基準偏差,考慮進行基準修正,先將粗基準銑削至精基準,然后測量,通過測量值進行補償找正來修正基準誤差,因此制定新的組件數控工藝路線為:找平側面基準銑削兩側面找正型腔面基準,預留余量盤銑型腔表面預留余量盤銑蓋板面壁厚檢測加工型腔面。同時,由于耐壓薄壁組件焊接后變形量為0.5~0.7mm,如不進行適當校平,銑削均無法滿足要求,數控加工前組件平面度與后續壁厚保證存在一定的關系.
3耐壓薄壁組件加工試驗
3.1耐壓薄壁組件準備
耐壓薄壁組件焊接后總體厚度大于20mm,原校平方法是采用鉗工手工敲擊的辦法進行平面度的校平,校平后平面度大致在0.3mm左右,超出組件最終壁厚公差0.23mm,使后續數控加工來保證壁厚難度加大。鑒于此,對耐壓薄壁組件采用熱校平設備進行熱校平的工藝,熱校平設備工作臺面為300mm×400mm,滿足組件要求,可以整體校平。通過對熱校平耐壓薄壁組面度進行測量,均能達到0.15mm。
3.2耐壓薄壁組件數控加工
在耐壓薄壁組件校平的基礎上,在北一大隈數控加工中心上采用新的組件數控加工工藝進行數控加工試驗。采用平口鉗裝夾,找平側面基準銑削兩側面銑削零件左右外形。平口鉗裝夾,找平4個基準面,如圖3所示,預留0.5mm余量加工型腔表面。以銑削的型腔精基準作為蓋板面銑削基準,蓋板面預留0.5mm余量,銑削蓋板面。銑削完成后,用超聲波測厚儀進行蓋板面壁厚的測量,如圖4所示,對測量結果進行記錄。根據測量壁厚結果,對組件重新裝夾找平,將壁厚較大的部位用0.02mm墊片墊高,如圖5所示。以壁厚最薄的地方為零點,壁厚較大的地方高于零點,保證盤銑上表面后,各處厚度接近一致。按照實測值去除余量,如實測值在1.35mm,銑削0.55mm來保證壁厚0.8mm。銑削后再次對壁厚進行測量,測量壁厚在0.76~0.85mm之間,滿足設計要求。蓋板面壁厚合格后,翻面以蓋板面為基準,銑削耐壓薄壁組件型腔面,如圖6所示。精銑完成后,將耐壓薄壁組件取下,對腔體面壁厚進行測量,壁厚尺寸在0.79~0.9mm左右,在設計要求公差內。
3.3耐壓薄壁組件C型件加工
根據新工藝試驗結論,用該工藝路線對14件C型件進行加工,在蓋板面和型腔面均留余量0.5mm,粗銑后用超聲波檢驗實際厚度,按照實際厚度去除余量,保證蓋板面壁厚尺寸接近0.8mm。通過對14件耐壓薄壁組件壁厚測量數據看,同一組件不同點之間的差值減小后,再加工型腔面后,壁厚接近0.8mm。在批量精加工盤銑蓋板面時,實際去除余量是0.3~0.4mm,盤銑后能看到耐壓通道的筋條和通道映射在表面,如圖7所示,檢測壁厚是合格的。分析是因為精銑時余量太小,通道處沒有支撐,有微量變形,形成表面波紋。后續加工時,通過試驗,將精銑余量增加大為1mm,波紋現象消失。同時在加工蓋板面在機床上直接進行壁厚檢測時發現,加工現場電源和機床干擾,使得測厚儀的超聲波形很不穩定,測量困難,而且現場測量需要占用機床的加工時間,不利于提高效率,決定將加工后的零件取下在檢驗室測量并記錄厚度數據。數控加工完成組件用超聲波測厚儀檢驗蓋板面和型腔面的耐壓通道壁厚,每個組件的兩個面各測量9個點,最小壁厚0.71mm,最大壁厚0.89mm。同一組件不同點壁厚差最大為0.15mm。從數據可以看出,型腔面和蓋板面的壁厚接近一致,波動減小,對14件組件的蓋板面和型腔面進行平面度檢驗,全部合格。4結語通過對真空釬焊耐壓薄壁組件數控加工工藝進行研究,針對耐壓腔體類零件采用間接基準來保證壁厚的方法,得出需要通過測量后進行修正補償加工才能滿足設計指標,同時對測量方式,加工余量預留參數等方面積累了經驗。通過工藝研究得出耐壓薄壁組件優化工藝,該工藝方法對耐壓型腔類零件加工具有一定的借鑒意義。
[參考文獻]
[1]王麗潔.典型儀表殼體類零件的數控加工工藝研究[J].機床與液壓,2008(7):63-64,68.