潘躍才+牟世茂+趙波

摘 要：在工業(yè)制造領(lǐng)域，銑床在產(chǎn)品加工中有著十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)工藝分析原則進(jìn)行了介紹與闡述，并圍繞數(shù)控銑床編程的工藝進(jìn)行研究與分析，希望能夠從理論層面上為數(shù)控銑床編程的發(fā)展提供一點(diǎn)支持與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；編程；工藝

引言：在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用在精度、剛性、自動(dòng)化程度以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著極大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于機(jī)械零件加工而言，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用需要對(duì)零件加工質(zhì)量予以考慮，不僅要控制數(shù)控機(jī)床自身精度，同時(shí)也要關(guān)注工藝處理這一環(huán)節(jié)，只有采取科學(xué)、合理的控制措施，才能夠使數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率得到有效提升。

一、工藝分析概述

在工藝分析與處理中，數(shù)控銑床編程這一環(huán)節(jié)具有十分重要的意義，其與所編零件加工程序的合理性與正確性有著十分緊密的聯(lián)系。數(shù)控加工是基于自動(dòng)化的加工程序控制得以實(shí)現(xiàn)的，基于此，加工程序必須具有較高的合理性與準(zhǔn)確性，一旦出現(xiàn)一點(diǎn)失誤，就會(huì)導(dǎo)致加工零件質(zhì)量不合格，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生，給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)不必要的損失。因此，在編程的過(guò)程中，作為編程人員，必須圍繞加工工藝、工藝路線等采取有效的控制措施。

二、數(shù)控銑床加工編程的方法

加工程序?yàn)樽詣?dòng)加工零件的工作指令，根據(jù)規(guī)定的方法與格式，將相關(guān)加工信息用數(shù)控代碼向加工程序單進(jìn)行編寫(xiě)，這些數(shù)控代碼主要由文字、數(shù)字、符號(hào)等組成，在控制介質(zhì)或MDI方式之下，程序單信息會(huì)輸入到數(shù)控裝置之中，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床加工的自動(dòng)化控制。因此，所謂的加工程序編制包含了零件圖紙、零件加工程序編制以及控制介質(zhì)整個(gè)過(guò)程。程序編制的方法有兩種，即手工編程與自動(dòng)編程，前者主要采用人工的方法來(lái)編制程序，主要針對(duì)一些點(diǎn)位加工活相對(duì)簡(jiǎn)單的零件，而自動(dòng)變成則相對(duì)復(fù)雜，其具體涉及到語(yǔ)言編程、圖形編程以及實(shí)物編程，對(duì)于一些相對(duì)復(fù)雜零件而言具有較強(qiáng)的適用性。就數(shù)控銑床工藝分析而言，在編程中首先必須將其特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，將零件結(jié)構(gòu)、材料等因素有機(jī)結(jié)合到一起，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，才能夠使加工工藝效果得到改進(jìn)。基于對(duì)零件加工精度的保障，才能夠使數(shù)控加工的質(zhì)量與效率，減少相應(yīng)的能耗，使數(shù)控加工整體效果得到進(jìn)一步提升。

三、數(shù)控銑床編程的工藝分析

1 零件圖分析

就零件的數(shù)控銑削加工而言，首先需要對(duì)零件圖進(jìn)行分析，具體內(nèi)容包括零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的分析、零件技術(shù)要求以及材料等等。其中零件的尺寸標(biāo)注、零件結(jié)構(gòu)工藝等分析十分關(guān)鍵，必須卻確保其與數(shù)控加工特點(diǎn)相適應(yīng)，使零件加工精度得到有效控制。如果零件標(biāo)準(zhǔn)屬于非對(duì)稱尺寸，由于通常情況下數(shù)控程序需要以零件輪廓編程為參考，換言之就是根據(jù)零件基本尺寸編程，公差帶位置的影響沒(méi)有得到關(guān)注，就算數(shù)控機(jī)床具有較高精度，也會(huì)受到工藝誤差影響而造成零件表面加工尺寸超差現(xiàn)象。

在零件編程加工中采用同一把銑刀、同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值，根據(jù)零件輪廓各處尺寸公差帶的差異，不難發(fā)現(xiàn)將各部位尺寸控制在公差范圍內(nèi)顯然具有很大的難度。此時(shí)就需要調(diào)整尺寸公差帶，具體操作為基于零件極限尺寸不變的條件，在編程計(jì)算中將輪廓尺寸進(jìn)行改變，然后對(duì)公差帶進(jìn)行移動(dòng)，將其向?qū)ΨQ尺寸公差帶進(jìn)行轉(zhuǎn)變。如上圖所示的括號(hào)內(nèi)尺寸，在編程過(guò)程中主要參考經(jīng)過(guò)調(diào)整的基本尺寸，如此一來(lái)，在精加工中采用同一把刀，采用的刀補(bǔ)值相同，當(dāng)工藝系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，并且其他系統(tǒng)沒(méi)有出現(xiàn)誤差，那么加工工件的實(shí)際尺寸分布中心就會(huì)重合與公差帶中心，此時(shí)加工精度就得到可靠保障。

2 零件定位與夾具選擇

零件的準(zhǔn)確定位與夾具的合理選擇，首先需要確保定位、設(shè)計(jì)以及編程具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)定位誤差進(jìn)行有效控制，盡量避免精度受到影響，使數(shù)控編程的計(jì)算工作量得以降低。其次，還要對(duì)裝夾次數(shù)進(jìn)行控制，盡可能做到安裝中全部待加工表面一次到位；此外，在選擇薄板件定位基準(zhǔn)的選擇方面，應(yīng)有效考慮對(duì)工件剛性提升因素，對(duì)削切變形進(jìn)行嚴(yán)格控制。選擇夾具時(shí)要避免過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，提高零件裝卸的便捷性，為安裝定位的可靠性與準(zhǔn)確性提供強(qiáng)有力的保障。

3 加工路線的確定

數(shù)控銑床加工工藝路線直接影響到零件加工精度與表面質(zhì)量，為此，必須對(duì)加工路線進(jìn)行合理制定，具體措施闡述如下。

第一，在選擇順銑與逆銑時(shí)，對(duì)于普通機(jī)床而言，在滑動(dòng)絲杠間間隙問(wèn)題的影響之下，逆銑加工具有較強(qiáng)的適用性，通過(guò)這種方法可以使工作臺(tái)軸向竄動(dòng)造成的震動(dòng)甚至扎刀現(xiàn)象得以避免。而對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，由于使用滾珠絲杠，間隙甚至預(yù)緊問(wèn)題得以避免，如此就解決了傳動(dòng)間隙問(wèn)題。就切削理論而言，采用順銑對(duì)于刀具壽命而言有著積極影響。在數(shù)控銑削加工的過(guò)程中，順銑加工方案往往更具可行性與合理性。

第二，在走刀路線的確定上，走刀路線首先要保障零件加工質(zhì)量，基于此還要盡可能縮短路線距離，對(duì)刀具空行程時(shí)間加以控制，使生產(chǎn)效率得到提升。如下圖，通常情況下應(yīng)先對(duì)均布于同一圓周上的八個(gè)孔進(jìn)行加工，然后在對(duì)另一個(gè)圓周上的孔進(jìn)行加工。然而站在點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床的角度，首先要確保其定位準(zhǔn)確，具有較快的定位速度，因此在走刀路線安排上應(yīng)有效考慮最短的空程。

其次，關(guān)于機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)反向間隙對(duì)加工精度的影響也需要加以控制。出于數(shù)控長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)或自身傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，出現(xiàn)反向間隙誤差的可能性較高，如此就會(huì)對(duì)坐標(biāo)軸定位精度造成影響，而在孔隙加工中，定位精度與各孔之間中心距有著較大影響，如果定位不夠準(zhǔn)確，那么就會(huì)導(dǎo)致加工余量不均勻，導(dǎo)致幾何形狀誤差的出現(xiàn)。在加工中刀具的趨近方向如果不斷發(fā)生變化，那么加工中就會(huì)引入坐標(biāo)軸反向間隙，進(jìn)而增加定位誤差。因此，如果零件的孔定位需要具備較高的精度，那么在進(jìn)給路線的安排上，需要對(duì)機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)反向間隙對(duì)加工精度產(chǎn)生的影響加以嚴(yán)格控制。

對(duì)于輪廓銑削過(guò)程中的切入切出路線設(shè)計(jì)而言，對(duì)零件輪廓進(jìn)行銑削的過(guò)程中，為了使零件加工精度、表面質(zhì)量與要求相符合，使切入切出部分的刀具刻痕得以避免，在刀具的切入切出路線設(shè)計(jì)中，按照零件輪廓法向切入切出顯然不合理，工件的切入應(yīng)按照切削起始點(diǎn)延伸線或切線放線進(jìn)行，如此才能夠使零件曲線得以平滑過(guò)渡。與此同理，工件的切離也需要按照切削終點(diǎn)延伸線或切線方向進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在數(shù)控編程的過(guò)程中，不管是采用人工方式還是自動(dòng)方法，編程質(zhì)量都需要對(duì)工藝分析予以高度重視。因此，在數(shù)控編程中，必須對(duì)零件實(shí)際需求進(jìn)行充分分析，并與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合到一起，對(duì)加工工藝進(jìn)行合理確定，如此才能夠使數(shù)控加工零件的精度與效率得到全面提升。

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作者簡(jiǎn)介：

1.潘躍才（1982.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學(xué)歷，職位：數(shù)控教研室副主任，職稱：初級(jí)，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院

2.牟世茂（1986.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學(xué)歷，職位：教師，職稱：初級(jí)，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院

3.趙波（1973.11），男，漢族，籍貫成都，本科學(xué)歷，職位：數(shù)控教研室主任，職稱：副高，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院endprint