摘要:從數(shù)控銑實操角度出發(fā),提出了數(shù)控銑加工過程中編制加工工藝時需要考慮的要素及原則,分析了如何高效、安全地進行數(shù)控銑加工的策略。
關鍵詞:數(shù)控銑削;工藝編制;安全操作
0 ? ?引言
隨著我國大力推進實施2025制造強國戰(zhàn)略,近年來先進制造業(yè)得到迅猛發(fā)展,數(shù)控加工在高精密零部件加工中發(fā)揮了重要作用。數(shù)控銑削在新產品開發(fā)、模具加工等行業(yè)中的應用越來越廣泛。因此,做好數(shù)控銑加工的工藝優(yōu)化研究,對于促進數(shù)控加工這項工藝技術的應用和發(fā)展具有積極意義。
1 ? ?數(shù)控銑工藝概述
數(shù)控銑削加工應用范圍較廣,適應性強,對于工藝編制的科學性要求較高,不僅需要將普通加工工藝的思想和方法融入到數(shù)控加工工藝中,還需要結合數(shù)控銑加工的特點,進行周密、細致的工藝規(guī)劃和設計,在精確分析加工圖紙的基礎上,進行最佳的工藝方案設計。數(shù)控銑工藝編制是在分析圖紙精度后,圍繞機床、工件、夾具、刀具、加工程序、切削用量、工序與工步劃分、走刀路線設計、檢驗手段與頻次、操作過程管理等方面進行規(guī)劃與設計。
2 ? ?數(shù)控銑工藝規(guī)劃方案
2.1 ? ?工藝規(guī)劃
工藝員進行零件編程時,首先仔細研讀圖紙上的尺寸公差及技術要求,并進行工藝可行性分析,若現(xiàn)有的軟硬件可以滿足加工要求,便從機床、工件、夾具、刀具等方面開始擬定加工工藝方案和切削方法。
2.2 ? ?數(shù)控加工工藝分析內容與步驟
(1)選擇機床類型和規(guī)格。(2)對零件結構進行數(shù)控加工工藝性分析。(3)具體加工方法與加工方案的擬定。(4)工序與工步的劃分,需考慮工序中間測量。(5)零件的安裝及夾具的選用與安裝方案。(6)刀具與切削參數(shù)的選擇。(7)對刀點和換刀點、加工坐標系的選擇。(8)刀具走刀路徑規(guī)劃。(9)加工路線規(guī)劃與設計。(10)檢驗方法與頻次、檢具的選擇。
擬定數(shù)控工藝方案、編寫數(shù)控程序時,注意遵循與工藝內容的統(tǒng)一性、符合性、靈活性、方便性原則。工藝編制是決定數(shù)控加工成敗的關鍵和前期條件。工藝員不僅需要學習借鑒相關知識,更重要的是自身要積累大量實操經驗。一種零件的工藝加工方案經過實操驗證和不斷優(yōu)化后,要及時形成工藝技術文件,為今后該零件的批量生產提供技術依據(jù),最大限度發(fā)揮出數(shù)控加工的特有優(yōu)勢。
其中,合理的加工參數(shù)選擇取決于長期的生產加工實踐經驗和公式。
筆者通過自身加工實踐統(tǒng)計出了數(shù)控銑削加工切削速度參考值,如表1所示,可供相關人員參考。
3 ? ?銑削加工編排考慮要素
3.1 ? ?機床方面
(1)功率容量:檢查功率和機床剛性,確保機床能使用所需的銑刀直徑。(2)冷卻液:選擇合適類型的冷卻液,注意加工中冷卻液的流量應合適;在不使用冷卻液時需保證刀具能較好地銑削及保證工件加工質量。(3)選擇氣體冷卻方式時注意氣源供應量。(4)有關維護:遵循刀具參數(shù)說明確定切削參數(shù),始終監(jiān)控工件的銑削狀態(tài),通過加工部位和刀具尺寸,觀察刀具磨損情況,有少量磨損及時調整刀補值。
3.2 ? ?工件方面
(1)工件的穩(wěn)定性:工件夾緊狀況和重復定位精度。(2)工件材料與刀具合理配置。(3)工件或毛坯尺寸的一致性;待加工表面的質量要求。
3.3 ? ?刀具與夾具方面
(1)銑刀直徑:根據(jù)工件寬帶選擇正確的直徑。(2)刀片模型:盡量使用正前角可轉位刀片,以確保平穩(wěn)切削和最低功耗。(3)選擇正確的銑刀齒距;使用正確的銑刀齒距,確保無過多的刀片參與切削,避免震動。(4)刀片材質:按工件材料及精度要求,選擇刀具刀片槽型和材質。(5)主偏角:選擇最合適的主偏角,90°主偏角用于銑削帶臺階的平面。(6)減震銑刀:對于超過刀具直徑4倍的較長懸伸,震動趨勢會變明顯,使用減震刀具能顯著提高生產效率。(7)銑刀位置:裝夾銑刀時注意伸出長度,既要保證伸出夾套的長度大于銑削的深度,又要避免過長,同時還需要將冷卻管調整至合適位置,經試噴淋,保證在完成所有銑削時都能夠始終有冷卻液。(8)懸伸長度;加工時使主軸上的刀具懸出的長度盡可能短。(9)工件伸出夾具的部位略微大于切深。
3.4 ? ?加工策略
(1)銑削方向:盡可能使用順銑。(2)合理規(guī)劃銑刀路徑:優(yōu)先選擇圓弧方式切入切出,退刀時切削厚度始終為零,從而能實現(xiàn)更高的進給和保證更長的刀具壽命。(3)對于窄槽及薄壁部位銑削時,選擇的切削參數(shù)要適宜吃刀。(4)使用正確的進給:使用推薦的最大切削厚度,確保所用刀具的正確進給,以實現(xiàn)高效的切削效率。(5)盡可能集中工序,減少工件安裝次數(shù)與換刀次數(shù);多選用復合刀具。
3.5 ? ?加工程序、檢測與加工過程管控
(1)換刀點和第二參考點要依據(jù)加工工藝精心選擇。(2)善用局部坐標系、坐標旋轉等編程技巧優(yōu)化、簡化加工程序。(3)檢測:首次加工要進行檢測,有效設置中間測量值。(4)更換工件時檢查刀具磨損情況。(5)加工過程始終關注機床有無異響、刀具冷切狀況、排屑狀況。
4 ? ?編制數(shù)控加工工藝卡
及時將經實操驗證和工藝優(yōu)化后的數(shù)據(jù)填到工藝卡中,如表2所示。
工藝卡片內容經優(yōu)化固定后,將為今后的批量生產提供技術依據(jù)。
5 ? ?數(shù)控銑實操加工
數(shù)控加工的首件試切非常重要,按照規(guī)范操作步驟來進行,一般都能夠避免撞刀,達到編程中的尺寸要求。在加工時,操作者需要進行過程管控,具體可從以下方面來避免撞刀的發(fā)生:(1)循環(huán)啟動前需要再次確認坐標系、刀具補償值與加工程序的一致性。(2)確認刀具、夾具、工件裝牢夾緊,防止刀具型號錯拿。(3)裝刀和夾緊工件的動作必須一氣呵成,防止中間出現(xiàn)遺漏而造成沒有夾緊的情況發(fā)生。(4)G00快速逼近工件及加工結束后的退刀需用G01直線插補且要注意方向。(5)子程序的開始段、結束段與主程序中相關程序段的數(shù)值、程序代碼要相互符合。(6)要隨時觀察刀具磨損狀態(tài)、冷卻情況、排屑情況、加工時的震動及異響情況,有異常及時處理。
6 ? ?結語
本文通過分析數(shù)控銑工藝編制中需要考慮的各要素,提出了具體的工藝編制方案,對于數(shù)控銑編程及操作人員安全、規(guī)范、高效地進行數(shù)控銑削加工具有較好的借鑒意義。
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收稿日期:2020-02-10
作者簡介:徐?。?973—),男,安徽六安人,技師,研究方向:數(shù)控加工與機床維修。