數(shù)控銑削的工藝性分析

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2653

    數(shù)控銑削加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一,根據(jù)加工實(shí)踐,數(shù)控銑削加工工藝分析所要解決的主要問(wèn)題大致可歸納為以下幾個(gè)方面。


1、選擇并確定數(shù)控銑削加工部位及工序內(nèi)容


    在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí),應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵作用。主要選擇的加工內(nèi)容有:
    (1)工件上的曲線輪廓,特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓,如圖4.17所示的正弦曲線。
    (2)已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面,如圖4.18所示的球面。


 













圖4.17 Y=SIN(X)曲線


圖4.18 球面


(3)形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位;
(4)用通用銑床加工時(shí)難以觀察、測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽;
(5)以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔和面;
(6)能在一次安裝中順帶銑出來(lái)的簡(jiǎn)單表面或形狀;
(7)用數(shù)控銑削方式加工后,能成倍提高生產(chǎn)率,大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。


2、零件圖樣的工藝性分析


  根據(jù)數(shù)控銑削加工的特點(diǎn),對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝性分析時(shí),應(yīng)主要分析與考慮以下一些問(wèn)題。
(1)零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注









圖4.19 零件尺寸公差帶的調(diào)整


  由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的,因此,各圖形幾何元素間的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)應(yīng)明確,各種幾何元素的條件要充分,應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如,零件在用同一把銑刀、同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值編程加工時(shí),由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同,如在圖4.19中,就很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時(shí)一般采取的方法是:兼顧各處尺寸公差,在編程計(jì)算時(shí),改變輪廓尺寸并移動(dòng)公差帶,改為對(duì)稱公差,采用同一把銑刀和同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值加工,對(duì)圖4.19中括號(hào)內(nèi)的尺寸,其公差帶均作了相應(yīng)改變,計(jì)算與編程時(shí)用括號(hào)內(nèi)尺寸來(lái)進(jìn)行。
(2)統(tǒng)一內(nèi)壁圓弧的尺寸
  加工輪廓上內(nèi)壁圓弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。
1)內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑R
  如圖4.20所示,當(dāng)工件的被加工輪廓高度H較小,內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑R較大時(shí),則可采用刀具切削刃長(zhǎng)度L較小,直徑D較大的銑刀加工。這樣,底面A的走刀次數(shù)較少,表面質(zhì)量較好,因此,工藝性較好。反之如圖4.21,銑削工藝性則較差。
  通常,當(dāng)R<0.2H時(shí),則屬工藝性較差。













圖4.20 R較大時(shí)


圖4.21 R較小時(shí)


2)內(nèi)壁與底面轉(zhuǎn)接圓弧半徑r
  如圖4.22,銑刀直徑D一定時(shí),工件的內(nèi)壁與底面轉(zhuǎn)接圓弧半徑r越小,銑刀與銑削平面接觸的最大直徑d=D-2r也越大,銑刀端刃銑削平面的面積越大,則加工平面的能力越強(qiáng),因而,銑削工藝性越好。反之,工藝性越差,如圖4.23所示。
  當(dāng)?shù)酌驺娤髅娣e大,轉(zhuǎn)接圓弧半徑r也較大時(shí),只能先用一把r較小的銑刀加工,再用符合要求r的刀具加工,分兩次完成切削。
  總之,一個(gè)零件上內(nèi)壁轉(zhuǎn)接圓弧半徑尺寸的大小和一致性,影響著加工能力、加工質(zhì)量和換刀次數(shù)等。因此,轉(zhuǎn)接圓弧半徑尺寸大小要力求合理,半徑尺寸盡可能一致,至少要力求半徑尺寸分組靠攏,以改善銑削工藝性。












圖4.22 r較小


圖4.23  r較大


 


 


 


 


 


 


3、保證基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則
  有些工件需要在銑削完一面后,再重新安裝銑削另一面,由于數(shù)控銑削時(shí),不能使用通用銑床加工時(shí)常用的試切方法來(lái)接刀,因此,最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。
4、分析零件的變形情況
  銑削工件在加工時(shí)的變形,將影響加工質(zhì)量。這時(shí),可采用常規(guī)方法如粗、精加工分開及對(duì)稱去余量法等,也可采用熱處理的方法,如對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理等。加工薄板時(shí),切削力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng),使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度難以保證,這時(shí),應(yīng)考慮合適的工件裝夾方式。
  總之,加工工藝取決于產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀,尺寸和技術(shù)要求等。在表4.2中給出了改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)提高工藝性的一些實(shí)例。


表4.2  改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)提高工藝性

































































提高工藝性方法


結(jié)構(gòu)


結(jié)果


改進(jìn)前


改進(jìn)后


銑  加  工


改進(jìn)內(nèi)壁形狀




可采用較高剛性刀具


統(tǒng)一圓弧尺寸




減少刀具數(shù)和更換刀具次數(shù),減少輔助時(shí)間


選擇合適的圓弧半徑R和r




提高生產(chǎn)效率


用兩面對(duì)稱結(jié)構(gòu)




減少編程時(shí)間,簡(jiǎn)化編程


合理改進(jìn)凸臺(tái)分布




減少加工勞動(dòng)量



改進(jìn)結(jié)構(gòu)形狀




減少加工勞動(dòng)量




減少加工勞動(dòng)量


改進(jìn)尺寸比例




可用較高剛度刀具加工,提高生產(chǎn)率


在加工和不加工表面間加入過(guò)渡




減少加工勞動(dòng)量


改進(jìn)零件幾何形狀




斜面筋代替階梯筋,節(jié)約材料


5、零件的加工路線


(1)銑削輪廓表面


在銑削輪廓表面時(shí)一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削。對(duì)于二維輪廓加工,通常采用的加工路線為:
1)從起刀點(diǎn)下刀到下刀點(diǎn)
2)沿切向切入工件;
3)輪廓切削;
4)刀具向上抬刀,退離工件;
5)返回起刀點(diǎn)。


2)順銑和逆銑對(duì)加工影響
  在銑削加工中,采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf方向相反,順銑時(shí)切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf的方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求,工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。通常,由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu),其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小,順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。
  如圖4.24a所示為采用順銑切削方式精銑外輪廓,圖4.24b所示為采用逆銑切削方式精銑型腔輪廓,圖4.24c所示為順、逆銑時(shí)的切削區(qū)域。


















a)順銑


b)逆銑


c)切入和退刀區(qū)


圖4.24 順銑和逆銑切削方式


  同時(shí),為了降低表面粗糙度值,提高刀具耐用度,對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料,盡量采用順銑加工。但如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件,表皮硬而且余量一般較大,這時(shí)采用逆銑較為合理。

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