數控加工工藝論文范文

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第1篇

1.1數控加工的概念及其發展

數控加工是指在機床上利用數控技術對零件進行加工的一個過程。數控加工和非數控加工的流程從整體上來說是大致相同的。但在技術上卻大相徑庭。采取數字信息控制加工零件的數控加工方法是針對零件種類多樣、相同型號產量少、結構復雜、精度要求高等現實狀況達到高效化和自動化加工的有效方法。數控加工的發展方向是高速和高精度。20世紀50年代,MIT設計了APT。APT具有程序簡潔,方法靈活等優勢。但也有很多不足之處如對于復雜的幾何形狀,無法表達幾何即視感[1]。為修正APT的不足,1978年,法國達索飛機公司開發了CATIA。這個系統有效的解決了幾何形狀復雜、難以表達即視感的缺陷。目前,數控編程系統正向高智能化方向發展。

1.2數控加工的內容

數控加工的內容有挑選適宜在數控機床上加工的零件,對數控加工方案進行確定;詳細繪制所加工零件的圖紙;確定數控加工的詳細流程,如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數控加工的流程;確定數控加工中的允許誤差;指揮數控機床上一些工藝部分工作等。

2數控加工的工藝設計

2.1數控加工的工藝設計特點

采用數控加工的工藝設計具有加工程序簡單,解放枯燥工作的勞動力等特點。改進了傳統機床工藝的工序繁多,勞動強度大的弱點。如此便使數控加工工藝設計形成了自身的獨特的特點。正常來講,數控加工的內容要比傳統機床加工的內容繁多。數控加工的內容非常精確、工藝設計工作十分邏輯明確。數控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項工作項目。而這些工作如果換成傳統工藝則需要多個步驟才能做好[1]。所以,數控加工具有工作效率高的特點。將傳統加工工作中的幾個步驟在數控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟,這讓零件加工所需要的專業工具數量大幅下降,零件需要加工的工序和所用時間也節省出很了多,進而大大提高所加工產品的成品率和生產效率。此外,在普通機床加工時,很多具體的工藝問題如加工時各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等,在實際工作中都是靠工作人員根據自己的多年工作經驗和習慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來解決的。傳統加工的工藝設計正常情況下不需要加工人員在設計工藝流程時做出過多的計劃,實際工作做好就可以了。而在數控加工時,每個實際工藝問題必須事無巨細的都考慮到,而且每一個細節都必須在程序編輯時編入完全正確的加工指令,其結果也會是非常精細,這是數控加工最大的特點。

2.2數控加工的工藝設計方法

工藝設計的任務就是明確零件的什么部位需要數控加工,經過什么流程,如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數控加工時確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法:按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數,節省時間,可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來確定工作步驟。在一個工序中使用同一個工作器具的全所有步驟率先集中,統一完成后然后再使用第二種工作器具進行該種工作器具所要加工的所有步驟,以此類推。平面孔系零件一般使用點位、直線操控數控機床來加工,制定加工的工作步驟時,著重于控制加工精度、成品率和加工所需時間。旋轉體類零件通常使用數控車床或磨床加工。在車床上加工時,一般加工成品冗余多,使用粗加工方法。數控車床上用到低強度加工器具加工細小凹槽的情況很頻繁,因此適于斜向進刀,一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數控機床加工。方法上應該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補功能的數控機床在加工不規則零件的曲線輪廓時,一定要用最短的直線段或圓弧段來無限逼近零件輪廓,讓零件的誤差在合格的基礎上加工的直線段或弧段的數量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件:某些形狀的零件被加工時,由于零件的形狀和表面質量等多方面問題致使零件強度較差。機床的插補方法可以解決這一難題。在加工飛機大梁直紋曲面時,如果加工機床是三軸聯動便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機床是四軸聯動,則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。

2.3數控加工的工藝設計過程

數控加工的一般過程要經過閱讀零件,工藝分析,制定工藝,數控編程,程序傳輸。數控加工之前應該繪制好零件的加工設計圖稿。在數控機床上加工零件時,應該先按照之前繪制好的零件圖稿來分析零件的結構、材質、幾何形狀、大小和精度要求,并采用分析結果作為確定零件數控加工工藝過程的基礎。確定數控加工工藝過程,要先詳細了解零件數控加工的內容和原則;之后再設計加工過程,挑選機床和加工零件所需的器具,確定零件的加工位置和裝夾,確定數控加工中工作的步驟和順序,確定每個工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫數控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗等。通過實際的操作經驗總結,單純的按照之前設定的數控加工程序來實際操作加工零件依然存在很多缺陷。因為人力工作可能對程序的具體步驟和原理不夠明確,對編程人員的本意理解也不是很透徹,通常需要編程人員在零件加工時對加工人員進行現場的指導,這種情況對于零件數量較少的加工狀況還能勉強正常工作,但對于時間長、數量大的生產情況,就會生出很多問題。所以,編程人員對數控加工程序比較復雜和不易理解的部分進行適當的補充和說明的作用是不可小覷的,尤其是要針對那些需要長時間和大批量生產零件的數控加工程序特別關鍵。

2.4數控加工的工藝設計應注意的問題

在數控加工中一定要注意并且預防工作所使用的器具在工作中和零件等出現不必要的摩擦,所以一定要明確的強調工作人員數控加工的工藝設計編程中的加工器具的加工路線,使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時還應該設置好夾緊零件的位置,如此便可以減少不必要的問題出現。除此之外,對于某些程序問題需要調整程序及加工器具路線和位置時必須事先告知操作人員,以防出現不必要的問題。

3結語

第2篇

【關鍵詞】數控車床車削加工工藝工藝分析車削

一、問題的提出

數控車削加工主要包括工藝分析、程序編制、裝刀、裝工件、對刀、粗加工、半精加工、精加工。而數控車削的工藝分析是數控車削加工順利完成的保障。

數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面：

(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容；(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；(三)工具、夾具的選擇和調整設計；(四)切削用量選擇；(五)工序、工步的設計；(六)加工軌跡的計算和優化；(七)編制數控加工工藝技術文件。

筆者觀察了很多數控車的技術工人，閱讀了不少關于數控車削加工工藝的文章，發現大部分的使用者采用選擇并確定零件的數控車削加工內容、零件圖分析、夾具和刀具的選擇、切削用量選擇、劃分工序及擬定加工順序、加工軌跡的計算和優化、編制數控加工工藝技術文件的順序來進行工藝分析。

但是筆者分析了上述的順序之后，發現有點不妥。因為整個零件的工序、工步的設計是工藝分析這一環節中最重要的一部分內容。工序、工步的設計直接關系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的設計不合理將直接導致零件的形位公差達不到要求。換言之就是工序、工步的設計不合理直接導致產生次品。

二、分析問題

目前，數控車床的使用者的操作水平非常高，并且能夠獨立解決很多操作上的難題，但是他們的理論水平不是很高，這是造成工藝分析順序不合理的主要原因。

造成工藝分析順序不合理的另一個原因是企業的工量具設備不足。

三、解決問題

其實分析了工藝分析順序不合理的現象和原因之后，解決問題就非常容易了。需要做的工作只要將對零件的分析順序稍做調整就可以。

筆者認為合理的工藝分析步驟應該是：

(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容；(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；(三)工序、工步的設計；(四)工具、夾具的選擇和調整設計；(五)切削用量選擇；

(六)加工軌跡的計算和優化；(七)編制數控加工工藝技術文件。

本文主要對二、三、四、五三個步驟進行詳細的闡述。

(一)零件圖分析

零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。

1.選擇基準

零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。

2.節點坐標計算

在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。

3.精度和技術要求分析

對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。

(二)工序、工步的設計

1.工序劃分的原則

在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。

(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。

(2)提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程。

2.確定加工順序

制定加工順序一般遵循下列原則：

(1)先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。

(2)先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。

(3)內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件，應先進行內外表面的粗加工，后進行內外表面的精加工。

(4)基面先行。用作精基準的表面應優先加工出來，定位基準的表面越精確，裝夾誤差越小。

(三)夾具和刀具的選擇

1.工件的裝夾與定位

數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。

2.刀具選擇

刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

(四)切削用量選擇

數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S(或切削速度υ)及進給速度F(或進給量f)。

切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利于斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。

三、結語

數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優的加工方案。

參考文獻

第3篇

零件數控加工工藝的標準化，就是利用標準化的理論和方法對零件的數控編程過程中涉及到的工藝信息如零件工藝分析、基準選擇、刀具選擇以及加工工序和加工路線等，即所有與數控加工過程有關的要素進行規范化處理。其目的就是利用標準化的加工工藝來生產相同或類似要求下的零件，防止不必要的工藝多樣化，或者借助成組零件的相似性原理使得屬于同一類型的零件采用相似的加工工藝，從而，提高零件的數控編程效率，減少勞動力的投入，還能保證零件產品的質量。

2數控加工工藝標準化的方法

2.1典型工藝法1938年索克洛夫首次提出典型工藝的概念，其著眼點是工藝過程的標準化，也就是將零件按照結構、形狀相似性和工藝過程相似性標準進行分類，則同類零件可以采用同一的典型工藝。因此，典型工藝法能夠很好地應用于如齒輪、標準件等結構形狀相對穩定、批量相對較大的零件，而其他的一些批量不大或非標準結構的零件就很難使用典型工藝法。對于一些形狀結構差別較大、批量小和種類多的生產場合，典型工藝只能作為零件工藝設計的參考資料。據統計有將近20%左右的零件可以用到典型工藝法，而且即使應用了典型工藝法其效果也不是很明顯。

2.2成組工藝法1959年米特洛范諾夫首次提出成組工藝的新概念，其著眼點在于工序的標準化，即把零件加工過程中的全部或一部分相似加工工序的零件劃分為一組，然后，針對每一組的具體情況制定適宜的成組加工工藝。因此，它能夠很好地彌補典型工藝法的不足。當加工一個屬于此類的零件時，只需要根據該零件的需要，按照成組加工工藝做出適當的調整或者補充，即可完成對該零件加工工藝的設計。實踐表明，80%以上的零件品種可以采用成組工藝。

3采用成組工藝法標準化的過程

3.1分析零件的加工特征，從零件的形狀特征入手，并結合工藝特征中的工序，借助成組技術的相似性原理建立零件的分類標準，在此基礎之上將零件合理地分類成組。

3.2分析零件數控加工工藝的設計原則，并據此研究每一類零件的優化工藝信息設計。設計的內容主要包括成組零件數控加工工藝過程和工藝內容的設計，其中工藝內容涉及到具體的加工基準、加工工序、加工策略以及刀具和工藝參數等。

3.3研究零件數控加工工藝信息的存儲和重用，主要涉及到工藝信息存儲方式的選擇及其相應數據庫的建立，工藝信息再次調用的實現過程，以及重用過程中對相似工藝的修改和增加等。

3.4數控加工工藝標準化系統的設計和實現，包括系統的功能設計和結構設計，并對各類成組零件的工藝信息進行匹配和調用，實現對零件數控加工工藝的標準化。

4總結