数控加工(numerical control machining),是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法,数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的,但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
数控机床是一种用计算机来控制的机床,用来控制机床的计算机,不管是**计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时,机床便会自动停止。任何一种数控机床,在其数控系统中若没有输入程序指令,数控机床就不能工作。机床的受控动作大致包括机床的起动、停止;主轴的启停、旋转方向和转速的变换;进给运动的方向、速度、方式;刀具的选择、长度和半径的补偿;刀具的更换,冷却液的开起、关闭等。
精雕机加工零件步骤
1、精雕机的零件加工程序输入需要通过键盘或者其他输入途径来将零件程序输入到CNC装置中,并且还要完成程序中无效代码的删除、代码校验和代码转换的工作。
2、译码将零件程序中的零件轮廓信息、进给速度信息和辅助开关信息翻译成统一数据格式,以方便后续处理程序的分析、计算、在译码过程中,还要对程序段进行语法检查。
3、CNC精雕机的刀具补偿就是将编程轮廓轨迹转换为刀具中心轨迹,以保证刀具可以按照其中心轨迹移动,从而方便加工出所要求的零件轮廓,并且实现程序段之间的自动转换。
4、加工程序会根据编程进给速度来确定脉冲源频率或者确定每次插补的位移增量,以保证各坐标方向运动的合成速度从而满足编程速度的较终要求。
5、插补就是在已知曲线的类型、起点、终点和进给速度的条件下,在曲线的起点和终点之间补足中间点的过程。
6、在每个插补周期内,若是将插补输出的指令位置与实际位置相比较,用差值控制伺服驱动装置带动机床刀具相对于工件运动。
零件装夹
一、定位安装的基本原则
在数控机床上加工零件时,定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择时应注意以下几点:
1、力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
2、尽量减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面。
3、避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。
二、选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求:一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外,还要考虑以下几点:
1、当零件加工批量不大时,应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具,以缩短生产准备时间、节省生产费用。
2、在成批生产时才考虑采用**夹具,并力求结构简单。
3、零件的装卸要快速、方便、可靠,以缩短机床的停顿时间。
4、夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工,即夹具要开敞,其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。
加工方案确定的原则
零件上比较精密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的较终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到较终成形的加工方案。确定加工方案时,首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求,初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如,对于孔径不大的IT7级精度的孔,较终加工方法取精铰时,则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。
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数控加工零件工艺性分析
数控加工工艺性分析涉及面很广,在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
(一) 零图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则
1.零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点
在数控加工零件图上,应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,也便于尺寸之间的相互协调,在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面,而不得不采用局部分散的标注方法,这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高,不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性,因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。金属加工微信,真不错,马上关注吧!
零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
1) 零件的内腔和外形较好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数,使编程方便,生产效益提高。
2) 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小,因而内槽圆角半径不应过小。零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。
3) 零件铣削底平面时,槽底圆角半径r不应过大。
4) 应采用统一的基准定位。在数控加工中,若没有统一基准定位,会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。因此要避免上述问题的产生,保证两次装夹加工后其相对位置的准确性,应采用统一的基准定位。
主要特点
数控机床一开始就选定具有复杂型面的飞机零件作为加工对象,解决普通的加工方法难以解决的关键。数控加工的较大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。由于飞机、火箭和发动机零件各有不同的特点:飞机和火箭的零、构件尺寸大、型面复杂;发动机零、构件尺寸小、精度高。因此飞机、火箭制造部门和发动机制造部门所选用的数控机床有所不同。在飞机和火箭制造中以采用连续控制的大型数控铣床为主,而在发动机制造中既采用连续控制的数控机床,也采用点位控制的数控机床(如数控钻床、数控镗床、加工中心等)。工序集中
数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库,换刀过程由程序控制自动进行,因此,工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益:
⑴减少机床占地面积,节约厂房。
⑵减少或没有中间环节(如半成品的中间检测、暂存搬运等),既省时间又省人力。自动化
数控机床加工时,不需人工控制刀具,自动化程度高。带来的好处很明显。
⑴对操作工人的要求降低:
一个普通机床的高级工,不是短时间内可以培养的,而一个不需编程的数控工培养时间较短(如数控车工需要一周即可,还会编写简单的加工程序)。并且,数控工在数控机床上加工出的零件比普通工在传统机床上加工的零件精度要高,时间要省。⑵降低了工人的劳动强度:数控工人在加工过程中,大部分时间被排斥在加工过程之外,非常省力。
⑶产品质量稳定:数控机床的加工自动化,免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差,提高了产品的一致性。
⑷加工效率高:数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑,提高了劳动生产率。柔性化高
传统的通用机床,虽然柔性好,但效率低下;而传统的专机,虽然效率很高,但对零件的适应性很差,刚性大,柔性差,很难适应市场经济下的激烈竞争带来的产品频繁改型。只要改变程序,就可以在数控机床上加工新的零件,且又能自动化操作,柔性好,效率高,因此数控机床能很好适应市场竞争。能力强
机床能精确加工各种轮廓,而有些轮廓在普通机床上无法加工。数控机床特别适合以下场合:
1、不许报废的零件。
2、新产品研制。
3、急需件的加工。
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构成零件轮廓的几何元素的条件应充分
在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时,要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时,要分析几何元素的给定条件是否充分。如圆弧与直线,圆弧与圆弧在图样上相切,但根据图上给出的尺寸,在计算相切条件时,变成了相交或相离状态。由于构成零件几何元素条件的不充分,使编程时无法下手。遇到这种情况时,应与零件设计者协商解决。
操作过程数控编程
数控加工程序编制方法有手工(人工)编程和自动编程之分。手工编程,程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程即计算机编程,可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。但是,无论是采用何种自动编程方法,都需要有相应配套的硬件和软件。
可见,实现数控加工编程是关键。但光有编程是不行的,数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下:
⑴ 选择并确定进行数控加工的零件及内容;
⑵ 对零件图纸进行数控加工的工艺分析;
⑶数控加工的工艺设计;
⑷ 对零件图纸的数学处理;
⑸ 编写加工程序单;
⑹ 按程序单制作控制介质;
⑺程序的校验与修改;
⑻ 首件试加工与现场问题处理;
⑼数控加工工艺文件的定型与归档。
加工方法的选择与加工方案的确定
(一)加工方法的选择
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如,对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求,但箱体上的孔一般采用镗削或铰削,而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔,当孔径较大时则应选择镗孔。此外,还应考虑生产率和经济性的要求,以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。
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