数控加工工艺知识 量身设计图纸

选择数控铣削用
在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该有关参数的经验数据如下：一是铣刀半径RD 应小于零件内轮廓面的小曲率半径Rmin，一般取RD=(0.8一 0.9）Rmin。二是零件的加工高度H< （1/4-1/6）RD，以保证有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而底刃起作用的半径Re=R-r，即直径为 d=2Re=2(R-r），编程时取半径为Re=0.95 (Rr）。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。
数控机床上大多使用系列化、标准化，对可转位机夹外圆车刀、端面车刀等的刀柄和刀头都有标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄系统的标准代号为TSG-JT，直柄系统的标准代号为DSG-JZ，此外，对所选择的，在使用前都需对尺寸进行严格的测量以获得数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。
刀点
究竟从什么位置开始移动到的位置呢?所以在程序执行的一开始，必须确定在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓 “刀位点”是指的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是轴线与底面的交点；球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。
切削用量
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥切削性能，保证合理的耐用度，并充分发挥机床的性能，大限度提高生产率，降低成本。
1、确定主轴转速
主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或）直径来选择。其计算公式为：n=1000 v/7 1D式中： v?切削速度，单位为m/m动，由的耐用度决定； n一一主轴转速，单位为 r/min,D为工件直径或直径，单位为mm。计算的主轴转速n，后要选取机床有的或较接近的转速。
2、确定进给速度
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及、工件的材料性质选取。大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100一200mm/min范围内选取；在切断、加工深孔或用高速钢加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20一50mm/min范围内选取；当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20--50mm/min 范围内选取；空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的高进给速度。
3、确定背吃刀量
背吃刀量根据机床、工件和的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5m m，总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成佳切削用量。
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

被加工零件的数控加工工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。
1、尺寸标注应符合数控加工的特点
在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此零件图上好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。
2、几何要素的条件应完整、准确
在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细，发现问题及时与设计人员联系。
3、定位基准可靠
在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要。因此往往需要设置一些基准，或在毛坯上增加一些工艺凸台。
4、统一几何类型或尺寸
零件的外形、内腔好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。
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）。

加工误差
数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。
即：△数加=f（△编+△机+△定+△刀）
其中：
1、编程误差△编由逼近误差δ、圆整误差组成。逼近误差δ是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生，如图1.43所示。圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值而产生的误差。脉冲当量是指每个单位脉冲对应坐标轴的位移量。普通精度级的数控机床，一般脉冲当量值为0.01mm；较精密数控机床的脉冲当量值为0.005mm或0.001mm等。
2、机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。
3、定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。
4、对刀误差△刀是在确定与工件的相对位置时产生。

选择数控车削用
数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如900内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。
二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。
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