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数控加工工艺范文1
在信息时代的背景下,数控车削已成为人们在数控加工时较为喜爱的方法之一。数控车削加工工艺对操作者的要求不高,所需干预度低,这是不同于普通车床受控与操作者的。普通车床在加工过程中需要操作者来选定切削的用量、如何走刀、什么样的工序和什么样的工步,其所谓的工艺规程说到底不过是一个工艺过程卡。而数控车削加工工艺不同,其需要对工艺因素考虑更多。因此,这就要求编程者首先要对数控车床进行熟悉,车床如何运动、什么样的刀具、如何装夹工件以及车床本身具有什么样的性能等都是重点。为了提高数控车床的性能和效率,从而对零件进行更好的加工,工艺方案的好与坏占据着很大的作用。
一、零件图的分析
在进行数控车削加工工艺时,必须先进行零件图分析。首先要对尺寸标注方法进行分析,在零件图上标注尺寸要按照标准,以同一基准进行标注。这样不仅使编程过程更加轻松,还统一了设计、测量、工艺、编程四方面的基准。当然,如果没有统一的基准来标注零件图上的尺寸的话,可以选择统一的工艺基准进行替代,当然这是在不影响零件精准度的情况下。接着要对轮廓的几何要素进行分析,在进行人工编程时,每个节点的位置都要经过计算。在自动编程时,则需要定义轮廓的几何要素。因此,几何元素所确定的条件是否满足需要,这是需要在零件图分析过程中考虑的。最后,要分析精度和技术的要求。在进行分析零件的工艺性时,要求对被加工零件的精确度和技术要求进行分析。为了能够使得加工方法、如何装夹工具零件以及切削时应该用多大量得到合理的处理,则必须对零件尺寸的精确度和零件表面的光滑度进行分析。因此,分析要求做到以下几点:(1)对精确度和各项技术的合理性以及要求是否完备进行分析。(2)分析图纸上对于工序的精度要求,数控车削加工能否达到,如若出现达不到的现象时,则应该采取措施,使用其他方式来进行完善,为后面的工序留有余地。(3)要一次完成对图纸上有位置精度要求的表面的装夹。(4)在切削过程中,有一些表面要求较高的粗糙,这时候应该采用恒线速度来进行切割。要做到这些并不简单,例如在对尺寸标注完整、轮廓描述清楚的圆柱进行零件图分析,则需要分析6点要求才能达到效果。
二、夹具和刀具的选择
在进行数控车削加工工艺之前,需要选择好刀具和夹具。首先考虑工件的装夹与定位。在数控车削加工过程中,要求尽可能在一次装夹工具后能够加工出全部的零件,当然,要保证零件的成品率。这样就可以很大程度提高了加工效率。对轴类或是套类的零件,往往采用以零件自身表面和内孔来作为基准进行定位。如今,除了三爪卡盘和四爪卡盘之外,数控车床夹具使用装夹圆柱类零件的夹具,这种夹具的通用性较好,具有普遍性。接着是选择刀具,在选择刀具时,除了考虑刀具的直径问题和材料问题之外,还需要考虑到刀具的使用寿命有多长。刀具的切削用量随着刀具的直径的变大而变大,所以在切削过程中,在考虑不影响零件的加工的情况下,应该尽最大可能地选用直径较大的刀具,这样可以延长刀具的使用时间,还可以提高生产效率,一举两得。刀具的种类有很多,例如在切削外圆、断面等零件时,则需要采用尖形车刀,这是一种直线切削的刀具。为了提高生产效率,实现机械加工的标准化,在加工过程中,应当尽量采用可以随意转换车刀的工具,以此来减少换刀的时间并使对刀更加便捷。
三、切削用量的选
择在选择切削用量时,对螺纹进行车削,应当注意以下几点:(1)螺纹在加工过程中,其程序指令中的螺纹距离数值相当于给进量,如果在主轴上面的转速太高,那么进给速度将大大超过正常所能接收的范围。(2)在将刀具移动到螺纹加工的起始位置或是终止位置时,如果主轴转速太高,则会很大程度影响加工的进行,从而导致些许螺牙之间的螺距不符合要求,产生废品,消耗资源。(3)如果主轴的速度太快的话,则会使得螺纹编码器产生的信号出现混乱,从而使得加工过程受到影响,进而产生废品,因此在车削过程中,应当注意主轴由于自身原因,不应该使走刀次数太少。例如,在粗车以及半精车时,应该切削1~3次,精车要求的余量应该要尽可能的小,一般取0.1~0.3mm左右,因此精车一般1次。
综上所述,在信息技术的不断发展背景下,数控车削加工工艺也在不断的发展。数控加工工艺作为一种高效率的加工工艺,想要充分发挥其优越性,就必须处理好在编程前的工艺分析和确定合理的加工工艺,从而达到最优的加工方案,实现效率的提升和产能的提升。
参考文献:
[1]信丽华,朱建军.数控车削加工工艺的探讨[J].上海工程技术大学学报,2006,20(2):120-123.
数控加工工艺范文2
数控技术即是数字控制技术,它将计算机的数字化口令运用到机械加工中,以实现智能化控制,并完成自动修正、自动调节与补偿等工作;数控系统可与多个仿真软件集成合并,共同实现中央集中控制的群控加工。
2数控加工主要工艺
一般来说数控加工工艺主要包括如下内容:(1)识读待加工对象的图样结构,分析其技术要求,确定加工部位,制定工艺方案,比如怎样划分工序、按什么顺序加工等。(2)设计加工工序。比如怎样定位和夹紧零件,怎样选择刀具和夹具,怎样确定切削用量、怎样划分工步等。(3)编制数控程序。要注意绝对坐标系与相对坐标系的关系,注意对刀点、换刀点的确定,加工路线的确定以及刀具的补偿。(4)合理分配各道工序的余量及偏差。
3数控加工工艺分析
3.1零件工艺性分析
3.1.1零件所注尺寸应尽量减少编程时的数学计算
在零件图上,最好能直接给出坐标尺寸,或以同一基准标注尺寸。在编程时,利于尺寸之间协调,在编程原点设置时,便于保持与设计基准、工艺基准的一致。
3.1.2零件各部分的结构形状应便于切削加工
空腔零件的形状尺寸最好能内外一致,以减少刀具规格和换刀次数;零件的被加工部位的轮廓形状、尺寸大小,尽可能要符合数控加工的要求。
3.2加工方法的选择与加工方案的确定
零件的加工方法与其形状、尺寸和热处理要求等有关,首先要保证加工表面的加工精度,同时还要参考工艺手册经济加工精度的要求,例如,对于IT7级精度的外圆采用车、磨等方法均可达到,但由粗到精的车削方法可以减少刀具的更换次数,降低时间成本。制定加工方案时,首先考虑表面的精度和表面粗糙度的要求,比较各种加工方法,根据经济性和合理性原则,甄选出所需的加工方法,对于零件上比较精密表面的加工,常常是通过由粗到精逐步加工的,例如,对于孔径不大的IT7级精度的孔,一般要先钻孔,再扩孔,再粗铰孔最后精铰孔等顺序来加工。
3.3工序与工步的划分
数控加工零件,在一次装夹中应尽量集中多道工序,甚至全部工序。所以应先根据零件图样,分析零件的加工工序。其次,再根据加工精度和效率两方面对工序进行工步划分,一般参照以下几个方面:(1)按照先粗加工后精加工的顺序依次加工同一表面,或将整个零件按先粗加工后精加工分开进行。(2)既有平面加工又有孔加工的零件,可先加工平面后加工孔。这样可以减少切削平面产生的内应力引起对孔的精度的影响。(3)按刀具划分工步,同一种加工刀具可连续为几个表面进行加工,而视为一个工步,这样可以减少换刀次数,降低时间成本,提高加工效率。
3.4零件的定位安装与夹具的选择
定位安装零件应注意:设计基准、工艺基准与编程所采用的基准尽量一致;尽可能减少装夹次数,以免多次装夹增加误差;不要占机调整,以免增加时间成本。选择夹具时,加工单件小批零件,可采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具,以减少准备时间,提高效率;大批量生产零件时,一般选专用夹具,以减少装夹时间;夹具各部分的结构与尺寸应合理,不能妨碍对零件的加工。
3.5刀具的选择与切削用量的确定
选择刀具首先要考虑工件材料,不同材料适合的加工刀具也不同,其次要考虑的是工序内容,对于加工孔来讲,扩孔和铰孔得到的尺寸和精度不同,所以刀具也应不同。另外对刀具的精度、刚度、耐用度等方面都有较高要求,所以必须要优选刀具参数。选取刀具时,刀具的形状尺寸应与零件的表面形状和尺寸相适应,例如,加工平面零件侧面轮廓,一般选立铣刀,铣削较大平面时,应选端铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;粗加工或加工毛坯表面时,选镶硬质合金铣刀;加工曲面立体轮廓或变倾角零件时,常采用球头铣刀或环形刀等。切削用量因零件材质和加工要求而不同。粗加工时,一般以提高生产率为主,同时考虑到刀具和机床的耐用性,切削用量可以适当大些;半精加工和精加工时,为保证加工质量,同时又不致降低效率,增加成本,可以适当降低切削用量。
3.6对刀点与换刀点的确定
“对刀点”和“换刀点”的选择,牵涉到编程的精确性,因此,应慎重对待,一般来讲,对刀点可选在工件上,也可选在工件外面某一点,但该点必须与零件的定位基准有明确的尺寸关系。因加工过程中需要换刀,故应规定换刀点,即刀架转位换刀时的位置。该点可以固定为某一点,也可以设定为任意一点,但换刀点都应设在工件或夹具的外部,以免刀架转位时碰撞工件造成损伤,具体设定值可通过计算确定或者根据具体情况,实际测量而得。
3.7加工路线的确定
工件的加工路线各不相同,但确定时有几条基本原则可供参考:(1)应使走刀路线最短,这样既利于编程,又能减少空刀时间,提高效率。(2)应使走刀距离便于计算,以减少编程工作量,减少出错。(3)必须保证被加工表面的精度和表面粗糙度。
4结束语
数控加工工艺范文3
陈芯仪(1980.09-),女,汉,四川成都,助工,专科,四川矿产机电技师学院,模具制造。
(四川矿产机电技师学院四川崇州611200)
摘要:我国机械加工产业中数控编程效果将会受到编程人员的影响,进而影响到程序的质量,令生产效率持续降低,很多优秀的程序无法正常使用,造成了较为严重的资源浪费。针对这一问题,必须采取针对性的措施予以解决。本文针对该问题提出了数控加工工艺标准化的概念,希望对机械加工产业提供一定的帮助。
关键词:数控加工;工艺标准化;机械生产
随着社会发展、科技进步,经济竞争越来越激烈。产业技术革命使我国制造业发生巨大变化,为适应市场需求的变化,产品逐渐朝着多样化和个性化方向发展,生产技术也完成集成化、自动化的转型,数控加工技术已成为我国制造业的重要内容。数控代码的优劣对数控编程的质量有决定性意义,也关乎产品的加工质量,实现数控加工工艺标准化是提高机械加工产业产品质量的重要途径。
一、数控加工工艺概述
(一)基本内容。数控加工工艺的理论知识和实践经验在经过长期的发展实践中得到不断的完善,其基本内容可以概括成一下几个方面:
①选择适合的零部件在数控机床上加工。并确定加工工序。
②对零件的工程图纸进行设计分析。依照相关技术标准,确定零件的加工内容,制定相关技术标准。设计适合的加工方案、加工流程等。
③依据零部件的加工方案,设计具体的零部件数控加工工艺。包含加工工序的划分、制定生产标准、生产材料的选择及采购等设计。
④投入生产运行,在运行中对数控加工工序进一步调整完善。分析数控编程的误差原因,并进行控制、改正。
⑤编制对应的工艺文件,处理机床的输入编程。
(二)主要特点
经过过年的发展和实践经验,数控加工工艺已经拥有了自己的特点
①内容具体详细。对零部件的工艺参数及各项技术指标都有明确规定,并且需要在事先进行详细的规划,包括零件加工工序、使用工具、加工方法等。
②要求精密的加工工艺。数控加工机床自身拥有人工干预少、精度高、质量稳定等特点,因此也降低了机床在加工过程中的适应性,数控机床是按既定的程序一步步的严格执行,在加工过程中如出现一点差错,则无法进行人为调整,致使零件的加工达不到标准要求。
③方案与标准相结合。在加工过程中选择切削用量时,无法人工干预,因此,必须将进给速度与零件形态、加工技术结合起来,确保流程顺利完成。
④刀具选择尤为重要。数控加工刀具的标准化,要求在选择刀具时考虑其材料、尺寸和类型三个方面的因素。目前使用的联动数控机床缺乏对刀具的补偿机制,刀具与编程都是对应的,如果刀具选择不当,就必须重新编程,因此必须慎重选择刀具。
⑤对零件尺寸的数学处理及定额计算。在对零件进行编程时,零件相应的尺寸不仅与其几何尺寸相关,还与尺寸公差、精细程度等零件加工要求有关。要实现零件的合理优化设计,必须全面的考虑各个影响因素。
除上述几点外,数控加工工艺还有其他的特殊要求。数控加工机床的刚度比较高,用于机床加工的刀具质量也比普通刀具好,想在满足加工需求的基础上提高加工效率,可以尽量增加零件的切削用量。另外,数控加工机床大多是三轴及三轴以上的,具有零件复杂的特性,所以,要综合考虑刀具和零件的干涉程度,再选择适当的零件装夹方式和夹具的设计。
二、数控加工工艺标准化的实行方法
数控加工工艺标准化就是依据标准化的理论知识和方法,规范化的统一处理零件工艺分析、参数的确定、工艺选择、工艺流程等零部件生产过程中涉及的各种工艺信息。这些具体的加工要素都是数控加工必须确定的内容。标准化是为了实现同类型零部件的大规模生产,提高生产效率的同时,避免工艺多样化造成的损失。数控加工工艺标准化方法主要是典型工艺法和组成工艺法。
(一)典型工艺。典型工艺于1938年由索科洛夫首次提出。将工艺过程标准化,根据零部件的结构、参数、工艺流程的相似性,对其进行分组分类。在技术原理上,典型工艺法能很好的适应于结构形状稳定、大批量的零件,如轴承、齿轮。对于结构不标准,批量小的零件,典型工艺的适用范围就比较小,只能为零件工艺设计提供参考资料。
(二)成组工艺。组成工序的重点在于工序的标准化,对零件加工过程中相似的加工工序分进行分组,根据每组的具体情况,设计不同的加工工艺。成组工艺能有效的弥补典型工艺的不足之处。大量实践表明,85%以上的零件品种都可以采用组成工艺法进行加工。
三、数控加工工艺标准化的实施
(一)分类。根据零部件的加工特征分类,如涉及范围广、描述高效、简单的加工特征分类,根据形状、材料、工艺、精度等特征为分类标准,对零部件进行分类重组。各种不同特征相互联系,为加工工艺的标准设计提供坚实基础。
(二)设计标准。在对加工工艺标准进行设计时,必须遵循以下准则:加工工序长、加工路线断、基准优先、先粗后精、刀具调换最少、加工工艺参数标准化。将复合零件法与复合路线法结合起来,制定精准的制造标准,最大力度的支持后续编程和制造。
(三)信息存储利用。在零部件加工工艺的数控信息的存储前,先要对其进行分类,其中的重要信息要通过筛选后在进一步处理,如加工工序、加工方略、刀具的选择、工艺参数、材料等信息。对于存储方式的选择,必须满足安全可靠、完整准确,操作简单方便调用的基本要求。数据新的存储与运用具体可以选择加工工艺数据库、Access数据库。
结语
随着生产规模的扩大、生产效率发的提高,对生产技术提出了更高要求。目前对于数控加工工艺的应用越来越广泛,其标准化设计也得到重视。经过多年的实践发展,现实的生产工艺得在拥有各自特点的同时,也存在编程不规范、流程不合理等问题,选取合理的标准化方法和先进管理理念,一定能完成数控加工工艺的标准化,从而提高市场竞争力。
参考文献:
[1]刘华. 数控加工工艺标准化的研究[D].广州大学,2013.
数控加工工艺范文4
关键词:数控加工工艺 传统加工工艺 加工工艺研究
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)002-070-02
在科技飞速发展的今天,机械加工只有追求高效率、高精度的智能化和绿色化才能适应社会的发展,只有对传统加工工艺的再革新和再继承才能找到现代化制造业的出路,这样才能提高零件的加工精度和表面质量,大大提高厂加工效率和质量,满足了机械行、止品种多、批量大、投资少的要求。本文从数控加工工艺与传统加工工艺的概念、历史背景、工艺特点、工艺结合等方面做简要阐述,以供参考。
1 数控加工工艺和传统加工工艺
1.1 传统加工工艺
传统加工工艺是人类经过长期生活、生产的实践累积下的经验和技术,是代代相传的加工工艺。目前,我国的机械制造技术大多数采用传统制造技术,其典型特征是从自然界获取资源,经提炼处理后成为各种工程材料。传统加工工艺通常的程序是从加工起步进入测量环节最后到再加工的一个模式,其加工工艺在某种程度上有一定的随意性,且和人员的经验有很大的关系。
另外,传统加工工艺在现代化的工厂很难适应批量的作业方式,很难形成规模以及自动化程度也不是很高。最主要的是在产品使用过程中废气,废物、噪声等污染问题仍然是破坏环境的主要因素。还有让制造商头疼的是传统加工设备及其部件一旦损坏就成为了废弃物,无法回收,不仅造成资源的浪费还有可能造成废弃物的污染,给环境和周边居民的生活带来困扰和危害。
1.2 数控加工工艺
数控加工工艺是一门应用技术,它是伴随着数控机床的产生而产生。它的工艺来源于传统的加工工艺,而高于传统的加工工艺。这里所说的源于传统加工工艺是指将传统的加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有机地结合在一起;这里所说的“高于”主要是指这门技术研究的对象与数控设备息息相关的数控装置、控制系统、数控程序及编制方法。
数控加工工艺在走向生产线要经过一个复杂、严谨、科学、合理的过程,要将数控加工工艺有条理且科学的设计在数控编程中才能有一个高效率、高水准的数控程序,也才能算得上一项完美的工艺流程。(1)在生产零部件或者产品时,要给编程员提供设计图纸及相关技术文件以供数控加工工艺的分析,对加工方法做出正确的规划设计。(2)选择数控机床的类型和规格,不同类型的数控机床有着不同的用途,在选用数控机床之前应对其类型、规格、性能、特点、用途和应用范围有所了解,才能选择最适合加工零件的数控机床。(3)确定加工坐标系、选择夹具及其辅助工具、选择刀具和刀具装夹系统,规划数控加工方案和工艺路线,划分加工区域、设计数控加工工序内容,编写数控程序,进行数控程序调试和实际加工验证。(4)做好对参加数控加工工艺流程上的所有文件做好备份,做到文件的完善、固化以及安全的存档。
由此可见,我们对于数控编程可以这样理解:从零部件的设计图为起点到数控加工程序编制完成的过程,整个过程要经过科学的论证、合理的设计以及严谨的态度。
数控加工工艺的内容主要有这几方面:(1)确定数控加工工艺的工序,认真选择参加数控加工当中所需的各种规格型号的零部件;(2)很明确数控加工的方案并制定出加工工序衔接、工序的划分、切削走刀等路线;(3)对刀点、换刀点等工序的调整;(4)分配数控加工工艺的容差;(5)对数控加工工艺的工艺性的一系列指令做好调整和安排。
2 数控加工工艺特点
(1)数控加工工艺的一个典型特征是将普通加工工艺完全融入数控加工工艺中,数控加工工艺是数控编程的基础,高质量的数控加工程序,源于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划和数控加工工艺设计;数控加工工艺要考虑加工零件的工艺性,加工零件的定位基准和装夹方式,也要选择刀具,制定工艺路线、切削方法及工艺参数等,从这里也可以看出数控加工工艺的复杂性,以及工艺的多样化。比如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题,和普通机床的加工工艺相比较这是绝对不能忽略的。数控加工工艺对于各种机械的零部件有很强的实用性,可以做到连续且高效的加工,对于复杂的几何形面有很强的技艺制造,它的制造工艺精度高,控制方便。
(2)数控加工工艺在走向生产线之前,必须经过反复的论证以及实践测试,而且加工过程的每一细节都必须预先确定,因为数控加工的自动化程度比一般的加工工艺较高,出于对加工的产品的技术保障、安全要求和质量把控的考虑,必须经过实践的检验才能指导生产活动。数控加工工艺是利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面,有一定的难度,而加工过程是由计算机控制,所以零部件的互换性强,更主要的是加工的速度相应加快了,提高了生产效率。
(3)数控加工工艺还有一个显著的特点就是要一步到位且有次序性,前面也提到数控加工工艺是一项复杂性很高的工艺,走入生产线一旦发生编程数据错误就会影响整个生产工艺,而且它适应能力较差。所以就要求数控加工工艺从数控编程开始到进入生产线的每一步都要谨慎而严密,都要体现出条理性和高精确度。
(4)数控加工工艺在经过反复的理论论证、实验调试验证以及在生产线上可以节省生产时间和成本、提高生产效率和质量方面被验证后就可以作为模板,整个过程是一个不断修改和不断完善的过程,在这个过程中逐步标准化、系列化。
(5)降低劳动强度。这是人本主义角度来考虑的。数控加工工艺对工件的加工是按事先编好的程序自动完成的,工件加工过程中不需要人的干预,这就解放了很大一部分劳动力,这对特种作业的操作者来说更有优势,使操作者的劳动强度与紧张程度大为减轻。
(6)集合性很强。这一点体现在数控加工工艺把传统加工工艺的许多工序给聚集和结合起来了,减少了生产零部件的专用夹具,进而使得零部件的装夹次数和周转时间在很大程度上缩减。减少加工生产时间也就意味着提高了生产效率,也就节省了生产成本。
3 数控加工工艺与传统加工工艺的结合
数控加工工艺比传统的加工工艺自动化程度高,而且实施的步骤也很具体且严谨。但是目前很多客户主要受到传统的机床加工工艺的影响,在加工程序的编制中受到使用循环程序的影响或是约束,在加工同一零件的部位时,往往采用单一的固定的主轴转速和进给量进行编程加工,从而会造成一些生产效率的降低以及零部件不达标的状况发生。这里并不是说要摒弃传统加工工艺,而是要结合起来应用。
那些对精度要求不是很高、结构简单而且还不是批量生产的零部件采用传统加工工艺较好,因为采用数控加工工艺优势体现的不明显,所以说在机械制造业繁荣发展的新机遇下,要努力将数控加工工艺和传统的加工工艺很好的结合起来,更好的为多元化的装备制造业和现代化的工业生产制造服务。
4 总结
数控加工工艺的技术应用和发展可谓是一个“中国制造”走向“中国创造”时代的必然趋势,而传统加工工艺为数控加工工艺的发展奠定了良好的基础,提供了优秀的技术经验,可以说,数控加工工艺的工序把传统加工工艺的工序给集合起来了。可以与数控加工工艺优势互补,取长补短。总之,在实际机械加工中数控加工并不是万能的,只有在实践当中把二者的优势和缺点认真分析研究,充分发挥它们的加工效率,寻求工艺上的合理、科学衔接,把数控加工工艺和传统加工工艺有机的结合起来,才能充分发挥两种工艺的优越性,做到技术创新。
参考文献:
[1] 田春霞.数控加工技术(数控技术应用专业)(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2] 陈明,袁人炜.高速切削过程切削条件优化研究最新动态[J].机械设计与研究,2011(3):61-67.
数控加工工艺范文5
关键词:数控加工工艺;传统机加工工艺
数控加工是在传统机加工工艺技术上发展起来的一项先进的工艺加工技术,在品种多变复杂、要求精度的零件上有极大的优势,数控加工技术的研发,使得工艺加工更加高效,对工艺的制作要求更精确,人力物力的消耗明显下降,自动化程度极高,具有非常大的优势,未来前景十分广阔。
1数控加工工艺和传统机加工工艺的概念
传统加工工艺是指人们根据在加工方面上长期积累的经验技术,经过不断的创新和改革,使技术代代相传,而最终形成的一种加工工艺。传统加工工艺主要材料大多来源于可获取的自然资源,经过工程技术加工、机械测量和最终固定模式的套用形成的加工技术。我国的机械制造大多采用传统加工技术。由于传统加工工艺对经验的要求较高,加工人员的经验和方式有所不同,因此传统加工技术具有随意性和不确定性的特点。数控加工技术是建立于传统加工技术之上的一门工艺,是应用数控加工机床进行加工一种加工工艺,数控加工工艺比传统加工工艺要复杂的多,它既包括传统加工工艺的技术,又包括先进的计算机数控技术、计算机辅助制造技术等,并结合编程和控制系统等程序的应用,其对操作零件的质量和精度都有较为严格要求,因此其生产的产品都具有较高的生产效率和生产质量,可生产出结构复杂、精确度较高的高质量产品。对于传统加工工艺而言,数控加工工艺的要求较为复杂,只有经验已经无法满足现在产品技术的要求,在使用数控加工时需要细致的对各个工艺环节进行考虑,如零件的选择上对刀具,夹具的选择,对于切削方法的要求等因素。通过细节化的特征,从而对整体有严格的要求和调控进行精准化生产,适应时代的变化和需求。
2数控加工工艺和传统机加工工艺的比较
2.1加工工具的比较。数控加工工艺和传统加工工艺的一个直观方面的比较,就是加工工具的不同,对于细致化的数控加工,其在工具的要求上更加精细。在生产刀具方面,传统加工工艺对刀具的要求不高,应用速度切削原理,而在数控加工工艺上对传统加工的技术有了提高,对于速度的要求更高,应用高速切削原理,这样使得切削的刀具要求更加严格,以适应高速下的温度和磨损等因素,高速切削使得数控加工在质量和效率上都有极大的提高,质量上切削变形的情况明显下降,使切削的产品更加精细,在效率上,切削的周期明显缩减,节省时间成本。因此在刀具的选择上要选择质量水平较高、耐热性高的刀具,这使得传统加工工艺所应用的刀具进行了更快更新和质量的提高,同时这种工艺的要求也将主要导向变为刀具产品上的导向作用。数控加工还有另一种切削方式,这种切削方式对于切削液的依靠不高,只需少量或者不需加切削液,刀具的耐热性要求较高,因此被称为干切削。在夹具的选择方面,由于数控加工工艺的各方面精度要求高,并由计算机编程控制,因此对于夹具的要求上并不像传统加工工艺一样,需要多次进行固定的更换,只需要固定一次即可,这样可有减少误差的作用。其具体要求首先要保证机床坐标和夹具坐标的方向要固定不可变更,保证在计算机控制下其准确度,其次夹具本身要以工作台的基准孔或者基准槽进行定位,以确保零件和机床坐标系尺寸关系的协调性。这种工具应用的不同可以看出数控加工相较于传统加工的严格性和精确性。
2.2加工方式的比较。传统加工工艺和数控加工工艺在加工方式上已有很大的不同,传统加工工艺上曾经应用的很多方法都被现代的高新方式数控加工所取代,例如修整法、空刀法和填充法如今已经变为数控修整法、背镗法、圆弧修整法等技术方法。这些新的加工技术具有节约能量、减少消耗的特点,可以有效的节约和利用资源,相对与传统技术更有发展前景。如今已经时代提倡绿色能源,节约和低耗能成为人们选择的标准。干切削相比于传统的切削更加绿色环保,但其干切削的技术还不成熟,具有很多不完善的地方,如对温度的要求等,目前干切削正在进行技术上的突破,未来也将广泛应用于生产中。由于数控加工方式的精准合高效的特点,从长远的积累来看具有极大的优点,传统的加工方式包含粗磨、半粗磨、精磨等工序,由于如今数控加工的高速特点,更快的切削使得其对于磨削的工序可以省略,减少了步骤,是制作工序更加自动化,减少人力物力的消耗,节约能量,效率极高。
2.3其他因素的比较。在数控加工过程中,在细节上也有诸多的因素要进行考虑,做到在各个环节上的把控,确保整体生产的万无一失。在数控加工上切削用量问题、热变形问题和柔性度问题都需要进行多方面的考虑和研究。在切削用量上尽量要做到精准,由于切削刀具具有机械性重复的特点,其运动轨迹、切削力度、切削方式上都较为固定并可根据计算机编程进行灵活控制的特点,因此其切削用量要做到精准并适合刀具的特性,做到高效和减少不必要的损耗。在热变形方面,传统加工工艺的特点是,由于速度切削会产生较热的温度,具体措施是停留一段时间后再进行加工,但是对于数控加工工艺来说,由于高切削的方式在热量上会比传统的加工方式产热要高,因此若用传统的措施方法,其停留时间会比传统加工工艺的耗时更长,这样会大大消减其效率,在生产时间上大打折扣,因此数控加工在热变形上要加入对热量变化规律进行计算,找到一个热量变化的最适点,进行热量的规律探索以减少时间的损耗,由于技术还在开发中,这也成为目的数控加工的一个最大的问题。在柔性度方面,传统加工技术具有或柔性高、效率低或效率高、柔性低的问题,在数控加工技术出现后,效率和技术都有了全面的提高,只需要通过程序对数字进行改动就可在大型加工上做到程序化的控制。因此数控加工的工艺对柔性度问题进行了解决,可见科技的创新对于技术生产直观重要的作用。
3数控加工和传统加工工艺在未来前景上的分析
3.1数控加工相比传统加工的优点和不足。数控加工较传统加工具有加工效率高、工艺产品复杂且精准的特点,数控加工的技术是传统加工工艺在技术、时间消耗、和发杂度上都无法相比的,数控加工可对复杂的几何结构和曲面要求都有极高的制造精度,其对于劳动力的要求也较传统加工工艺较低。可结合多个工序,减少生产成本和时间。但由于其在各方面的零件和工具的要求都较高,数控加工的成本较高,因此目前不适用于批量生产,其技术还有上升的空间。
3.2数控加工在航天应用上的发展前景。由于数控加工的精准性强、自动化高、工序集中等特点,对于精度要求较高的航空航天工业具有重要的应用,数控加工的起源最初就是航空工的需要,如今航空工业也是数控加工最大的用户,根据未来的发展形势,航空事业在精度要求等方面会有更高的要求,因此数控加工的未来前景较为广阔。
结束语
数控加工技术是高信息化时代下的必然产物,如今在生产中精准度和效率都成为发展的重点,数控加工作为一种高效的绿色能源技术,经过不断的技术革新,必然会在未来的生产、生活上更高更快的发展和进步。
参考文献
[1]于淑芹.探析数控加工与传统机加工工艺[J].工程技术与产业经济,2013(2):70-71.
数控加工工艺范文6
关键词:耐压薄壁组件;数控加工;余量;超声波测量
0引言
耐压薄壁组件作为某型机载计算机的关键结构件,具有重量轻、耐压强度高、散热效果好的特点,其结构如图1所示。耐压薄壁组件在使用过程中,腔体内部受压,常规使用压力为1MPa,个别耐压薄壁组件在正常使用的情况下,出现鼓包现象,局部产生塑性变形,个别甚至局部破裂,通过分析发现部分壁厚不满足设计要求。耐压薄壁组件通过真空钎焊焊接形成,通过数控加工保证通道壁厚满足设计指标数控加工工艺是使壁厚满足设计指标,使耐压薄壁组件安全可靠不破裂的关键。
1组件数控工艺现状分析
耐压薄壁组件框体零件上预留了基准面,焊接校平后在精铣时作为找正基准,确定的加工路线为:找平基准面铣削侧面找正型腔面基准盘铣表面盘铣背面,保证耐压通道壁厚0.8mm加工型腔面。通过对采用该工艺进行加工的5件耐压薄壁组件壁厚测量数据来看,型腔面的壁厚普遍较大,平均壁厚为0.95mm,盖板面的壁厚普遍偏小,平均壁厚为0.63mm。对同一组件测量数据进行分析,发现不同测量点壁厚相差约0.1~0.2mm,而且部分组件表面与通道倾斜了0.15mm,按照耐压通道壁厚0.7~0.83mm的要求,5个组件只有两个合格。对零件和加工过程进行分析,认为主要原因包括:1)耐压薄壁组件焊接后变形量为0.5~0.7mm,钳工校正后的变形量也有0.2~0.3mm。数控加工时以框体外表面定位,不能完全真实地反映内部耐压通道的位置情况。造成耐压通道壁厚误差较大。后续应改进校平方法,将加工前的组件平面度控制在0.1mm以下。2)测量数据显示,盖板面壁厚普遍比型腔面壁厚小。分析主要是在焊接时,焊料会流淌到作为定位找平的4个基准面上,使基准尺寸增加,若以原设计基准尺寸加工,会导致型腔面耐压通道壁厚增加(见图2)。后续数控加工时,可以调整基准尺寸,将盖板面壁厚尺寸0.8mm设置为0.9mm,使得加工后两面的壁厚保持一致。
2新数控工艺路线的制订
原数控工艺路线,以预留基准面作为数控基准,未考虑焊接变形及焊料流淌导致的基准增厚,数铣时一次铣削到位,因此造成壁厚尺寸不合格。为了避免粗基准导致的基准偏差,考虑进行基准修正,先将粗基准铣削至精基准,然后测量,通过测量值进行补偿找正来修正基准误差,因此制定新的组件数控工艺路线为:找平侧面基准铣削两侧面找正型腔面基准,预留余量盘铣型腔表面预留余量盘铣盖板面壁厚检测加工型腔面。同时,由于耐压薄壁组件焊接后变形量为0.5~0.7mm,如不进行适当校平,铣削均无法满足要求,数控加工前组件平面度与后续壁厚保证存在一定的关系.
3耐压薄壁组件加工试验
3.1耐压薄壁组件准备
耐压薄壁组件焊接后总体厚度大于20mm,原校平方法是采用钳工手工敲击的办法进行平面度的校平,校平后平面度大致在0.3mm左右,超出组件最终壁厚公差0.23mm,使后续数控加工来保证壁厚难度加大。鉴于此,对耐压薄壁组件采用热校平设备进行热校平的工艺,热校平设备工作台面为300mm×400mm,满足组件要求,可以整体校平。通过对热校平耐压薄壁组面度进行测量,均能达到0.15mm。
3.2耐压薄壁组件数控加工
在耐压薄壁组件校平的基础上,在北一大隈数控加工中心上采用新的组件数控加工工艺进行数控加工试验。采用平口钳装夹,找平侧面基准铣削两侧面铣削零件左右外形。平口钳装夹,找平4个基准面,如图3所示,预留0.5mm余量加工型腔表面。以铣削的型腔精基准作为盖板面铣削基准,盖板面预留0.5mm余量,铣削盖板面。铣削完成后,用超声波测厚仪进行盖板面壁厚的测量,如图4所示,对测量结果进行记录。根据测量壁厚结果,对组件重新装夹找平,将壁厚较大的部位用0.02mm垫片垫高,如图5所示。以壁厚最薄的地方为零点,壁厚较大的地方高于零点,保证盘铣上表面后,各处厚度接近一致。按照实测值去除余量,如实测值在1.35mm,铣削0.55mm来保证壁厚0.8mm。铣削后再次对壁厚进行测量,测量壁厚在0.76~0.85mm之间,满足设计要求。盖板面壁厚合格后,翻面以盖板面为基准,铣削耐压薄壁组件型腔面,如图6所示。精铣完成后,将耐压薄壁组件取下,对腔体面壁厚进行测量,壁厚尺寸在0.79~0.9mm左右,在设计要求公差内。
3.3耐压薄壁组件C型件加工
根据新工艺试验结论,用该工艺路线对14件C型件进行加工,在盖板面和型腔面均留余量0.5mm,粗铣后用超声波检验实际厚度,按照实际厚度去除余量,保证盖板面壁厚尺寸接近0.8mm。通过对14件耐压薄壁组件壁厚测量数据看,同一组件不同点之间的差值减小后,再加工型腔面后,壁厚接近0.8mm。在批量精加工盘铣盖板面时,实际去除余量是0.3~0.4mm,盘铣后能看到耐压通道的筋条和通道映射在表面,如图7所示,检测壁厚是合格的。分析是因为精铣时余量太小,通道处没有支撑,有微量变形,形成表面波纹。后续加工时,通过试验,将精铣余量增加大为1mm,波纹现象消失。同时在加工盖板面在机床上直接进行壁厚检测时发现,加工现场电源和机床干扰,使得测厚仪的超声波形很不稳定,测量困难,而且现场测量需要占用机床的加工时间,不利于提高效率,决定将加工后的零件取下在检验室测量并记录厚度数据。数控加工完成组件用超声波测厚仪检验盖板面和型腔面的耐压通道壁厚,每个组件的两个面各测量9个点,最小壁厚0.71mm,最大壁厚0.89mm。同一组件不同点壁厚差最大为0.15mm。从数据可以看出,型腔面和盖板面的壁厚接近一致,波动减小,对14件组件的盖板面和型腔面进行平面度检验,全部合格。4结语通过对真空钎焊耐压薄壁组件数控加工工艺进行研究,针对耐压腔体类零件采用间接基准来保证壁厚的方法,得出需要通过测量后进行修正补偿加工才能满足设计指标,同时对测量方式,加工余量预留参数等方面积累了经验。通过工艺研究得出耐压薄壁组件优化工艺,该工艺方法对耐压型腔类零件加工具有一定的借鉴意义。
[参考文献]
[1]王丽洁.典型仪表壳体类零件的数控加工工艺研究[J].机床与液压,2008(7):63-64,68.