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数控加工工艺设计的一般过程,盘类零件加工工艺的分析

在数控加工中,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟订工艺方案,选择合适的刀具,确定切削用量。在编程中,对一些工艺问题(如对刀点,加工路线等)也需要做一些处理。数控车床加工认准钛浩,因此,数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。本文的主要是探讨盘类零件加工工艺的过程,其主要包括毛坯的选择、基准选择、加工顺序、装夹方式、表面加工、参数选择、工艺路线。

数控加工工艺设计的一般过程,盘类零件加工工艺的分析

一、数控加工工艺设计的一般过程

(1)选择适合在该零件加工的数控机床,确定工序内容。

(2) 分析加工零件的图纸,明确加工内容及技术要求,确定加工方案,制定数控加工路线,如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序,如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等等。由于零件的多样性,同时各零件的轮廓外形形状各不相同,毛坯材料、大小也不尽相同。

因此,数控加工中的工艺设计决定了数控机床的使用效率、零件的加工质量、刀具数量和经济性等问题,应尽量保证加工中工序集中、工艺路线最短和机床辅助时间最少。

二、盘类零件加工工艺的分析

(1)加工原料的选取。

盘类零件主要以钢、铸铁、青铜或黄铜等为主要原料。孔径小的盘一般用热轧或冷拔棒料,材料的不同亦可选择实心铸件,孔径较大的时候可作预孔。若是大批量生产,可选冷挤压等先进毛坯制造工艺,不但可以提高生产率还可以节约材料。

(2)加工基准的选择。

根据零件的特点尽量满足基准重合、基准统一原则。选择的基准通常是端面、内孔和外圆。盘类零件以端面为基准时,一般以平面为基准;盘类零件以内孔为基准时,一般以端面进行辅助配合;外圆与以内孔为基准的方式基本相同。

(3)工序的安排。

典型的盘类零件一般由端面、孔和外圆面组成(有些还包括阶梯孔),盘类零件的特点是径向尺寸大于轴向尺寸。盘类零件加工认准钛浩机械,品质保障,对于盘类零件不仅有尺寸要求而且对表面粗糙度也有要求,通常还包括径向圆跳动、圆跳动和垂直度等要求。圆跳动和端面圆跳动是进行盘类零件加工工艺制定时应该重点考虑径的。在精加工时,尽量将外圆、孔和端面一次装夹加工完成,避免二次装夹。对于需要多次装夹的零件优先加工孔,然后通过孔采用心轴加工外圆或者端面。

(4)夹具的选择和使用。

采用通用的三爪卡盘对小型的盘类零件进行工件的装夹,四爪卡盘或花盘适用于中大型盘类零件的装夹。对于有形位精度要求的通常是采用心轴或者花盘进行装夹之后再进行加工。对于盘类零件定位基准为已加工的孔时,为了保证外圆轴线与孔轴线的同轴度要求,采用心轴方式装夹零件。

心轴也有很多种,圆柱心轴或者小锥度的心轴适用圆柱孔进行定位的场合;而那些锥孔、螺纹孔等特殊孔则采用对应的锥体、螺纹心轴。圆柱心轴是以外圆柱面定心、在端面进行压紧的方式装夹零件的。心轴与零件孔之间采用的是间隙配合。

为了提高心轴的定位精度,有时将心轴加工成小锥度的椎体。还有一种大型盘套类零件的常用夹具花盘,花盘安装在车床主轴的大圆盘,它一般适用于形状不规则的工件,在无法采用通用卡盘装夹时使用,使用花盘装夹工件时一定要保持平衡,否则会产生旋转起来的离心力,而最终会引起振动,导致对主轴轴承的磨损。

(5)成品表面的加工。

对于盘类零件回转面采用车削的方式进行粗加工,对于精加工要更多的考虑到材料、加工要求以及产量来选择加工方式,如精车、精铣、精磨等。对于盘类零件的非回转表面,可以采用相应的加工方法,铣削、电火花加工等。

(6)切削参数的确定。

编程人员选择切削用量时,一定要充分考虑影响切削的各种因素,正确地选择切削条件,合理地确定切削用量,可有效地提高机械加工质量和效率。盘类零件加工认准钛浩,影响切削条件的因素有:①机床、刀具及工件的刚性;②切削速度、切削深度、切削进给率;③工件精度及表面粗糙度;④刀具预期寿命及最大生产率;⑤切削液的种类、冷却方式;⑥工件材料的硬度及热处理状况;⑦工件数量;⑧机床的寿命。上述诸因素中,进给量、切削速度和切削深度为主要因素。主要就这几点进行分析:

A、进给量的选择

工件每转一周,刀具沿走到方向移动的距离称为进给量,单位为mm/r。理论上说,粗加工时,承受的是机构最大的进给量。而进给量的大小受到下面一些因素的限制:机床、刀杆、刀片、夹具的强度和刚度。精加工时主要受加工精度和表面粗糙度的限制,同时结合工件材料、刀尖圆弧半径和切削速度等来选择进给量。

B、切削速度的选择

主运动的线速度称为切削速度,其单位是Ⅲ/s或Ⅲ/min。实际生产中,切削速度通常根据经验来选取,粗车时一般选择较低的切削速度,精车时则选择较高的切削速度。此外,还要综合考虑材料的加工性能、刀具的切削性能、工况等因素,进行合理地确定最佳切削速度。切削速度又与机床转速相关,有计算转换公式:

n=1000v/dⅡ

式中:d为工件直径,所选定的转速n应在该数控车床的转速范围之内。通过经验或者上述的计算公式选取适当的加工工艺参数。

C、切削深度的确定

切削深度也就是通常所说的背吃刀量。在每次走刀时,待加工表面与已加工表面的之间的距离称为背吃刀量,单位ⅡuⅡ。切削深度的选择是根据车床、夹具、刀具和零件的刚度及该车床的功率来确定。在刚性允许的条件下,尽可能选取较大的切削用量,以减少走到次数,提高生产效率。当零件精度要求较高时,则应根据要求选取最后一道工序的加工余量。数控车削精加工的余量通常取0.1~0.5mm。

(7)制定加工路线。

盘类零件与轴类零件最大的不同在于加工时安装方式不同,有时零件的各项特征要求也导致加工方法与轴类零件完全不同。典型的盘类零件我们通常采用如下的加工工艺:准备毛坯一毛坯去除应力处理一粗车表面一回转平面的半精加工和精加工一非回转平面加工一去毛刺处理一热处理(淬火、回火等)一精加工表面一检验。

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