数控编程加工入门要点-清华大学出版社gevm.docx
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1、29第1章 数控编程加工入门要点第1章 数控控编程加加工入门门要点知识要点点& 数控编程程加工一一般操作作流程& 型腔模具具的加工工工艺编编制& 铣削刀具具的类型型与注意意事项& 加工过程程中切削削用量的的确定1.1 数控控编程加加工一般般操作流流程数控编程程加工的的操作过过程是指指从加载载毛坯,定定义工序序加工的的对象,设设计刀具具,定义义加工的的方式并并生成该该相应的的加工程程式,然然后依据据加工程程式的内内容,如如加工对对象的具具体参数数、刀具具的导动动方式、切切削步距距、主轴轴转速、进进给量、切切削角度度、进退退刀点、干干涉面及及安全平平面等详详细内容容来确立立刀具轨轨迹的生生成方式式
2、;仿真真加工后后对刀具具轨迹进进行相应应的编辑辑修改、复制等;待所有的刀具轨迹设计合格后,进行后处理生成相应数控系统的加工代码进行 DNC传输与数控加工,其具体流程如图1-1所示。图1-1 数控加工工一般操操作流程程图1.1.1 导入CCAD模模型导入CAAD模型型作为数数控加工工的第一一步决定定着之后后操作的的成败与与否,其其导入模模型的收收缩率、单单位或形形状结构构等参数数必须符符合实际际要求。用用户可以以直接打打开UGG文件,也也可以应应用【导导入】选选项,导导入合适适的CAAD文件件进行数数控加工工。1.1.2 分析模模型加工工工艺加工工艺艺分析就就是指对对零件的的加工顺顺序进行行规划
3、,其其具体安安排应该该根据零零件的结结构、材材料特性性、夹紧紧定位、机机床功能能、加工工部位的的数量以以及安装装次数等等进行灵灵活划分分,一般般可根据据下列方方法进行行划分:1刀具具集中分分序法以应用的的刀具进进行划分分,用同同一把刀刀具加工工完成所所有可以以加工的的零件部部位。再再用第22把或第第3把刀刀具完成成它们可可以完成成的其他他部位。这这样可减减少换刀刀次数,压压缩空白白程序的的时间,减减少不必必要的定定位误差差。2加工工部位分分序法在数控机机床上加加工零件件,工序序可以比比较集中中,一次装装夹应尽尽可能完完成全部部工序对对于加工工部位很很多的零零件,可可按其结结构特点点将加工工部分
4、分分成几个个部分,如如内形、外外形、曲曲面或平平面等,但但一般应应遵从下下列原则则:q 一般先加加工平面面、定位位面,后后加工孔孔。q 先加工简简单的几几何形状状,再加加工复杂杂的几何何形状。q 先加工精精度较低低的部位位,再加加工精度度要求较较高的部部位。3粗、精精加工分分序法对于易发发生加工工变形的的零件,由由于粗加加工后可可能发生生的变形形而需要要进行校校形,故故一般来来说凡要要进行粗粗、精加加工的都都要将工工序分开开。4保证证精度的的原则数控加工工要求工工序尽可可能集中中,常常常粗、精精加工在在一次装装夹下完完成,为为减少热热变形和和切削力力变形对对工件的的形状、位位置精度度、尺寸寸精
5、度和和表面粗粗糙度的的影响,应应将粗、精精加工分分开进行行。对轴轴类或盘盘类零件件,将各各处先粗粗加工,留留少量余余量精加加工,来来保证表表面质量量要求。对对一些箱箱体工件件,为保保证孔的的加工精精度,应应先加工工表面而而后加工工孔。 综上所述述,在划划分工序序时,一一般将以以上几点点都考虑虑进去,然然后再根根据实际际加工的的零件结结构进行行确定,但但一定力力求合理理。1.1.3 设置数数控加工工原点坐坐标系建立数控控加工坐坐标系是是为了确确定刀具具或工件件在机床床中的位位置,确确定机床床运动部部件的位位置及其其运动范范围。统统一规定定数控加加工坐标标系各轴轴的含义义及其正正负方向向,可以以简
6、化程程序编制制,并使使所编的的程序具具有互换换性。数控机床床上的坐坐标系是是采用右右手直角角笛卡尔尔坐标系系,大拇拇指的方方向为轴的正正方向,食食指为轴的正正方向,中中指为轴的正正方向,如如图1-2所示示。图1-2 右手直角角笛卡尔尔坐标系系 工件原点点位置是是由操作作者自己己设定的的,它在在工件装装夹完毕毕后,通通过分中中与对刀刀确定。它它反映的的是工件件与机床床原点之之间的距距离位置置关系。工工件坐标标系一旦旦固定,一一般不作作改变。如如图1-3所示示。机械原点编辑原点工件原点图1-3 工件原点点、编辑辑原点与与机械原原点1.1.4 工件的的装夹、校校正工件在进进行切削削加工之之前,必必须
7、准确确可靠地地装夹在在机床上上,用来来确定工工件在机机床上的的位置点点、线或或面,此此过程称称为定位位基准。因因为点或或线一般般由具体体的表面面体现,所所以工件件上的定定位基准准又称定定位基准准面。装夹是指指将工件件在机床床上或夹夹具中定定位、夹夹紧的过过程,可可采用虎虎钳或加加底板抽抽螺丝等等方式装装夹。装装夹时首首先将标标准垫块块放在虎虎钳口,并并放入工工件,接接着轻轻轻锁紧工工件,然然后通过过百分表表或千分分表进行行校正工工件的水水平和垂垂直位置置。校正正工件水水平和垂垂直位置置后,再再锁紧工工件,最最后再复复核一次次工件有有没有移移位。在确定定定位基准准与夹紧紧方案时时应注意意如下33
8、点:q 力求设计计、工艺艺、与编编程计算算的基准准统一。q 尽量减少少装夹次次数,尽尽可能做做到在一一次装夹夹定位后后就能加加工出全全部待加加工的部部位。q 夹具要开开畅,其其定位、夹夹紧机构构不能影影响加工工中的走走刀,避避免刀具具与夹紧紧机构碰碰撞。碰碰到此类类情况时时,可采采用虎钳钳或加底底板抽螺螺丝的方方式装夹夹。1.1.5 设置加加工切削削参数切削参数数作为数数控加工工中的主主导关键键之一,其其设置的的可靠与与否直接接影响到到加工效效率、刀刀具寿命命或零件件精度等等问题。在在数控加加工过程程中,并并在人机机交互状状态下即即时选择择刀具和和确定切切削用量量。因此此,编程程人员必必须熟悉
9、悉刀具的的选择方方法和切切削用量量的确定定原则,从从而保证证零件的的加工质质量和加加工效率率,充分分发挥数数控机床床的优点点,提高高企业的的经济效效益和生生产水平平。合理理选择切切削用量量的原则则是:(1)粗粗加工时时,为提提高效率率,在保保证刀具具、夹具具和机床床强度钢钢性足够够的条件件下,切切削用量量的选择择顺序是是:首先先把切削削深度选选大一些些,其次次选取较较大的进进给量,然然后选适适当的切切削速度度。若加加工余量量小,切切削深度度不可能能大时,可可适当增增加进给给量。当当铣削材材料表面面有硬皮皮层(如如铸铁)时时,一次次切削深深度应超超越硬皮皮层厚度度,使刀刀具在首首次切削削时刀刃刃
10、不易磨磨损,避避免刀具具与材料料硬皮层层直接接接触时产产生崩刀刀现象。铣铣削有色色金属时时,材料料塑性韧韧性较好好,硬度度较低,切切削用量量可适当当选大,如如主轴转转速可选选较大值值。但进进给速度度不可太太大,否否则紫铜铜材料易易产生粘粘刀现象象。(2)精精加工时时,加工工余量小小,为了了保证工工件的表表面光洁洁度,尽尽可能增增加切削削速度,这这时进给给量可适适当减少少。切削削用量可可根据加加工余量量和零件件的技术术要求而而定。(3)高高速铣削削是采用用硬质合合金刀,在在很高的的转速下下,利用用铣削中中产生的的高温(660010000),使使工件加加工表面面软化,而而又能充充分发挥挥刀具切切削
11、性能能的一种种高效加加工方法法。高速速铣削时时,应根根据具体体牌号来来确定切切削用量量。(4)主主轴转速速即主轴轴转动速速度,单单位为rr/miin。其其根据刀刀具直径径大小、刀刀具材料料、零件件材料等等情况设设定。计计算公式式为: n:主轴转速,单位r/minv:切削速度,单位m/minD:刀具直径,单位mm设置主轴轴转速一一般应遵遵从下列列几点:q 刀具直径径越大,为为使每刀刀齿的切切削完全全,设置置主轴转转速应越越小。q 刀具直径径越小,为为保证刀刀具的钢钢性,设设置主轴轴转速应应越高。q 刀具材料料越硬,为为避免刀刀具刀齿齿受过慢慢速影响响,冲击击刀具,设设置主轴轴转速应应越高。q 切
12、削材料料塑性越越大,如如紫铜电电极加工工,主轴轴转速应应越高。q 切削材料料硬度大大,塑性性韧性越越小,主主轴转速速应越小小。根据经验验值高速速钢316直直径刀具具,一般般设置主主轴转速速为5000118000r/miin;硬硬质合金金刀具为为15000330000r/miin。注:高速速加工除除外数控机床床的控制制面板上上一般备备有主轴轴转速修修调(倍倍率)开开关,可可在加工工过程中中对主轴轴转速进进行整倍倍数调整整。如果选择择的是著著名厂家家生产的的刀具,如如东芝、日日立、三三菱、SSECOO、山特特维克等等刀具或或一些特特殊功能能的刀具具,主轴轴转速可可以参考考厂商提提供的切切削用量量计
13、算公公式,进进行其刀刀具主轴轴转速参参数值的的计算。(5)切切削速度度切削速度度指刀具具切削材材料时的的速度,单单位为mm/miin。切削速度度应根据据零件的的加工精精度和表表面粗糙糙度要求求,以及及刀具和和工件材材料来选选择。切切削速度度的增加加也可以以提高生生产效率率。加工工表面粗粗糙度要要求低时时,切削削速度可可选择大大些;加加工材料料硬度较较高时,可可选择较较慢的速速度,反反之相反反。在模具加加工过程程中,切切削速度度的编程程设定值值一般比比实际加加工的速速度要大大,使实实际加工工速度调调整范围围值较大大。因为为实际加加工速度度可通过过机床控控制面板板上的修修调(倍倍率)开开关进行行人
14、工调调整,当当在实际际加工时时如果遇遇到空刀刀加工,速速度可以以调整较较快一些些,提高高空刀行行进速度度,但是是最大进进给速度度要受到到设备刚刚度和进进给系统统性能等等的限制制。切削速度度参数直直接影响响加工表表面质量量,通常常看加工工情况来来判断是是否设置置合理,一一是看材材料,看看切落的的铁屑是是否片状状,颜色色与毛坯坯是否相相仿,如如若相仿仿则设置置合理。二二是听声声音,声声音正常常,没有有工件振振动声响响则为合合理,如如出现颗颗粒、粉粉末、成成紫色、紫紫红色则则表示切切削用量量不合理理或过大大,但硬硬质合金金材料除除外。1.1.6 生成刀刀轨并检检验刀轨轨生成刀轨轨是指通通过路径径轨迹
15、反反映模型型零件的的切削位位置(刀刀具的移移动轨迹迹),UUG系统统为刀轨轨的生成成提供了了颜色的的区分,使使用户可可以清晰晰地了解解到模型型零件上上各个位位置的切切削情况况,并能能有效地地防止过过切或撞撞刀的发发生,用用户可以以通过图图1-44所示的的刀轨查查看其切切削位置置。(a)(b)图1-4 查看刀轨轨从图1-5所示示中可以以看出创创建的刀刀轨已经经与原因因模型发发生过切切现象,这这时用户户可以通通过调整整切削边边界进而而调整刀刀轨的位位置。(a)(b)图1-5 刀轨过切切1.1.7 NC文文件后处处理和创创建车间间工艺文文件NC 文文件是由由G、MM代码所所组成并并用于实实际机床床上
16、加工工的程序序文件。该该文件是是数控加加工最终终所得到到的结果果,也是是直接用用于实际际生产的的程序文文件。在在应用UUG软件件直接生生成的NNC程序序一般都都需要经经过人为为的修改改,其具具体修改改内容将将在后面面的章节节中详细细介绍。车间工艺艺文件也也就是数数控加工工程序单单,是编编程人员员与机床床操作员员之间的的交流平平台,当当编程人人员每编编完一个个模型零零件的程程序后,在在数控加加工程序序单上填填入文件件编号、日日期、程程序名、刀刀具类型型、装夹夹长度、加加工方式式、余量量和分中中方式等等参数,一一些特殊殊的工艺艺要求还还需要编编程人员员与机床床操作员员相互交交流,以以求达到到共识。
17、数数控加工工程序单单的具体体要求如如下表所所示。数控加工工程序单单文件编号号: 日日 期期: 年年 月月 日日 编程程员: 装夹方式式:c虎钳 c码板板 c专用用夹具 c其其他序号程序名刀 具加工方式式加工余量量备注直径圆角半径径装夹长度度类型壁余量底部余量量123456789101112安装示意意图:取数基准准:c四边分中中 c基基准边续表材料尺寸寸:材料类型型操作员机床编号号加工开始始时间加工完成成时间图形存档档程序存档档1.2 型腔腔模具的的加工工工艺编制制在模具制制造中,每每个零件件都具有有复杂性性与特殊殊性,相相互之间间具有整整体配合合性,这这给编制制模具加加工工艺艺带来了了不同的的
18、要求,一一份好的的工艺编编制文件件,能影影响生产产成本与与产品质质量。编制加加工工艺艺的基本本原则是是,根据据公司的人人力、物物力基础础和客户户提供的的数据或或图纸要要求,尽尽快地编编制切实实可行的的工艺文文件,制制造出高高品质的的产品,具具有可使用性性。在这这个基本本原则构构筑的框框架中,快快、好、省省是核心心内容,并贯穿于编制的始终。1快要求在最最短的时时间内编编制出耗耗时最短短的工艺艺文件,工工作中要要注意以以下4点: q 工艺员要要能够做做到熟知知本单位位的机床床设备,技技术水平平,最好好是操作作过每一一台机床床,对加加工十分分了解,以以适应模模具零件件复杂性性与特殊殊性的要要求,做做
19、到拿到到一份图图纸,能能够很快快地确定定最佳加加工流程程,提高高速度。q 确定合理理的最小小加工余余量。在在上下工工序,粗粗精工序序之间,留留出必要要的加工工余量,减减少各工工序的加加工时间间。q 由于模具具零件多多为单件件、小批批、工艺艺卡片不不能像批批量产品品一般仔仔细详尽尽,但要要力求一一目了然然,没有遗漏漏,关键键工序要要交待清清楚加工工注意事事项,写写出操作作指导,以以减少操操作者的的适应时时间,减减少加工工失误。 q 对于加工工过程中中需要的的夹具、量量具、辅辅助工具具应当先先行设计计,提前前做好准准备。2好要求工艺艺员能够够编写出出最合理理、最佳佳的工艺艺文件,预预防处理理加工过
20、过程中出出现的问问题,它它也是衡衡量一个个工艺员员是否优优秀的标标准之一一。主要要应注意意以下55点:q 合理的编编排热处处理工艺艺。模具具产品的的一个特特点就是是材料的的机械性性能,热热处理要要求十分分严格,凸凸凹模、固固定板等等关键零零件,在在开始阶阶段要安安排退火火、改善善加工性性能,在在进行淬淬火后,要要进行时时效,消消除应力力变形。q 严格区分分粗精加加工工艺。一一般粗、精精加工工艺艺的划分分由热处处理工艺艺来决定定,在最最终热处处理后的的加工多多为精加加工。余余量要尽尽量安排排在粗加加工阶段段完成,以以减少刀刀具的损损耗和采采用电加加工的电电极损耗耗。q 要运用预预处理工工艺措施施
21、。对于于一些中中间去除除材料较较多的凹凹模和凸模等等零件,在在精加工工之前应应采用单单边留量量0.55mm左右右,采用用先加工工出大致致形状,然后后淬火时时效,再再精加工工的方法法,以消消除加工工内应力力变形。q 适当地地留出加加工基准准。在生生产中常常会遇见见加工基基准无法法与设计计基准重重合的问问题,这这时候,就就要预加加工一个个工艺基基准,以以便于各各工序加加工。q 要采用专专业术语语。在工工艺文件件中要充充分运用用大家熟熟知的专专业术语语和加工工表达方方法,清清楚地表表达加工工意图,要要避免采采用“加工到到图纸”、“形状尺尺寸公差差到要求求”之类的的模糊语语言,要要做到工工艺与图图纸有
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