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CNC數(shù)控車床加工方法-精密車削加工
五金沖壓件加工工藝大致可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離,同時(shí)沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。
按照沖壓時(shí)的溫度情況有冷沖壓和熱沖壓兩種方式。五金沖壓件加工這取決于材料的強(qiáng)度、塑性、厚度、變形程度以及設(shè)備能力等,同時(shí)應(yīng)考慮材料的原始熱處理狀態(tài)和最終使用條件。五金沖壓件加工金屬在常溫下的加工,一般適用于厚度小于4mm的坯料。松崗五金沖壓優(yōu)點(diǎn)為不需加熱、無氧化皮,表面質(zhì)量好,操作方便,費(fèi)用較低。
五金沖壓件加工將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方法。優(yōu)點(diǎn)為可消除內(nèi)應(yīng)力,避免加工硬化,增加材料的塑性,降低變形抗力,減少設(shè)備的動力消耗。
沖模結(jié)構(gòu):沖模是使板料產(chǎn)生分離或變形的工具。典型的沖模結(jié)構(gòu)由上模和下模兩部分組成。上模的模柄固定在沖床的滑塊上,隨滑塊上下運(yùn)動,下模則固定在沖床的工作臺上。沖頭和凹模是沖模中使坯料變形或分離的工作部分,用壓板分別固定在上模板和下模板上。上、下模板分別裝有導(dǎo)套和導(dǎo)柱,以引導(dǎo)沖頭和凹模對準(zhǔn)。
數(shù)控加工作為一種先進(jìn)的加工方法,被廣泛地用于航空工業(yè)、艦船工業(yè)、電子工業(yè)等高精度,復(fù)雜零件的加工生產(chǎn)。在數(shù)控加工中,從零件圖紙到加工出合格的零件,是一環(huán)套一環(huán)既復(fù)雜而又嚴(yán)密的過程。每個(gè)階段的某個(gè)環(huán)節(jié)出問題,都會使加工過程中斷。下面結(jié)合具體加工實(shí)例分3個(gè)階段,對數(shù)控加工過程中一些關(guān)鍵因素進(jìn)行分析,以使我們能對數(shù)控 加工加深了解,對加工生產(chǎn)有所幫助。
1 工藝處理階段
一般所用的數(shù)控機(jī)床,大多都不具備工藝處理能力。數(shù)控加工工藝處理的目的和普通機(jī)床類似。但由于數(shù)控機(jī)床加工過程的每一細(xì)節(jié)都必須預(yù)先確定,加工自動完成。因此,與普通機(jī)床的工藝準(zhǔn)備相比,有著其自身的特點(diǎn)。
1.1 對刀和換刀
普通機(jī)床加工零件時(shí),刀具與工件的位置關(guān)系是通過量具與手輪相互配合加以確立的,如果刀具位置不正確,可由操作者隨時(shí)加以調(diào)整。而數(shù)控加工,一次裝夾,有多把刀具參與加工,為確立各個(gè)刀型等參數(shù)輸入到計(jì)算機(jī)中,計(jì)算機(jī)通過坐標(biāo)變換,使每把刀具與工件建立起對應(yīng)關(guān)系。對于普通加工,對 刀問題不作為重要因素考慮。對于數(shù)控加工,只要使 用程序加工,就必須對刀,否則就會發(fā)生嚴(yán)重后果。普通加工換刀往往是通過操作感覺來控制,而數(shù)控加工必須認(rèn)真考慮換刀位置,以防發(fā)生碰撞。
1.2 裝夾方式的選擇
考慮到數(shù)控加工每次裝夾都必須重新對刀,這樣會大大增加輔助加工時(shí)間,影響加工效率,同時(shí)也是對數(shù)控機(jī)床功能的“浪費(fèi)”。所以,在數(shù)控加工中,盡可能做到一次裝夾后,能加工出全部的待加工表面,以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功效?,F(xiàn)以某零件部分加工過程予以說明。
設(shè)備:紹布林?jǐn)?shù)控加工中心。
刀具:①粗車外因刀、②精車外因刀、②粗扎糟刀、④精扎槽刀、②中心鉆、⑧鉆頭、⑦鏜刀、⑧切斷刀。
夾具:氣動三爪卡盤。
零件加工表面如圖1所示,用粗實(shí)線表示。加工路線:毛坯(棒料)①粗車端面、外因⑤中心孔⑧鉆孔②粗扎槽④精扎槽⑦鏗孔②精車外圓、端面⑧切斷。
采用數(shù)控機(jī)床完成上述加工只需一次裝夾,而用普通機(jī)床加工,通常需4次裝夾。
1.3 刀具設(shè)計(jì)
與普通加工刀具相比,數(shù)控加工的刀具有以下的特點(diǎn)。
(1)數(shù)控加工簡化了刀具設(shè)計(jì)
為了保證位置、尺寸精度,普通加工只能采用雙刃成型刀,利用車刀本身的精度,來保證零件的加工精度。而采用數(shù)控加工,由于機(jī)床能夠準(zhǔn)確地控制刀具位置,所以可以采用單刃刀代替雙刃成型刀。為此而設(shè)計(jì)的單刃扎槽刀,很好地完成了零件的加工。
(2)特殊刀具的設(shè)計(jì)
上面分析了數(shù)控機(jī)床的使用簡化了刀具設(shè)計(jì),然而并不是說數(shù)控加工的刀具簡單。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床承擔(dān)的是那些普通機(jī)床加工困難,甚至無法加工的各種特殊的零件。
曲面進(jìn)行連續(xù)加工,沒有現(xiàn)成的刀具可供選擇,需要專門設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮曲面的組成,走刀路線、最小圓弧、凹凸變化、是否會發(fā)生干涉等因素。
2 數(shù)學(xué)處理階段
2.1 計(jì)算工作
通常情況下,零件圖的坐標(biāo)選取與加工程序中的坐標(biāo)選取不一致,這時(shí)就需要對坐標(biāo)進(jìn)行換算,同時(shí)零件圖所給出的尺寸并不一定是程序所需要的這時(shí)要根據(jù)機(jī)床特點(diǎn),計(jì)算出程序所需的坐標(biāo)。對于那些比較復(fù)雜的由直線、圓弧所組成的曲面要計(jì)算出直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)、圓弧起點(diǎn)和終點(diǎn)、圓心坐標(biāo)。
2.2 刀具刃心的運(yùn)動軌跡分析
現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控機(jī)床 的數(shù)控系統(tǒng)具有補(bǔ)償功能,可以按照零件圖的輪廓直 接編程。但是,加工中常常會出現(xiàn)特殊情況,特別是加工連續(xù)曲面時(shí),刀具與工件容易發(fā)生干涉(發(fā)生碰撞),有時(shí)刀具補(bǔ)償功能無法使用,這時(shí)就必須對刀具刃心 的運(yùn)動軌跡進(jìn)行分析。
3 程序階段
程序是數(shù)控機(jī)床唯一能夠識別的語言,它向機(jī)床 發(fā)出一條一條加工指令,控制著機(jī)床的每一步驟,程 度的好壞直接影響到加工的質(zhì)量和效率。這就需要在 全面了解機(jī)床性能,加工的每一環(huán)節(jié)以及必要的相關(guān) 知識的基礎(chǔ)上,通過不斷的實(shí)踐,提高編程技能。
3.1 合理使用數(shù)控機(jī)床的固有程序
數(shù)控機(jī)床性能的不斷提高,不僅僅體現(xiàn)在機(jī)械 性能方面,而且更重要的是體現(xiàn)在軟件的服務(wù)功能 上。對于一般的加工內(nèi)容,系統(tǒng)中都備有成熟的加工 程序。合理選用系統(tǒng)的固有程序?yàn)榧庸し?wù),是編程 工作中一項(xiàng)很重要的工作。
3.2 程序管理
按照刀具軌跡或數(shù)據(jù)處理得到的數(shù)據(jù)及有關(guān)文 件,根據(jù)數(shù)控機(jī)床特定的指令代碼,編寫零件的加工 程序,它記錄著各種信息,不僅包含著加工方法,加 工決竅,而且還反映出一個(gè)單位的加工能力和加工 水平。應(yīng)該使其作為一個(gè)特殊的技術(shù)文件妥善保管 并存檔。對于編程人員,可調(diào)用此技術(shù)文件減小工作 量;對于生產(chǎn)管理者,可有效控制生產(chǎn)過程。通常情況 下,是把常用的程序輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。對常用零 件的加工程序,記錄下各個(gè)程序的零件名稱。對于不 常用的程序,要用書面的形式記錄下來。對程序中容 易出現(xiàn)問題的地方加上必要的說明,以備將來使用。
3.3 巧用參數(shù)編程解決實(shí)際加工問題
零件的加工內(nèi)容:內(nèi)孔及圓弧底面。 所用設(shè)備:上海數(shù)控儀表車床。
在加工一般圓弧時(shí),通常采用調(diào)用G66方式循環(huán)程序,其刀具運(yùn)動軌跡如圖9,實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn),由于刀具刀尖強(qiáng)度比較弱,刀具運(yùn)動到尖角處,刀具雙向受力,刀具耐用度很差。工藝分析結(jié)果,最好采用如圖10的加工路線。這時(shí)如果采用直接編程,每次進(jìn)刀都要計(jì)算出刀具軌跡。由于刀具剛性很差,需要多次分刀加工。如果想改變吃刀量,還要重新計(jì)算。為此,我們利用參數(shù)編程,很好地解決了零件內(nèi)孔及圓弧面的加工。
4 結(jié)束語
數(shù)控加工中關(guān)鍵因素的分析,為合理有效的提 高數(shù)控機(jī)床的利用率提供了可行的依據(jù)。其應(yīng)用可 有效保證數(shù)控機(jī)床的加工精度及良好的加工效果。
精密沖壓機(jī)模具安裝方法:
沖壓模具按圖加工和裝配后,必須裝在指定的精密沖壓機(jī)上,用規(guī)定的材料進(jìn)行試沖,然后根據(jù)試沖中發(fā)現(xiàn)的問題,對模具進(jìn)行調(diào)整,直至能符合生產(chǎn)使用的要求,才能交付生產(chǎn)使用。
沖壓機(jī)試沖與調(diào)整的目的:
1)鑒定模具是否能穩(wěn)定地沖出合格制件。因?yàn)橐粋€(gè)沖壓件是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具零件加工和模具裝配等若干工藝過程生產(chǎn)出來的,其中任何一項(xiàng)工作失誤,都可能影響制件的質(zhì)量。因此,沖模加工和裝配后必須先經(jīng)過試沖,然后檢驗(yàn)試沖件質(zhì)量是否符合制件圖的要求,最后根據(jù)存在的問題,分析其產(chǎn)生的原因,并設(shè)法加以修正,使制造出的模具能穩(wěn)定地沖出合格制件。
2)通過沖壓設(shè)備試沖,鑒定模具的安裝和操作(送料、定位、卸料、取件等)是否方便、可靠和安全。
3)有時(shí)需通過試沖、調(diào)整來確定成形制件的毛坯形狀和尺寸。在沖模生產(chǎn)中,有些形狀復(fù)雜或精度要求較高的彎曲、拉深、成形等制件,很難在設(shè)計(jì)時(shí)精確地計(jì)算出變形前的毛坯尺寸和形狀。為了能得到較精確的毛坯形狀和尺寸,通常在沖壓設(shè)備試沖、調(diào)整沖模時(shí),通過反復(fù)試驗(yàn)不同形狀和尺寸的毛坯來獲得合格制件,從而確定毛坯的形狀和尺寸。
經(jīng)試沖、調(diào)整后的沖模,應(yīng)達(dá)到下列基本要求:
1)沖模能順利地安裝在指定的精密沖壓機(jī)上。
2)用指定的坯料,能在模具上穩(wěn)定地、順利地沖出合格的制件來。
3)應(yīng)排除在試模中暴露出的影響生產(chǎn)、安全、質(zhì)量和操作等各種不利因素,使沖模能達(dá)到穩(wěn)定、批量生產(chǎn)的目的。
4)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,確定出某些需試驗(yàn)決定的(毛坯)形狀和尺寸。
5)沖出一定數(shù)量的合格制件。通常根據(jù)用戶要求來決定試沖件的數(shù)量。