1. 白鋼刀轉(zhuǎn)速不可太快。
2. 銅工開粗少用白鋼刀,多用飛刀或合金刀。
3. 工件太高時(shí),應(yīng)分層用不同長(zhǎng)度的刀開粗。
4. 用大刀開粗后,應(yīng)用小刀再清除余料,保證余量一致才光刀。
5. 平面應(yīng)用平底刀加工,少用球刀加工,以減少加工時(shí)間。
6. 銅工清角時(shí),先檢查角上R大小,再確定用多大的球刀。
7. 校表平面四邊角要鑼平。
8. 凡斜度是整數(shù)的,應(yīng)用斜度刀加工,比如管位。
9. 做每一道工序前,想清楚前一道工序加工后所剩的余量,以避免空刀或加工過多而刀。
10. 盡量走簡(jiǎn)單的刀路,如外形、挖槽,單面,少走環(huán)繞等高。
11. 走WCUT時(shí),能走FINISH 的,就不要走ROUGH 。
12. 外形光刀時(shí),先粗光,再精光,工件太高時(shí),先光邊,再光底。
13. 合理設(shè)置公差,以平衡加工精度和電腦計(jì)算時(shí)間。開粗時(shí),公差設(shè)為余量 的1/5,光刀時(shí),公差設(shè)為0.01。
14. 做多一點(diǎn)工序,減少空刀時(shí)間。 做多一點(diǎn)思考,減少出錯(cuò)機(jī)會(huì)。 做多一點(diǎn)輔助線輔助面,改善加工狀況。
15. 樹立責(zé)任感,仔細(xì)檢查每個(gè)參數(shù),避免返工。
16. 勤于學(xué)習(xí),善于思考,不斷進(jìn)步。
17.銑非平面,多用球刀,少用端刀,不要怕接刀;
18.小刀清角,大刀精修;
19.不要怕補(bǔ)面,適當(dāng)補(bǔ)面可以提高加工速度,美化加工效果.
20.毛坯材料硬度高:逆銑較好
21.毛坯材料硬度低:順銑較好
22.機(jī)床精度好、剛性好、精加工:較適應(yīng)順銑,反之較適應(yīng)逆銑
23.零件內(nèi)拐角處精加工強(qiáng)烈建議要用順銑。
24.粗加工:逆銑較好,精加工:順銑較好
25.刀具材料韌性好、硬度低:較適應(yīng)粗加工(大切削量加工)
26.刀具材料韌性差、硬度高:較適應(yīng)精加工(小切削量加工)
加工中心是一種工藝范圍較大的數(shù)控加工機(jī)床,能進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項(xiàng)工作。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。加工工藝范圍如圖1-圖4。
圖4鏜削加工
1.工藝性分析
一般主要考慮以下幾個(gè)方面:(1)選擇加工內(nèi)容
加工中心最適合加工形狀復(fù)雜、工序較多、要求較高,需使用多種類型的通用機(jī)床、刀具和夾具,經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。(2)檢查零件圖樣
零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確,標(biāo)注齊全。同時(shí)要特別注意,圖樣上應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),從而簡(jiǎn)化編程,保證零件的精度要求。
例如圖5中所示零件圖樣。在圖5a中,A、B兩面均已在前面工序中加工完畢,在加工中心上只進(jìn)行所有孔的加工。以A、B兩面定位時(shí),由于高度方向沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),ф48H7孔和上方兩個(gè)ф25H7孔與B面的尺寸是間接保證的,欲保證32.5±0.1和52.5±0.04尺寸,須在上道工序中對(duì)105±0.1尺寸公差進(jìn)行壓縮。若改為圖5b所示標(biāo)注尺寸,各孔位置尺寸都以A面為基準(zhǔn),基準(zhǔn)統(tǒng)一,且工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,各尺寸都容易保證。(3)分析零件的技術(shù)要求
根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能,分析各項(xiàng)幾何精度和技術(shù)要求是否合理;考慮在加工中心加工,能否保證其精度和技術(shù)要求;選擇哪一種加工中心最為合理。(4)審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性
分析零件的結(jié)構(gòu)剛度是否足夠,各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理等。
2.工藝過程設(shè)計(jì)
工藝設(shè)計(jì)時(shí),主要考慮精度和效率兩個(gè)方面,一般遵循先面后孔、先基準(zhǔn)后其它、先粗后精的原則。加工中心在一次裝夾中,盡可能完成所有能夠加工表面的加工。對(duì)位置精度要求較高的孔系加工,要特別注意安排孔的加工順序,安排不當(dāng),就有可能將傳動(dòng)副的反向間隙帶入,直接影響位置精度。例如,安排圖6a所示零件的孔系加工順序時(shí),若按圖6b的路線加工,由于5. 6孔與1.2.3.4孔在Y向的定位方向相反,y向反向間隙會(huì)使誤差增加,從而影響5.6孔與其它孔的位置精度。按圖6c所示路線,可避免反向間隙的引入。
圖6鏜孔加工路線
加工過程中,為了減少換刀次數(shù),可采用刀具集中工序,即用同一把刀具把零件上相應(yīng)的部位都加工完,再換第二把刀具繼續(xù)加工。但是,對(duì)于精度要求很高的孔系,若零件是通過工作臺(tái)回轉(zhuǎn)確定相應(yīng)的加工部位時(shí),因存在重復(fù)定位誤差,不能采取這種方法。3.零件的裝夾
(1)定位基準(zhǔn)的選擇
在加工中心加工時(shí),零件的定位仍應(yīng)遵循六點(diǎn)定位原則。同時(shí),還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
1)進(jìn)行多工位加工時(shí),定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容,即便于各個(gè)表面都能被加工的定位方式。例如,對(duì)于箱體零件,盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。
2)當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí),應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣,明確該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能,通過尺寸鏈的計(jì)算,嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸位置精度要求,確保加工精度。
3)編程原點(diǎn)與零件定位基準(zhǔn)可以不重合,但兩者之間必須要有確定的幾何關(guān)系。編程原點(diǎn)的選擇主要考慮便于編程和測(cè)量。例如,圖7中的零件在加工中心上加工Φ80H7孔和4-Φ25H7孔,其中4-ф25H7都以ф80H7孔為基準(zhǔn),編程原點(diǎn)應(yīng)選擇在ф80H7孔的中心線上。當(dāng)零件定位基準(zhǔn)為A、B兩面時(shí),定位基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)不重合,但同樣能保證加工精度。
圖7編程原點(diǎn)與定位基準(zhǔn)
(2)零件的夾緊
在考慮夾緊方案時(shí),應(yīng)保證夾緊可靠,并盡量減少夾緊變形。(3)夾具的選用
在加工中心上,夾具的任務(wù)不僅是裝夾零件,而且要以定位基準(zhǔn)為參考基準(zhǔn),確定零件的加工原點(diǎn)。因此,定位基準(zhǔn)要準(zhǔn)確可靠。
4.刀具的選擇
加工中心對(duì)刀具的基本要求是:
1)良好的切削性能:能承受高速切削和強(qiáng)力切削并且性能穩(wěn)定;
2)較高的精度:刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度;
3)配備完善的工具系統(tǒng):滿足多刀連續(xù)加工的要求。
加工中心所使用刀具的刀頭部分與數(shù)控銑床所使用的刀具基本相同,關(guān)于數(shù)控銑削刀具的選用。加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀柄部分不同,加工中心用刀柄帶有夾持槽供機(jī)械手夾持。
數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容,它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能,特別是DNC系統(tǒng)微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接,使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過程全部在計(jì)算機(jī)上完成,一般不需要輸出專門的工藝文件。
目前,許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題,如,刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等,編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù),就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。
因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的,這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比,同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn),能夠正確選擇刀刃具及切削用量。
數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)
數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接,機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種;③特殊型式,如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質(zhì)合金刀具;③金剛石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為:①車削刀具,分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種;②鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等;③鏜削刀具;④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求,近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用,在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數(shù)的80%~90%。
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比,有許多不同的要求,主要有以下特點(diǎn):①剛性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及熱變形小;②互換性好,便于快速換刀;③壽命高,切削性能穩(wěn)定、可靠;④刀具的尺寸便于調(diào)整,以減少換刀調(diào)整時(shí)間;⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦虎尴盗谢?biāo)準(zhǔn)化,以利于編程和刀具管理。
數(shù)控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時(shí),要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時(shí),應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺(tái)、凹槽時(shí),選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時(shí),可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí),由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為保證加工精度,切削行距一般采用頂端密距,故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀,因此,只要在保證不過切的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低。
在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫(kù)上,按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍,以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng),其刀柄有直柄(3種規(guī)格)和錐柄(4種規(guī)格)2種,共包括16種不同用途的刀柄。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中,由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行,占用輔助時(shí)間較長(zhǎng),因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量;②一把刀具裝夾后,應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟;③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;④先銑后鉆;⑤先進(jìn)行曲面精加工,后進(jìn)行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能,以提高生產(chǎn)效率等。
加工過程中切削用量的確定
合理選擇切削用量的原則是:粗加工時(shí),一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本;半精加工和精加工時(shí),應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè),并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。具體要考慮以下幾個(gè)因素:
①切削深度t。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下,t就等于加工余量,這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。②切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比,與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0.9)d。③切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施,但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大,刀具耐用度急劇下降,故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí),v可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí),v可選200m/min以上。④主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為:v=∏nd/1000。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān),可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。⑤進(jìn)給速度vF。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí),vF可選擇得大些。在加工過程中,vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整,但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。
隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用,量化生產(chǎn)線的形成,數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中,要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此,編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則,從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率,充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn),提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。
銑削加工中銑削切削速度的計(jì)算公式
工件材料 | 銑刀類型 | 刀具材料 | aw (mm) | ap(mm) | af(mm/z) | cv | qv | xv | yv | uv | pv | m | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 端銑刀 | YT15 | - | - | - | 172 | 0.2 | 0.1 | 0.4 | 0.2 | 0 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 端銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | ≤ 0.1 | 41 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 端銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | > 0.1 | 26 | 0.25 | 0.1 | 0.4 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | YT15 | ≤ 2 | ≤ 35 | ≥0.15 | 201 | 0.17 | -0.05 | 0.28 | 0.19 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | YT15 | >2 | ≤ 35 | ≥0.15 | 229 | 0.17 | -0.05 | 0.28 | 0.38 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | YT15 | ≤ 2 | >35 | ≥0.15 | 318 | 0.17 | 0.08 | 0.28 | 0.19 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | YT15 | >2 | >35 | ≥0.15 | 362 | 0.17 | 0.08 | 0.28 | 0.38 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | ≤ 0.10 | 34 | 0.45 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 圓柱形銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | > 0.1 | 22 | 0.20 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒盤銑刀銑平面與凸臺(tái) | YT15 | - | - | <0.12 | 586 | 0.20 | 0 | 0.12 | 0.4 | 0 | 0.35 | |
工件材料 | 銑刀類型 | 刀具材料 | aw (mm) | ap(mm) | af(mm/z) | cv | qv | xv | yv | uv | pv | m | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒盤銑刀銑平面與凸臺(tái) | YT15 | - | - | ≥0.12 | 324 | 0.20 | 0 | 0.4 | 0.4 | 0 | 0.35 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒圓銑刀銑槽 | YT15 | - | - | <0.06 | 800 | 0.20 | 0.1 | 0.12 | 0.3 | 0 | 0.35 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒圓銑刀銑槽 | YT15 | - | - | ≥0.06 | 302 | 0.20 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0 | 0.35 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒圓盤銑刀銑平面、凸臺(tái)及槽 | 高速鋼(用切削液) | - | - | ≤ 0.1 | 47 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 鑲齒圓盤銑刀銑平面、凸臺(tái)及槽 | 高速鋼(用切削液) | - | - | > 0.1 | 30 | 0.25 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 整體圓盤銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | - | 43 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 立銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | - | 29 | 0.45 | 0.1 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 切槽和切斷銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | - | 33 | 0.25 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 凸半圓和角銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | - | 33 | 0.45 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.33 | |
碳素結(jié)構(gòu)鋼ab=650MPa | 凹半圓銑刀 | 高速鋼(用切削液) | - | - | - | 27 | 0.45 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.33 |