數控銑床加工工藝及加工質(zhì)量探討論文
一、引言
目前很多企業(yè)都采用數控加工來(lái)實(shí)現自動(dòng)化，數控銑床的應用越來(lái)越廣泛。如何保證和提高數控銑床的加工質(zhì)量顯得非常重要。
二、數控銑的工藝分析
數控銑床是在普通銑床的基礎上發(fā)展起來(lái)的，兩者的加工工藝基本相同。工藝分析是對零件進(jìn)行數控加工的前期準備。如果工藝分析不周全，工藝處理不合理，會(huì )導致數控加工時(shí)出現錯誤，嚴重的會(huì )出現廢品。因此，保證和提高零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵是正確、合理地對零件進(jìn)行工藝分析。認真仔細地分析零件圖，確定工件的裝夾方式，正確選擇數控機床，確定數控加工刀具、正確選擇切削用量，正確設置進(jìn)退刀方式等是工藝分析的重要內容。故數控銑床在加工時(shí)應注意以下幾個(gè)方面。第一，正確合理地選擇夾具：其一，盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專(zhuān)用夾具，數控銑零件大多為方形或箱體零件，可采用平口鉗或壓板進(jìn)行裝夾；其二，裝夾時(shí)應盡量采用基準重合原則，可以避免基準不重合誤差。[1]第二，合理選擇刀具。銑刀的種類(lèi)有很多，根據零件的形狀、零件的加工精度及表面質(zhì)量的要求以及生產(chǎn)效率等因素合理選擇刀具：一是根據零件特征，加工平面和臺階面應選擇面銑刀，加工凹槽應選擇立銑刀，加工型腔、三維曲面等應選擇球頭銑刀等；二是根據加工方式，粗加工時(shí)應選擇強度高、可轉位刀片刀具，以便滿(mǎn)足粗銑時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求，同時(shí)通過(guò)更換刀片降低成本。精加工時(shí)應選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；三是合理選擇銑削用量。在銑削過(guò)程中所選用的切削用量稱(chēng)為銑削用量。銑削用量的要素包括銑削速度Vc、進(jìn)給率f、背吃刀量ap和銑削寬度ae,銑削時(shí)，由于采用的銑削方式和選用的銑刀不同，背吃刀量ap和銑削寬度ae的表示也不同：其一，背吃刀量或銑削寬度的選擇。背吃刀量或銑削寬度的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定。在工件表面粗糙度值要求較大時(shí)，粗銑一次進(jìn)給就可以達到要求；在工件表面粗糙度值要求較小時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行；在工件表面粗糙度值要求很小時(shí)，可分粗銑、半精銑和精銑三步進(jìn)行；其二，進(jìn)給量和進(jìn)給速度的選取。切削時(shí)的進(jìn)給速度應與主軸轉速和背吃刀量等切削用量相適應，不能顧此失彼。工件剛度差或刀具強度低時(shí)，應取小值。加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，進(jìn)給量應選得小些，但不能選得過(guò)小，過(guò)小的進(jìn)給量反而會(huì )使表面粗糙度增大。輪廓加工中，選擇進(jìn)給量時(shí)還應注意輪廓拐角處的“超程”和“欠程”問(wèn)題。另外，在切削過(guò)程中，由于切削力的作用，使機床、工件和刀具的工藝系統產(chǎn)生變形，從而使刀具產(chǎn)生滯后，在拐角處會(huì )產(chǎn)生欠程現象，采用增加減速程序段或暫停程序的方法減少由此產(chǎn)生的欠程現象。選取切削速度時(shí)應按以下原則：粗銑時(shí)切削負荷大，Vc應取小值；精銑時(shí)，為減小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可轉位硬質(zhì)合金銑刀時(shí)，Vc可取較大值；實(shí)際銑削后，如發(fā)現銑刀壽命太低，應適當降低Vc。[2]第三，合理選擇切削液。切削液的作用是為了提高切削加工效果。切削液的種類(lèi)也很多，在加工中應按實(shí)際的材料、加工方法以及機床等因素綜合考慮后再選擇。例如高速鋼刀具熱硬性差，一般應使用切削液；切削銅、鋁及其合金，不能使用含硫的切削液；切削鎂合金，不能使用水基切削液，以免引起燃燒。第四，確定加工路線(xiàn)。加工路線(xiàn)是指刀具相對零件的運動(dòng)軌跡和方向。刀具在切入和切離工件時(shí)，應沿外輪廓曲線(xiàn)延長(cháng)線(xiàn)的切向切入和切離工件，以避免在切入和切出處產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì)量，保證零件外輪廓曲線(xiàn)平滑過(guò)渡。內輪廓的加工主要是要解決Z向切深進(jìn)刀的問(wèn)題，通常加工內輪廓的Z向進(jìn)刀方式主要有以下幾種：垂直切深進(jìn)刀、在工藝孔中進(jìn)刀、三軸聯(lián)動(dòng)斜線(xiàn)進(jìn)刀、三軸聯(lián)動(dòng)螺旋形進(jìn)刀。與此同時(shí)，在保證加工精度和表面粗糙度的前提下，應盡量縮短加工路線(xiàn)，減少刀具空行程時(shí)間。第五，加工余量的確定。加工余量可通過(guò)經(jīng)驗估算法、查表修正法、分析計算法來(lái)確定，確定加工余量應遵從以下原則：一是總加工余量和工序余量要分別確定；二是大零件取大余量。零件越大，切削力、內應力引起的變形越大，所以對余量要求也越大；三是余量要充分，防止因毛坯表面缺陷未能完全切除即達到規定的尺寸要求而致使工件報廢；四是，采用最小加工余量原則。在保證加工精度和加工質(zhì)量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時(shí)間，同時(shí)減少材料消耗，降低加工成本。
三、編制程序保證尺寸精度
第一，修改程序保證尺寸。在數控加工中，人們經(jīng)常采用這樣的方式進(jìn)行加工：程序自動(dòng)運行后，進(jìn)行測量，發(fā)現工件尺寸達不到要求，而且尺寸變化無(wú)規律。針對這種情況，可利用修改程序的方法來(lái)保證加工質(zhì)量。如圖中要求Φ30mm，實(shí)際測量為Φ30.06mm，可在軟件中將加工余量減少0.03（單邊值）。第二，修改刀補保證尺寸。若加工中尺寸變化有規律，如X和Y向的尺寸全部都比圖中尺寸大0.1mm，可通過(guò)修改刀補的方法保證加工精度。具體方法是：將該號刀的刀補減小0.05mm。
四、結束語(yǔ)
總之，要保證零件在數控銑床上的加工質(zhì)量和加工效率，必須充分對零件進(jìn)行合理的工藝分析、按圖紙要求編寫(xiě)加工程序，掌握數控銑床的操作技能，并進(jìn)行全程控制。
參考文獻：
[1]數控加工工藝學(xué)/人力資源和社會(huì )保障部教材辦公室組織編寫(xiě).—3版.—北京：中國勞動(dòng)社會(huì )保障出版社，2011.
[2]機械制造工藝基礎/人力資源和社會(huì )保障部教材辦公室組織編寫(xiě).—6版.—北京：中國勞動(dòng)社會(huì )保障出版社，2011.
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