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数控模具加工中心加工工艺制定和分析

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发表时间:2019-06-07 16:37作者:山东海特数控机床来源:模具加工中心网址:http://www.mjjgzx.com

  数控模具加工中心加工工艺是指对零作的加工順序进行规,其内容不仅位括详细的切加工步骤,还包括工装夹具、刀具和量具的号、规格,以及切例用量和其他特殊要求的内容,并且还应有数控加工坐标位置的工序图等。零件加工工艺是数控加工程序编的依据,在数控机上加工的零件,其加工程序都应有相应的加工工艺与之对应。

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  数控模具加工工艺的具体安排应该根据零件的结构、材料特性、夹紧定位、机床功能、加工部位的数量以及安装次数等进行灵活划分。


  (1)工序内容的初步划分。


  加工一个零件时,并非全部加工过程都适合在数控机床上完成,有时只有其中的一部分工序内容需要在数控机床上加工。因此,在加工之前,需要对图纸进行仔细的分析,并根据实际情况,如设备情况、刀具情况、工装夹具情况等,制订出合理的加工


  方案。


  在制订加工方案时,首先应划分出哪些工序内容是适于数控加工的,哪些工序内容


  是不适于数控加工的


  1)适于数控模具加工中心加工的内容。


  D通用机床无法加工的内容。


  ②)通用数控模具机床难加工,质量也难以保证的内容。


  3)通用数控模具机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容。


  具体而言,数控侁床与加工中心可以加工的零件一般有以下几种。


  a.平面类零件,即各个加工面都是平面,或可以展开成平面的零件。平面类零件是加工中最常见和最简单的一类零件,因此只需数控机床两坐标联动就能加工出来。


  b.曲面类零件,即加工面为空间曲面的零件,如叶轮(图19-2)、叶片、螺旋桨等。曲面类零件的加工面不能展开为平面,因此在加工时,加工面与铣刀始终为点接触。曲面类零件一般采用三轴联动的数控机床加工,如果曲面较复杂、通道较狭窄会伤及相邻表面或需要刀具摆动时,应采用四轴或五轴数控机味加工。


  c.变斜角类零件,即加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件,如图19-3所示。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面,在加工时,加工面与铣刀圆周瞬间接触为一条直线,所以应采用四轴或五轴数控机床进行摆角加工,如果使用三轴数控机床进行加工,可采取两轴半近似加工。


  d.箱体类零件,箱体类零件指具有一个及ー个以上的孔系,内部有一定的型腔或空发动机箱体等。箱体类零件的加工精度一般很高,尤其是形状精度和位置精度的要求非常严格。箱体类零件的加工一般要经过能、钻、扩、镗、、饱、攻或铣螺纹等工序。


  2)不适于数控模具加工的内容。


  ①占机调整时间长,需用专用工装协调的内容。


  ②加工部位分散,需要多次装夹、多次设置原点的工序内容。


  ③按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮。


  这类零件不适于使用数控加工的主要原因是获取数据困难,易于与检验依据发生矛盾,增加了程序编制的难度。


  在制订加工工艺时,还要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等因素。要防止把数控机床降格为通用机床使用。


  (2)加工工序划分方法。


  D刀具集中分序法。刀具集中分序法就是按所应用的刀具划分工序,即以同一把刀具加工的内容划分工序。通常用同一把刀具加工完成零件上所有可以加工的部位。再用第二把或第三把刀具完成它们可以完成的其他部位。这样可减少换刀次数,节省辅助时间,减少不必要的定位误差。但是,有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如控制系统的限制(主要是内存容量),机床连续工作时间的限制(如一道工序在一个工作班内不能结束)等。此外,程序太长会增加出错概率与检索的困难。因此程序不能太长,一道工序的内容不能太多。


  ②加工部位分序法。在数控机床上加工零件,一次装夹应尽可能地加工完所有能加工到的部位,因此对于加工部位很多的零件,可按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内形、外形、曲面或平面等,并将每一部分的加工作为一道工序。一般应遵从下列原则:一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;先加工精度较低的部位,再加工精度要求较高的部位。


  ③粗、精加工分序法。对于毛坯余量大、加工精度要求较高、并且易发生加工变形的零件,要按粗、精加工进行分序。一般将粗加工工序安排在精度较低、功率较大的数控机床或普通机床上,精加工则安排在精度较高的数控机床上进行加工。


  (3)加工顺序的安排。


  1)加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。加工顺序安排一般应按以下原则进行。


  ①基面先行。零件上用来作定位的定位面以及基准面应优先加工出来,这样定位精确、装夹误差小、与基准面相关的尺寸精度能更好地得到保证。


  ②先粗后精。按粗加工、半精加エ、精加工、光整加工的顺序依次进行。


  ③)先主后次。先加工零件上的主要表面、装配基面,能及早发现毛坯中可能出现的块陷。次要表面可穿插进行,放在主要加工表面加工到一定程度之后、精加工之前进行。

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  ④先面后孔。对于既侁平面又镗孔的零件,可先统面后孔,按此顺序加工可以提高孔的精度。因为侁削时切削力较大,工件易发生变形。先侁面后位孔,使其有一段时间恢复,减少由变形引起的对孔精度的影响。


  2)加工顺序的安排除遵循“基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔”的侁削加工顺序的原则外,还应遵循下列原则。


  ①以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序,最好连续加工,尽量使工件的装夹次数、掷动压板次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少,以提高加工精度和生产效率。


  ②先内后外原则,即先进行内腔加工,后进行外形加工。


  ③)为了及时发现毛坯的内在缺陷,精度要求较高的主要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前;大表面加工时,因内应力和热变形对工件影响较大,一般也需先加工。


  ④在同一次安装中进行的多个工步,应先安排对工件刚性破坏较小的工步。


  ⑤为了提高机床的使用效率,在保证加工质量的前提下,可将粗加工和半精加工合为一道工序。


  ⑥加工中容易损伤的表面(如螺纹等),应放在加工路线的后面。


  ⑦上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑。


  (4)易变形薄壁売体类零件的加工工艺。


  薄壁壳体类零件的特点有二:一是工件刚度差,加工时容易发生变形,影响工件的加工精度;二是零件形状不规则,往往很难利用零件原有的形状来找正和装夹。针对薄壁壳体类零件的上述特性,防止变形是加工薄壁壳体类零件的重要问题,因此在加工时要注意以下几点。

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  ①装夹工件时夹紧点要分布均匀,并且夹紧点要设置在刚度好的部位,夹紧力要适当。


  ②在加工时,为了减少热变形对工件加工精度的影响,应使用冷却液。


  ③合理地选择切削用量,以减小切削力和切削热。


  ④粗、精加工要分开,如果无法分开(如特大形的工件),在粗加工后应将工件放松,然后重新找正并用较小的夹紧力夹紧工件后,再进行精加工。


  ⑤对于形状不规则的薄壁壳体类零件,可在工件上增加工艺头或辅助支撑,待加工


  完毕后再去除。