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數(shù)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(shù)控加工來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，數(shù)控銑床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如何保證和提高數(shù)控銑床的加工質(zhì)量顯得非常重要。
二、數(shù)控銑的工藝分析
數(shù)控銑床是在普通銑床的基礎(chǔ)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(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備。如果工藝分析不周全，工藝處理不合理，會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)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(duì)零件進(jìn)行工藝分析。認(rèn)真仔細(xì)地分析零件圖，確定工件的裝夾方式，正確選擇數(shù)控機(jī)床，確定數(shù)控加工刀具、正確選擇切削用量，正確設(shè)置進(jìn)退刀方式等是工藝分析的重要內(nèi)容。故數(shù)控銑床在加工時(shí)應(yīng)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(shù)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(yīng)盡量采用基準(zhǔn)重合原則，可以避免基準(zhǔn)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(jù)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(jù)零件特征，加工平面和臺(tái)階面應(yīng)選擇面銑刀，加工凹槽應(yīng)選擇立銑刀，加工型腔、三維曲面等應(yīng)選擇球頭銑刀等；二是根據(jù)加工方式，粗加工時(shí)應(yīng)選擇強(qiáng)度高、可轉(zhuǎn)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(yīng)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(duì)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(dá)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(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等切削用量相適應(yīng)，不能顧此失彼。工件剛度差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)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(yīng)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(jī)床、工件和刀具的工藝系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)象。選取切削速度時(shí)應(yīng)按以下原則：粗銑時(shí)切削負(fù)荷大，Vc應(yīng)取小值；精銑時(shí)，為減小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可轉(zhuǎn)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(xiàn)銑刀壽命太低，應(yīng)適當(dāng)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(yīng)按實(shí)際的材料、加工方法以及機(jī)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(yīng)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。加工路線是指刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。刀具在切入和切離工件時(shí)，應(yīng)沿外輪廓曲線延長(zhǎng)線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平滑過(guò)渡。內(nèi)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(nèi)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(yīng)盡量縮短加工路線，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(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法來(lái)確定，確定加工余量應(yīng)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(nèi)應(yīng)力引起的變形越大，所以對(duì)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(dá)到規(guī)定的尺寸要求而致使工件報(bào)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(shù)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(yùn)行后，進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求，而且尺寸變化無(wú)規(guī)律。針對(duì)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(cè)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(bǔ)保證尺寸。若加工中尺寸變化有規(guī)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(bǔ)的方法保證加工精度。具體方法是：將該號(hào)刀的刀補(bǔ)減小0.05mm。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之，要保證零件在數(shù)控銑床上的加工質(zhì)量和加工效率，必須充分對(duì)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(shù)控銑床的操作技能，并進(jìn)行全程控制。
參考文獻(xiàn)：
[1]數(shù)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(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011.
[2]機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)/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(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011.
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