一、分析零件圖樣內(nèi)容
分析加工輪廓的幾何條件:主要分析零件圖樣是工藝準(zhǔn)備中的首要工作,直接影響零件的制作及加工結(jié)果。主要包括以下幾項(xiàng)目的是針對(duì)圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進(jìn)行處理。分析零件圖樣上的尺寸公差要求,以確定控制其尺寸精度的加工工藝,如刀具的選擇及切削用量的確定等。
分析形狀和位置公差要求:對(duì)于數(shù)控切削加工中,零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床機(jī)械運(yùn)動(dòng)副精度的影響。在車(chē)削中,如沿z坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線(xiàn)不平形時(shí),則無(wú)法保證圓柱度這一形狀公差要求;又如沿X坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線(xiàn)不垂直時(shí),則無(wú)法保證垂直度這一位置公差要求。因此,進(jìn)行編程前要考慮進(jìn)行技術(shù)處理的有關(guān)方案。
分析零件的表面粗糙度要求,材料與熱處理要求,毛坯的要求,件數(shù)的要求也是對(duì)工序安排及走刀路線(xiàn)的確定等都是不可忽視的參數(shù)。
二、合理確定走刀路線(xiàn),并使其短
確定走刀路線(xiàn)的工作是加工程序編制的重點(diǎn),由于精加工切削程序走刀路線(xiàn)基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的,因此主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線(xiàn)。走刀路線(xiàn)泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起,直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)的路徑。包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路線(xiàn)短可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間,還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。下圖1所示為三種車(chē)錐方法,用矩形循環(huán)命令進(jìn)行加工,來(lái)分析一下走刀路線(xiàn)合理確定。
這種方法是每次進(jìn)刀后,車(chē)刀移動(dòng)軌跡平行于錐體母線(xiàn),隨著每次進(jìn)刀吃刀,Z相尺寸按一定比例增加,與普車(chē)加工錐體方法相同,使初學(xué)者易懂。Z向尺寸的計(jì)算方法是按公式C=D-d/L得出。若C為1:10,含義是直徑X上去除1毫米,長(zhǎng)度Z上增加10毫米。按該比例可以很簡(jiǎn)單的進(jìn)行制作,并且可以保證每一次車(chē)削的余量相同使切削均勻。圖1b為改變錐角車(chē)錐法,是隨著每一次X向進(jìn)刀,保持Z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小,只有后一刀是圖紙要求的錐角大小。這種車(chē)錐法可以不必進(jìn)行每次Z向尺寸的計(jì)算,但在加工中由于Z向尺寸相同,使加工路線(xiàn)較長(zhǎng),同時(shí)切削余量不均勻,影響工件的表面尺寸和粗糙度,一般適合于錐面較短,余量不大的錐體中。圖1c為階臺(tái)加工錐體法,這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線(xiàn),加工出許多小的階臺(tái),后一刀車(chē)刀沿錐體斜面進(jìn)行走刀,這種加工方法要先做1:1比例圖,否則易車(chē)廢工件,由于是臺(tái)階狀,所以余量不均勻,影響錐面加工質(zhì)量。
顯然,上述三種切削路線(xiàn)中,如果起刀點(diǎn)相同,則平行法車(chē)錐體路線(xiàn)合理,生產(chǎn)中常用此法進(jìn)行加工。
三、合理調(diào)用g命令使程序段少
按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線(xiàn)、斜線(xiàn)和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序,其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中,總是希望以少的程序段數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工,以使程序簡(jiǎn)潔,減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率。
由于數(shù)控車(chē)床裝置普遍具有直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能,除了非圓弧曲線(xiàn)外,程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線(xiàn)確定的各條程序得到,這時(shí)應(yīng)考慮使程序段少原則。選擇合理的G命令,可以使程序段減少,但也要兼顧走刀路線(xiàn)短。如加工上圖1的零件,如果毛坯均為棒料,可以用直線(xiàn)插補(bǔ)命令G01進(jìn)行編程,也可以用矩形循環(huán)命令G90進(jìn)行編程,還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進(jìn)行編程,都可以加工該工件。
對(duì)于非曲線(xiàn)軌跡的加工,所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下,進(jìn)行計(jì)算后才能得知。這時(shí),一條非圓曲線(xiàn)應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段(大多為直線(xiàn)或圓?。?dāng)能滿(mǎn)足其精度要求時(shí),所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為少。這樣,不但可以大大減少計(jì)算的工作量,而且還能減少輸入的時(shí)間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。
四、合理安排“回零”路線(xiàn)
在制作較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí),為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化,既不易出錯(cuò),又便于校核,將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”指令(即返回對(duì)刀點(diǎn)),使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置,然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀距離,降低生產(chǎn)效率。因此,在合理安排“回零”路線(xiàn)時(shí),應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短,或者為零,即滿(mǎn)足走刀路線(xiàn)短的要求。
五、合理選擇切削用量
自動(dòng)車(chē)床加工數(shù)控車(chē)削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù),包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度。它們的選擇與普車(chē)所要求的基本對(duì)應(yīng)一致,但數(shù)控車(chē)床加工的零件往往較復(fù)雜,切削用量按一定的原則初定后,還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整方法是利用數(shù)控車(chē)床的操作面板上各種倍率開(kāi)關(guān),隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,來(lái)實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置,這對(duì)操作者來(lái)說(shuō)應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。
六、編程中細(xì)節(jié)問(wèn)題處理
1、注意G04的合理使用
G04為暫停指令,其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停止加工。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng),常常被忽略。但它在對(duì)于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運(yùn)動(dòng)等方面都有很好的好處,常用于以下幾種情況:(1)切槽、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04命令。(2)當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí),應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置G04命令。(3)當(dāng)運(yùn)行速度變化很大時(shí)應(yīng)在其運(yùn)行指令改變時(shí)設(shè)置G04命令。(4)利用G04進(jìn)行斷削處理,根據(jù)粗加工的切削要求,可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工安排,每相鄰加工段中間用G04指令將其隔開(kāi)。加工時(shí),刀具每進(jìn)給一段后,即安排所設(shè)定較短的時(shí)間(0.5秒)實(shí)施暫停,緊接著在進(jìn)給一段,直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少,視斷削要求而定,當(dāng)斷削不夠理想時(shí),要增加分段數(shù)。
2、粗精加工分開(kāi)編程
提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率,車(chē)削工件輪廓的后一刀,通常由精車(chē)刀來(lái)連續(xù)加工完成,因此,粗精加工應(yīng)分開(kāi)制作。并且,刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng),盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓,以免因切削力的突然變化而造成彈性變形,致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。
3、制作時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的小制作單位還要小的數(shù)值時(shí),應(yīng)盡量向其實(shí)體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為?80+00、026則寫(xiě)X80.013。
4、制作時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。也就是說(shuō),編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來(lái),減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的加工誤差。在很多情況下,若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與制作所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致,故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí),還要通過(guò)尺寸鏈解算才能得到,然后才可進(jìn)行下一步的制作工作。
5、巧利用切斷刀倒角。對(duì)切斷面帶一倒角的零件,在批量車(chē)削加工中比較普遍,為了便于切斷并避免掉頭倒角,可巧利用切斷刀同時(shí)完成車(chē)倒角和切斷兩個(gè)工序,效果較好。同時(shí)切刀有兩個(gè)刀尖,在編程中要注意使用哪個(gè)刀尖及刀寬問(wèn)題,防止對(duì)刀加工時(shí)出錯(cuò)。