1. 白鋼刀轉速不可太快。
2. 銅工開粗少用白鋼刀,多用飛刀或合金刀。
3. 工件太高時,應分層用不同長度的刀開粗。
4. 用大刀開粗后,應用小刀再清除余料,保證余量一致才光刀。
5. 平面應用平底刀加工,少用球刀加工,以減少加工時間。
6. 銅工清角時,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. 凡斜度是整數的,應用斜度刀加工,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. 盡量走簡單的刀路,如外形、挖槽,單面,少走環繞等高。
11. 走WCUT時,能走FINISH 的,就不要走ROUGH 。
12. 外形光刀時,先粗光,再精光,工件太高時,先光邊,再光底。
13. 合理設置公差,以平衡加工精度和電腦計算時間。開粗時,公差設為余量 的1/5,光刀時,公差設為0.01。
14. 做多一點工序,減少空刀時間。 做多一點思考,減少出錯機會。 做多一點輔助線輔助面,改善加工狀況。
15. 樹立責任感,仔細檢查每個參數,避免返工。
16. 勤于學習,善于思考,不斷進步。
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.不要怕補面,適當補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.機床精度好、剛性好、精加工:較適應順銑,反之較適應逆銑
23.零件內拐角處精加工強烈建議要用順銑。
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:較適應粗加工(大切削量加工)
26.刀具材料韌性差、硬度高:較適應精加工(小切削量加工)
加工中心是一種工藝范圍較大的數控加工機床,能進行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作。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方面:(1)選擇加工內容
加工中心最適合加工形狀復雜、工序較多、要求較高,需使用多種類型的通用機床、刀具和夾具,經多次裝夾和調整才能完成加工的零件。(2)檢查零件圖樣
零件圖樣應表達正確,標注齊全。同時要特別注意,圖樣上應盡量采用統一的設計基準,從而簡化編程,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,在加工中心上只進行所有孔的加工。以A、B兩面定位時,由于高度方向沒有統一的設計基準,ф48H7孔和上方兩個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105±0.1尺寸公差進行壓縮。若改為圖5b所示標注尺寸,各孔位置尺寸都以A面為基準,基準統一,且工藝基準與設計基準重合,各尺寸都容易保證。(3)分析零件的技術要求
根據零件在產品中的功能,分析各項幾何精度和技術要求是否合理;考慮在加工中心加工,能否保證其精度和技術要求;選擇哪一種加工中心最為合理。(4)審查零件的結構工藝性
分析零件的結構剛度是否足夠,各加工部位的結構工藝性是否合理等。
2.工藝過程設計
工藝設計時,主要考慮精度和效率兩個方面,一般遵循先面后孔、先基準后其它、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,就有可能將傳動副的反向間隙帶入,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,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,可采用刀具集中工序,即用同一把刀具把零件上相應的部位都加工完,再換第二把刀具繼續加工。但是,對于精度要求很高的孔系,若零件是通過工作臺回轉確定相應的加工部位時,因存在重復定位誤差,不能采取這種方法。3.零件的裝夾
(1)定位基準的選擇
在加工中心加工時,零件的定位仍應遵循六點定位原則。同時,還應特別注意以下幾點:
1)進行多工位加工時,定位基準的選擇應考慮能完成盡可能多的加工內容,即便于各個表面都能被加工的定位方式。例如,對于箱體零件,盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。
2)當零件的定位基準與設計基準難以重合時,應認真分析裝配圖樣,明確該零件設計基準的設計功能,通過尺寸鏈的計算,嚴格規定定位基準與設計基準間的尺寸位置精度要求,確保加工精度。
3)編程原點與零件定位基準可以不重合,但兩者之間必須要有確定的幾何關系。編程原點的選擇主要考慮便于編程和測量。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,編程原點應選擇在ф80H7孔的中心線上。當零件定位基準為A、B兩面時,定位基準與編程原點不重合,但同樣能保證加工精度。
圖7編程原點與定位基準
(2)零件的夾緊
在考慮夾緊方案時,應保證夾緊可靠,并盡量減少夾緊變形。(3)夾具的選用
在加工中心上,夾具的任務不僅是裝夾零件,而且要以定位基準為參考基準,確定零件的加工原點。因此,定位基準要準確可靠。
4.刀具的選擇
加工中心對刀具的基本要求是:
1)良好的切削性能:能承受高速切削和強力切削并且性能穩定;
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:滿足多刀連續加工的要求。
加工中心所使用刀具的刀頭部分與數控銑床所使用的刀具基本相同,關于數控銑削刀具的選用。加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數控銑床用刀柄部分不同,加工中心用刀柄帶有夾持槽供機械手夾持。
數控刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容,它不僅影響數控機床的加工效率,而且直接影響加工質量。CAD/CAM技術的發展,使得在數控加工中直接利用CAD的設計數據成為可能,特別是DNC系統微機與數控機床的聯接,使得設計、工藝規劃及編程的整個過程全部在計算機上完成,一般不需要輸出專門的工藝文件。
目前,許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規劃的有關問題,如,刀具選擇、加工路徑規劃、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工。
因此,數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時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,在編程時充分考慮數控加工的特點,能夠正確選擇刀刃具及切削用量。
數控加工常用刀具的種類及特點
數控加工刀具必須適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法。根據刀具結構可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用焊接或機夾式聯接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;③特殊型式,如復合式刀具、減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質合金刀具;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。為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等的要求,近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用,在數量上達到整個數控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數的80%~90%。
數控刀具與普通機床上所用的刀具相比,有許多不同的要求,主要有以下特點: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,切削性能穩定、可靠;④刀具的尺寸便于調整,以減少換刀調整時間;⑤刀具應能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除;⑥系列化、標準化,以利于編程和刀具管理。
數控加工刀具的選擇
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便、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,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進行自由曲面(模具)加工時,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量和切削效率方面都優于球頭刀,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,都應優先選擇平頭刀。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。
在加工中心上,各種刀具分別裝在刀庫上,按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄,以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍,以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統,其刀柄有直柄(3種規格)和錐柄(4種規格)2種,共包括16種不同用途的刀柄。
在經濟型數控機床的加工過程中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則:①盡量減少刀具數量;②一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工步驟;③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。
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,一般以提高生產率為主,但也應考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊,并結合經驗而定。具體要考慮以下幾個因素:
①切削深度t。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下,t就等于加工余量,這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床。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。經濟型數控機床的加工過程中,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0.9)d。③切削速度v。提高v也是提高生產率的一個措施,但v與刀具耐用度的關系比較密切。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系,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時,v可采用8m/min左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,v可選200m/min以上。④主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據切削速度v來選定。計算公式為:v=∏nd/1000。數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調(倍率)開關,可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。⑤進給速度vF。vF應根據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效率。加工表面粗糙度要求低時,vF可選擇得大些。在加工過程中,vF也可通過機床控制面板上的修調開關進行人工調整,但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統性能等的限制。
隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用,量化生產線的形成,數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中,要在人機交互狀態下即時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量和加工效率,充分發揮數控機床的優點,提高企業的經濟效益和生產水平。
銑削加工中銑削切削速度的計算公式
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 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 端銑刀 | YT15 | - | - | - | 172 | 0.2 | 0.1 | 0.4 | 0.2 | 0 | 0.2 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒盤銑刀銑平面與凸臺 | 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 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒盤銑刀銑平面與凸臺 | YT15 | - | - | ≥0.12 | 324 | 0.20 | 0 | 0.4 | 0.4 | 0 | 0.35 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒圓銑刀銑槽 | YT15 | - | - | <0.06 | 800 | 0.20 | 0.1 | 0.12 | 0.3 | 0 | 0.35 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒圓銑刀銑槽 | YT15 | - | - | ≥0.06 | 302 | 0.20 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0 | 0.35 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒圓盤銑刀銑平面、凸臺及槽 | 高速鋼(用切削液) | - | - | ≤ 0.1 | 47 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結構鋼ab=650MPa | 鑲齒圓盤銑刀銑平面、凸臺及槽 | 高速鋼(用切削液) | - | - | > 0.1 | 30 | 0.25 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 | |
碳素結構鋼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 |