數(shù)控加工典型問答

東北大俠

由于數(shù)控加工的復雜性（如不同的機床,，不同的材料，不同的刀具,，不同的切削方式,，不同的參數(shù)設定等等），決定了從從事數(shù)控加工（無論是加工還是編程）到到達一定水平,，必須經(jīng)過一段比較長的時間,，此手冊是本實驗室的工程師在長期實際生產(chǎn)過程中總結(jié)出來的、有關(guān)數(shù)控加工工藝,、工序,、常用刀具參數(shù)的選擇,、加工過程中的監(jiān)控等方面的一些經(jīng)驗總匯，可供大家參考.
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) [$ v3 x" v1 ?1 Y; a( Z一 .問：如何對加工工序進行劃分,？
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. X6 ]+ d( R/ A6 y+ |6 F0 j* z9 G答：數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：


, {- t" @; {7 X! |4 q& o# y. n: Y（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序,，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀,、第三把完成它們可以完成的其它部位,。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差,。
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（2）以加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件,，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形,、外形,、曲面或平面等。一般先加工平面,、定位面,，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀,，再加工復雜的幾何形狀,；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位,。


（3）以粗,、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形,，故一般來說凡要進行粗,、精加工的都要將工序分開。
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: |% M- @- q& R綜上所述,，在劃分工序時,，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機床的功能,，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少,，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則,，要根據(jù)實際情況來確定,，但一定力求合理。
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( o$ ~4 V3 F- y二． 問：加工順序的安排應遵循什么原則,？


答：加工順序的安排應根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況,，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行：
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  H2 F* D+ h. \. ?9 n! k(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊,，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮,。

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, V3 d- ?* `& j8 n! i: ]! b(2)先進行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進行外形加工工序,。
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9 T% n1 f4 p- i(3)以相同定位,、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重復定位次數(shù),，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù),。


(4)在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞小的工序,。


- d2 f( ?% I0 p& M: G) |- j三．問：工件裝夾方式的確定應注意那幾方面,？


答：在確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點：
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" g# ?- m, S, o; ]（1） 力求設計、工藝,、與編程計算的基準統(tǒng)一,。
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( }1 ]. `  j5 x, @/ n+ i: `6 b$ l; q（2） 盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面,。

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（3） 避免采用占機人工調(diào)整方案,。
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4 X: Z9 z( X: [（4） 夾具要開暢，其定位,、夾緊機構(gòu)不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞）,，碰到此類情況時，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾,。
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四．問：如何確定對刀點比較合理,？工件坐標系與編程坐標系有什么關(guān)系？


$ C8 |* s- E% P% I1．對刀點可以設在被加工零件的上,，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位,，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞,，會導致第二道工序和之后的對刀點無從查找,，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)系的地方設立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點,。這個相對對對刀位置通常設在機床工作臺或夾具上,。其選擇原則如下：

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1） 找正容易。

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; w& z/ K9 X/ ]6 }: J0 o2） 編程方便,。
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3） 對刀誤差小,。
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  T3 R4 W, p; a4） 加工時檢查方便、可*,。


2 ]. e! a- \' K& n2. 工件坐標系的原點位置是由操作者自己設定的,，它在工件裝夾完畢后，通過對刀確定，它反映的是工件與機床零點之間的距離位置關(guān)系,。工件坐標系一旦固定,，一般不作改變。工件坐標系與編程坐標系兩者必須統(tǒng)一,，即在加工時,，工件坐標系和編程坐標系是一致的。
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; I6 a$ Z/ {* ]% G五． 問：如何選擇走刀路線,？
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1 ?7 z2 z4 }9 g3 f0 a2 T走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工件的運動軌跡和方向,。加工路線的合理選擇是非常重要的，因為它與零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān),。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
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9 G- ?4 C. V) Y6 u% ]$ R+ f2 r$ z1） 保證零件的加工精度要求,。
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2） 方便數(shù)值計算，減少編程工作量,。

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8 R) i/ ]# m/ ~1 Q3） 尋求最短加工路線,，減少空刀時間以提高加工效率。
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4） 盡量減少程序段數(shù),。

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$ r. T7 x& B- V0 R5） 保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求,，最終輪廓應安排最后一走刀連續(xù)加工出來。


6） 刀具的進退刀（切入與切出）路線也要認真考慮,，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕,，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。

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六．問：如何在加工過程中監(jiān)控與調(diào)整,？


工件在找正及程序調(diào)試完成之后,，就可進入自動加工階段。在自動加工過程中,，操作者要對切削的過程進行監(jiān)控,，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問題及其它事故。
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9 S$ C! y) |1 ^  z對切削過程進行監(jiān)控主要考慮以下幾個方面：
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1．加工過程監(jiān)控 粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除,。在機床自動加工過程中,，根據(jù)設定的切削用量，刀具按預定的切削軌跡自動切削,。此時操作者應注意通過切削負荷表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況,，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量,，發(fā)揮機床的最大效率,。

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2．切削過程中切削聲音的監(jiān)控 在自動切削過程中，一般開始切削時,，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的,、連續(xù)的、輕快的，此時機床的運動是平穩(wěn)的,。隨著切削過程的進行,，當工件上有硬質(zhì)點或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過程出現(xiàn)不穩(wěn)定,，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化,，刀具與工件之間會出現(xiàn)相互撞擊聲，機床會出現(xiàn)震動,。此時應及時調(diào)整切削用量及切削條件,，當調(diào)整效果不明顯時，應暫停機床,，檢查刀具及工件狀況,。
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. B8 D' {* H/ s5 z2 G3．精加工過程監(jiān)控 精加工，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量,，切削速度較高,，進給量較大。此時應著重注意積屑瘤對加工表面的影響,，對于型腔加工,，還應注意拐角處加工過切與讓刀。對于上述問題的解決,，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置,，讓加工表面時刻處于最佳]的冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量,，通過調(diào)整切削用量,，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無明顯效果,，則應停機檢察原程序編得是否合理,。

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! [) J" {2 t, m! v& `$ K特別注意的是，在暫停檢查或停機檢查時,，要注意刀具的位置,。如刀具在切削過程中停機，突然的主軸停轉(zhuǎn),，會使工件表面產(chǎn)生刀痕,。一般應在刀具離開切削狀態(tài)時，考慮停機,。
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（4）刀具監(jiān)控 刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量。在自動加工切削過程中,，要通過聲音監(jiān)控,、切削時間控制、切削過程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況,。要根據(jù)加工要求,，對刀具及時處理，防止發(fā)生由刀具未及時處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問題,。


3 g* Z# Y. m# r" y8 X七．問：如何合理選擇加工刀具,？切削用量有幾大要素？有幾種材料的刀具,？如何確定刀具的轉(zhuǎn)速,，切削速度，切削寬度,？

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（一）1．平面銑削時應選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀,。一般銑削時，盡量采用二次走刀加工,，第一次走刀最好用端銑刀粗銑,，沿工件表面連續(xù)走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%,。

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4 w8 @9 \) Z/ U* p3 v, F, E2 y, Q2． 立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺,、凹槽和箱口面。
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3． 球刀,、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形,。而球刀多用于半精加工和精加工。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開粗,。
3 E! u# u, e9 w1 ~5 R" l1 m% M* V
. O8 x7 d& U3 z7 l八,、問：加工程序單有什么作用?在加工程序單中應包括什么內(nèi)容？

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' U, U# A8 M% W8 i: w1 j6 v0 O答：（一）加工程序單是數(shù)控加工工藝設計的內(nèi)容之一,，也是需要操作者遵守,、執(zhí)行的規(guī)程，是加工程序的具體說明,，目的是讓操作者明確程序的內(nèi)容,、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既應注意的問題等,。


（二）在加工程序單里,，應包括：繪圖和編程文件名，工件名稱,，裝夾草圖,，程序名，每個程序所使用的刀具,、切削的最大深度,，加工性質(zhì)（如粗加工還是精加工）,，理論加工時間等。
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& y& G* I2 X2 _0 M& _九,、問：數(shù)控編程前要做何準備,？
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答：在確定加工工藝后，編程前要了解：1,、工件裝夾方式 ,；2、工件毛胚的大小----以便確定加工的范圍或是否需要多次裝夾,；3,、工件的材料----以便選擇加工所使用何種刀具；4,、庫存的刀具有哪些----避免在加工時因無此刀具要修改程序,，若一定要用到此刀具，則可以提前準備,。

十,、問：在編程中安全高度的設定有什么原則？

答：安全高度的設定原則：一般高過島嶼的最高面,�,；蛘邔⒕幊塘泓c設在最高面，這樣也可以最大限度避免撞刀的危險,。
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十一,、問：刀具路徑編出來之后，為什么還要進行后處理,？

1 I' O* \. v* E3 b6 d答：因為不同的機床所能認到的地址碼和NC程序格式不同,，所以要針對所使用的機床選擇正確的后處理格式才能保證編出來的程序可以運行。
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# ^* |9 c; B2 u) i十二. 問：什么是DNC通訊,？

答：程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種,，CNC是指程序通過媒體介質(zhì)（如軟盤，讀帶機,，通訊線等）輸送到機床的存儲器存儲起來,，加工時從存儲器里調(diào)出程序來進行加工。由于存儲器的容量受大小的限制,，所以當程序大的時候可采用DNC方式進行加工,，由于DNC加工時機床直接從控制電腦讀取程序（也即是邊送邊做），所以不受存儲器的容量受大小的限制,。

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（二）切削用量有三大要素：切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和進給速度. 切削用量的選擇總體原則是:


+ i3 Z! S) q+ T, s# J9 X! J少切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)


4 z7 \$ _" u3 Y(三).按材料分類,刀具一般分為普通硬質(zhì)白鋼刀(材料為高速鋼),涂層刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).

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