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剪刀大法:如何对数控铣零件图样进行工艺分析

在数控工艺分析时,首先要对零件图样进行工艺分析,分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点,其主要内容包括:

 1)零件图样尺寸标注应符合编程的方便

在数控加工图上,宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法,既便于编程,也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编程零点的设置和计算。

2)零件轮廓结构的几何元素条件应充分

在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时,要分析各种几何元素的条件是否充分,如果不充分,则无法对被加工的零件进行编程或造型。

3)零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证

虽然数控机床加工精度很高,但对一些特殊情况,例如薄壁零件的加工,由于薄壁件的刚性较差,加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动,使得薄壁厚度尺寸公差难以保证,其表面粗糙度也随之增大,根据实践经验,对于面积较大的薄壁,当其厚度小于3mm时,应在工艺上充分重视这一问题。

4)零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一

在数控编程,如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似,考虑是否可以编在同一个程序,尽可能减少刀具规格和换刀次数,以减少辅助时间,提高加工效率。需要注意的是,刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。

5)零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工

采用较大直径铣刀来加工,可以减少刀具的走刀次数,提高刀具的刚性系统,不但加工效率得到提高,而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。

6)零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大

由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r,其中D为铣刀直径。当D一定时,圆角半径r(如图(1)所示)越大,铣刀端刃铣削平面的能力越差,效率也就越低,工艺性也越差。。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工,这是应当避免的。当D越大而r越小,铣刀端刃铣削平面的面积就越大,加工平面的能力越强, 铣削工艺性当然也越好。有时,铣削的底面面积较大,底部圆弧r也较大时,可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。

5)保证基准统一原则

若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面,由于基准不统一,往往会因为零件重新安装而接不好刀,加工结束后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不协调。因此,尽量利用零件本身具有的合适的孔或以零件轮廓的基准边或专门设置工艺孔(如在毛坯上增加工艺凸台或在后续工序要去除余量上设置基准孔)等作为定位基准,保证两次装夹加工后相对位置的准确性。

6)考虑零件的变形情况

当零件在数控铣削过程中有变形情况时,不但影响零件的加工质量,有时,还会出现蹦刀的现象。这时就应该考虑铣削的加工工艺问题,尽可能把粗、精加工分开或采用对称去余量的方法。当然也可以采用热处理的方法来解决。

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