数控编程-12.doc

2.4.3数控铣床夹具的基本要求及其选用原则铣床夹具的基本要求在数控铣床加工中，夹具是一种必不可少的工艺装置。数控铣床夹具与普通铣床夹具基本相同。但因数控铣床加工的特殊性，所以对夹具的要求也不完全一样。（1）为了保持零件安装位置与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，同时还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸关系。（2）在加工过程中，为了保证夹具与铣床主轴套筒或刀套、刀具不发生干涉，夹具在设计和制造时应尽可能开敞，使待加工面充分暴露在外，同时夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离。（3）在夹具的设计中，应尽量避免加工时更换夹紧点，以免影响零件的定位精度。铣床夹具的选用原则在选用夹具时，主要应从产品的生产批量、生产效率、加工质量以及经济性等方面进行考虑，具体选用时应按下列原则进行：（1）在小批量生产或新品研制中，应优先选用标准组合夹具。由于这类夹具的精度较高、通用性强、使用范围宽，而且大量使用标准件。因此，制造周期短、成本低。在单件或小批量生产中优势尤为明显。（2）在生产批量较大、选用标准组合夹具不能满足加工要求时，可选专用夹具。专用夹具可将零件迅速、准确、稳固地进行装夹，有利于工件的加工质量和生产效率的显著提高。（3）在生产批量很大时，可选用气动或液压夹具。这对于提高劳动生产率、降低工件成本、保证加工质量是十分有益的，但这类夹具的装置较复杂，费用也较高，应谨慎选择。2.4.4数控铣削加工的零件图分析在本章第二节中，已对数控加工工艺处理中的零件图分析进行了基本介绍，下面主要针对数控铣削加工的特点，列举一些为常见的工艺问题并分析如下。分析零件图主要应从构成零件的几何要素是否完备；零件上各项精度要求的高低；零件的材料与热处理要求等多方面进行综合分析和考虑。1.零件的尺寸标注在分析零件图时，除了考虑尺寸数据有否遗漏或重复、尺寸标注是否模糊不清和尺寸是否封闭等因素外。还应该分析零件图的尺寸标注方法是否便于编程。无论是用绝对、增量，还是混合方法编程，都希望零件从同一基准出发标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，不仅便于编程，而且便于尺寸之间的相互协调，并便于保持设计、制造及检测基准与编程原点设置的一致性。但有时，设计人员在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性要求，而采取局部分散的标注方法，以减少其积累误差，但这样会给编程带来很多不便。事实上，由于数控铣床的加工精度和重复定位精度都较高，因尺寸标注而产生的积累误差不会影响到加工的精度，因此利用尺寸链的有关知识局部分散的标注方法改为同基准集中标注或坐标式尺寸标注是完全可行的。2.零件的加工精度虽然数控铣床的加工精度高，但对一些过薄的腹板和缘板零件应认真分析其结构特点。这类零件在实际加工中因较大切削力的作用使薄板的表面粗糙度。当薄板的面积较大而厚度又小于3mm，就应充分重视这一问题，并采取相应措施来保证其加工的精度。如在编程时，利用机床的循环功能，减少每次进刀的切削深度或切削速度，从而减少切削力等方法，来控制零件在加工过程中的变形。3.零件的内转接圆弧零件的内槽及缘板之间的内转接圆弧半径R往往限制了刀具直径D的增大，R较小时的加工工艺性则较差。在这种情况下，仍应选用不同直径的铣刀分别进行粗、精加工，以最终保证零件上内转接圆弧半径的要求。4.零件的圆角半径零件的槽底圆角半径r或腹板与缘板相交的圆角半径r对平面的铣削影响较大。当r越大时，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也越低，如图2-15所示。因为铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D2r（D为铣刀直径），当D越大而r越小时，铣刀与铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性越好。反之，当r过大时，可采取先用r较小的铣刀粗加工（注意防止r被“过切”），再用r符合零件要求的铣刀进行精加工。5.零件的定位基准当零件需要多次装夹才能完成加工时，应保证多次装夹的定位基准尽量一致。对图2-16所示零件，当加工完上部分的孔或槽后，必须重新进行第二次装夹才能加工另一部分的孔或槽。若两次装夹的定位基准完全不同，往往会因零件的重新安装而接不好刀，即与上道工序加工的面接不齐或造成本来要求一致的两队应面上的轮廓错位，从而影响到零件的质量。6.零件加工中的换刀次数在数控铣床上加工的准备时间（如停车及对刀等所需时间）过长，不仅会降低生产效率，而且还会给 编程增加许多麻烦，同时，还因换刀了零件加工面上的接刀阶差，从而降低了零件的加工质量。所以，在工艺上应尽量统一安排要求的某些尺寸，如凹圆弧（R与r）的大小，最终减少换刀次数。综上所述，在分析零件图时，应综合考虑多方面因素的影响，权衡利弊，选择最佳的加工工艺方案。例如，对选择不同规格的铣刀进行粗、精加工以及减少换刀次数的问题，则应根据生产批量的大小、加工精度要求的高低和编程是否方便等因素进行综合分析，一获得最佳的工艺方案。2.4.5数控铣削的程序编制过程与数控车削的程序编制过程基本相似。但因数控铣削加工所涉及的机床坐标系、编程坐标系及数控功能与之有较大差异，所以在其程序编制过程中，应特别注意几个方面的问题。铣刀的刀位点铣刀的刀位点是指在加工程序编制中，用以表示铣刀特征的点，也是对刀和加工的基准点。对于不同类型的铣刀，其刀位点的确定也不相同。盘铣刀的刀位点为刀具对称中心平面与其圆住面上切削刃的交点；立铣刀的刀位点为刀具底平面与刀具轴线的交点；球头铣刀的刀位点为球心。因此，在编程之前，必须选择好铣刀的种类，并确定其刀位点，最终确定对刀点。零件尺寸公差对编程的影响在实际加工中，往往因零件各处尺寸的公差带不同，若用同一把铣刀、同一个刀具半径补偿值按基本尺寸编程加工，就很难保证各处尺寸在其公差范围之内。因此，可用下述方法来解决。1.将图示标注尺寸改为公差中值尺寸按照中值尺寸的计算方法，将图中所有非对称公差带的标注尺寸均改为中值尺寸（即在图2-17中，用括号示出尺寸的基本尺寸），并以此为依据编程，就可以保证零件加工后的尺寸精度要求。2.改变封闭尺寸发标注方法如图2-18中所示的封闭式标注，作为尺寸标注虽然不妥，但仍反映出设计者对零件孔间距的严格要求。为了保证零件加工后的孔间距符合设计意图并便于编程，必须对带封闭尺寸通过尺寸链计算方法，对原孔距尺寸进行适当调整，不能简单四取其公差中值尺寸（即图中各基本尺寸），也不能通过随意删去某些标注尺寸而试图达到解除尺寸封闭的目的。尖角过渡的数学处理在进行轮廓加工时，“尖角过渡”是经常遇到的问题，有时是图样中要求轮廓本身尖角，有时是因直线或圆弧逼近曲线轮廓后，在节点处出先尖角。如果不作处理，尖角的出现会造成刀具中心轨迹不连或发生干涉现象（如图2-19）。如在加工凸形轮廓表面时宜宾最大的分类信息网宜宾通宜宾房租售招聘求职二手买卖，宜宾网址大全宜宾最大的网站站，宜宾通影院最受网民喜爱的宜宾本土影院，将产生两段刀具中心轨迹不连续现象；在加工凹形轮廓时，将产生干涉现象。因此，在编程时要进行必要的处理，才能保证加工零件轮廓要求。具体可根据凸、凹零件轮廓的不同，采取以下几种处理方法。1.附加圆弧段法对图2-20（a）所示的凸形轮廓零件，在尖角A处，其附加铺助圆弧为aa1，Aa1为圆弧半径，a1为圆弧的终点，利用插补器增加一个尖角过渡的铺助圆弧程序段，使刀具多运行一段圆弧aa1，这样就能保证刀具的中心轨迹连续。2.直线尖角过渡法在图2-20（b）中，a点为尖角A的转折点，在编程时，应考虑使刀具沿CA方向多运行一段a0a，沿AB方向多运行一段距离aa1，使得刀具的中心轨迹连续，并且能将尖角A加工出来。3.机内自动补偿法如图2-20（c）所示，有的数控系统具有机内自动补偿尖角过渡的功能，可根据具体系统的要求进行处理。以上三种处理方法适用于凸形轮廓零件。4.编程处理对不便用刀补功能，而刀具直接沿其中心轨迹运动的零件（图2-21（a），因在尖角处的轨迹只有一点，即两条等距线的交点，这样，在尖角处零件轮廓上会留下一个半径等于r刀的圆弧。编程时，以设