工質(zhì)量的另外的 重要 因素是加工工藝 、 軟件 、數(shù)控程序設(shè)計(jì)者、機(jī)床操作者。
數(shù)控編程一般可分為 4 個(gè)階段:準(zhǔn)備工作階段、技術(shù)方案階段、數(shù)控編程階段和程序定型階段。
1 .準(zhǔn)備工作階段:根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)書,按要求接收技術(shù)數(shù)據(jù),檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、時(shí)效性。明確生產(chǎn)計(jì)劃,能否按時(shí)完成。
2 .技術(shù)方案階段:數(shù)控編程前的首要工作是制定技術(shù)方案。公司把數(shù)控工藝和刀路程序設(shè)計(jì)合并由程序設(shè)計(jì)員一人負(fù)責(zé)。技術(shù)方案階段主要任務(wù)是根據(jù)車間的制造資源,編制數(shù)控加工的工藝方案。為了做好技術(shù)方案,必須了解加工環(huán)境和制造資源,包括:機(jī)床、刀具、夾具、軟件、工藝資源、毛坯(如毛料、鍛件、鑄件、熱處理、切削性能、預(yù)加工)等,還要對(duì)零件的技術(shù)要求弄清楚,如公差要求、光潔度、薄壁件的允許變形、裝配關(guān)系等。
數(shù)控工藝方案的設(shè)計(jì)是有難度的,因?yàn)橐幚淼男畔⒘看螅鞣N信息之間的關(guān)系又極為錯(cuò)綜復(fù)雜,這主要靠程序設(shè)計(jì)員的工作經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行。因此,工藝方案的設(shè)計(jì)質(zhì)量完全取決于技術(shù)人員的水平和經(jīng)驗(yàn)。
在高速銑技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天,數(shù)控工藝方案的設(shè)計(jì)重要性被提到了更高的地位。高速銑要求對(duì)加工的全過程進(jìn)行控制,任何疏忽都會(huì)引起嚴(yán)重的后果,因此,高速銑的工藝方案的編制好壞,將會(huì)對(duì)高速銑成敗起到?jīng)Q定性的作用。
3 .?dāng)?shù)控編程階段:在編程準(zhǔn)備期間,主要的依據(jù)是三維數(shù)據(jù)和工藝文件。程序設(shè)計(jì)員要分析零件的幾何特征,構(gòu)思加工過程,結(jié)合機(jī)床具體情況,考慮工件的定位,選用夾具。數(shù)控編程的第一步要正確定義加工坐標(biāo)系,選擇好對(duì)刀點(diǎn)。選擇的編程原點(diǎn)應(yīng)方便編程、便于測(cè)量檢查、便于操作,同時(shí)考慮引起的加工誤差較小。第二步是按照數(shù)控工藝方案一步一步地在計(jì)算機(jī)上編制刀具軌跡。第三步是驗(yàn)證程序的正確性,可行性。可以通過計(jì)算機(jī)仿真模擬或試切削樣件。第四步是優(yōu)化程序。
4 .程序定型階段:由主管領(lǐng)導(dǎo)審核數(shù)控編程刀路,合格后填寫數(shù)控加工程序單,繪制加工簡(jiǎn)圖。到現(xiàn)場(chǎng)了解程序執(zhí)行情況,總結(jié)程序編制經(jīng)驗(yàn)。
數(shù)控工藝的特點(diǎn)和數(shù)控加工工藝規(guī)劃的編制:
( 1 )數(shù)控工藝要考慮加工零件的工藝性,確定加工零件的裝夾與定位,選擇刀具,制定工藝路線、切削方法及工藝參數(shù)等,而這些在常規(guī)工藝中可以簡(jiǎn)化。
( 2 )數(shù)控工藝設(shè)計(jì)主要用于指導(dǎo)數(shù)控編程,我公司把數(shù)控工藝員和編程員的職責(zé)和二為一,由程序設(shè)計(jì)員負(fù)責(zé)整套
模具的數(shù)控加工過程,提高了工作效率。
( 3 )數(shù)控加工的自動(dòng)化程度高,影響因素多,在數(shù)控加工中,質(zhì)量和安全是自關(guān)重要的,必須得到保證。
( 4 )數(shù)控工藝的編制要有嚴(yán)密的條理性。數(shù)控工藝復(fù)雜,影響因素多,需要對(duì)數(shù)控加工的全過程深思熟慮,要有很好的條理性,才能編好數(shù)控工藝。加上數(shù)控加工的自動(dòng)化程度高,它的自適應(yīng)能力就低,一旦出現(xiàn)問題,工人很難現(xiàn)場(chǎng)糾正,輕者造成加工缺陷,重者引起安全事故,因此要預(yù)先有條理的做好數(shù)控工藝的設(shè)計(jì)。
( 5 )數(shù)控工藝的繼承性好。凡是在生產(chǎn)中證明是好的數(shù)控工藝,可以做成模板,作為檔案保存起來,在以后加工同類零件時(shí)調(diào)用,可以節(jié)約時(shí)間,保證質(zhì)量。
數(shù)控加工工藝規(guī)劃可以認(rèn)為是由零件初始狀態(tài)(毛坯)到最終狀態(tài)(零件)間的一系列工藝過程的狀態(tài)空間。數(shù)控工序的排序應(yīng)滿足如下的一般規(guī)則:
1. 先主后次。 2. 先面后孔,先銑后鉆。 3. 先粗后精。 4. 先做內(nèi)腔加工后做外形加工。 5. 按工序的順序,刀具直徑由大到小。 6. 上道工序的加工不能影響下道工序的裝夾與定位。 7. 用相同的工裝和夾具應(yīng)安排在一起做完,減少重復(fù)裝夾與 定位。 8. 數(shù)控工序要集中。 9. 不要把削弱零件剛性的工序排在前面。
一個(gè)好的數(shù)控加工工藝規(guī)劃還要考慮以下幾個(gè)方面:
是否能滿足零件的技術(shù)要求,是否能提高數(shù)控加工的效率,低的加工成本,好的質(zhì)量控制。
因此,通常一份完整的數(shù)控加工工藝規(guī)劃,大概包括如下內(nèi)容:
•
數(shù)控機(jī)床選擇。
• 加工方法選擇。
• 確定零件的裝夾方式并選擇夾具。
• 定位方法。
• 檢驗(yàn)要求及檢驗(yàn)方法。
• 選擇刀具。
• 加工中的誤差控制和公差控制。
• 定義數(shù)控工序。
• 數(shù)控工序排序。
• 切削參數(shù)選擇。
• 編制數(shù)控工藝程序單。
模塑公司通過在
模具行業(yè)中的比較,購(gòu)買了國(guó)際一流的數(shù)控加工軟件: UG NX4.0 和 POWERMILL6.0 ,通過多年的使用表明是非常適合
模具加工行業(yè)的,尤其是兩種軟件豐富實(shí)用的加工策略各不相同,互相補(bǔ)充使數(shù)控加工的質(zhì)量和效率得到了很大的提高。 POWERMILL 在偏置區(qū)域清除粗加工時(shí)可以加入螺旋功能,進(jìn)行實(shí)際切削時(shí)更加平穩(wěn),消除了相鄰刀路之間連接的進(jìn)刀方向突變,減少切削進(jìn)給的加速和減速,保持更穩(wěn)定的切削負(fù)荷,延長(zhǎng)了刀具壽命,對(duì)機(jī)床也起到了保護(hù)作用。

交叉等高精加工使用戶可定義一個(gè)分界角,淺灘區(qū)域內(nèi)將使用等高策略,其它部分使用三維偏置策略,并且可以在陡峭和平坦區(qū)域之間加入重疊距離,兩者相輔相成。

參數(shù)偏置精加工既可以保證曲面上刀路間的行距不超過設(shè)定的數(shù)值,又可以顯著減少三維偏置策略中在刀具路徑中可能出現(xiàn)的尖角,可以有效改善三維偏置加參考線的方法在工件表面的相交刀路產(chǎn)生的切削紋理,工件的外觀質(zhì)量更好。

切削參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。在
CAM 軟件中與切削相關(guān)的參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速 (Spindlespeed) 、進(jìn)給速率 (Cut feed) 、刀具切入時(shí)的進(jìn)給速率 (Lead in feed rate) 、步距寬度( Step-over )和切削深度( Step depth )等。
主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來計(jì)算,其計(jì)算公式為: n = 1000 V c / π d ,式中 d 為刀具直徑( mm ), Vc 為切削速度 (m/min) 。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關(guān),過低或過高的切削速度都會(huì)使刀具耐用度急劇下降。
模具精加工時(shí),應(yīng)盡量避免中途換刀,以得到較高的加工質(zhì)量,因此應(yīng)結(jié)合刀具耐用度認(rèn)真選擇切削速度。
進(jìn)給速度的選擇直接影響著
模具零件的加工精度和表面粗糙度,其計(jì)算公式為 F=nzf ,式中 n 為主軸轉(zhuǎn)速( r/min ), z 為
銑刀齒數(shù), f 為每齒進(jìn)給量 (mm/ 齒 ) 。每齒進(jìn)給量的選取取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和
銑刀結(jié)構(gòu)。工件的硬度和強(qiáng)度越高,每齒進(jìn)給量越小;當(dāng)加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí),應(yīng)選擇較低的進(jìn)給量;刀具切入進(jìn)給速度應(yīng)小于切削進(jìn)給速度。
吃刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制,其選擇原則是在滿足工藝要求和工藝系統(tǒng)剛度許可的條件下,選用盡可能大的吃刀量,以提高加工效率。為保證加工精度和表面粗糙度,應(yīng)留 0.1~0.3mm 的精加工余量。
在精加工時(shí),吃刀量的選擇與表面粗糙度有關(guān),
CAM 軟件中通常提供有兩種參數(shù)控制表面粗糙度:步距寬度( Stepover )和殘留高度 (Scallop) 。采用步距寬度控制表面粗糙度時(shí),步距寬度越小,表面粗糙度越小;采用殘留高度控制表面粗糙度時(shí),步距寬度會(huì)依據(jù)工件形狀自動(dòng)調(diào)整。
好的軟件確實(shí)可以提高
模具的加工質(zhì)量和效率,但它也只是一個(gè)工具,我們需要的是有豐富的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),同時(shí)熟練掌握軟件功能的數(shù)控程序設(shè)計(jì)者,因?yàn)槿瞬攀?FONT color=#000066>模具數(shù)控加工中的決定因素,對(duì)數(shù)控加工的質(zhì)量和效率起到關(guān)鍵作用。為此, 模塑公司建立了完善的 程序設(shè)計(jì)員培養(yǎng)體系。所有的設(shè)計(jì)員都要先在數(shù)控操作的崗位上實(shí)習(xí)一段時(shí)間,經(jīng)過嚴(yán)格操作考核合格后方能進(jìn)行數(shù)控程序的設(shè)計(jì)培訓(xùn)。程序設(shè)計(jì)員必須會(huì)用公 司所購(gòu)買的所有正版 數(shù)控加工軟件,并且熟練掌握至少一種后才能編制程序。為了保證
模具的數(shù)控加工質(zhì)量,就必須有好的數(shù)控程序,為了便于管理和控制加工質(zhì)量,我們根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)編寫了多種的程序編制規(guī)范,為公司的
模具質(zhì)量的穩(wěn)定和不斷提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
機(jī)床操作者是數(shù)控加工的執(zhí)行人,他們對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的控制也是很明顯的。他們?cè)趫?zhí)行加工任務(wù)的過程中對(duì)機(jī)床、刀柄、刀具、加工工藝、軟件和切削參數(shù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)最了解,他們的各項(xiàng)操作對(duì)數(shù)控加工影響最直接,所以機(jī)床操作者的技能和責(zé)任心也是提高數(shù)控加工質(zhì)量關(guān)鍵因素!
經(jīng)過多年的
模具加工分析,雖然機(jī)床等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的,但人才是影響數(shù)控加工質(zhì)量的決定性因素,因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)員和機(jī)床操作者的職業(yè)道德、技能水平、崗位責(zé)任心確定了各種先進(jìn)設(shè)備能夠發(fā)揮出多大的效能!所以我們一定要重視人才的培養(yǎng)和引進(jìn),為
模具質(zhì)量的持續(xù)提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!
作者簡(jiǎn)介: 雷 濤 ( 1976 ——),男,四川渠縣人,現(xiàn)供職于成都航天模塑股份有限公司
模具中心,主要負(fù)責(zé)
模具造型和數(shù)控程序的設(shè)計(jì)。
地址:四川省成都市龍泉驛區(qū)航天北路 818 信箱 2 分箱
成都航天模塑股份有限公司
模具中心 。 610100
電話:( 028 ) 84805405
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