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數(shù)控車床加工技術(shù)要點(diǎn)分析

2023-07-03 12:00:00

數(shù)控車床加工技術(shù)要點(diǎn)分析

數(shù)控車床是加工各種機(jī)械零件的主要設(shè)備，在數(shù)控車床研究過(guò)程中，各種新技術(shù)的應(yīng)用為數(shù)控車床的性能以及工作效率提升帶來(lái)很大幫助。相較于普通車床，數(shù)控車床的最大特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化控制，在機(jī)械零件加工過(guò)程中可以發(fā)揮出更大的作用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械零件的準(zhǔn)確加工，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)前數(shù)控車床在機(jī)械設(shè)備加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在外形輪廓比較復(fù)雜的各種零件加工過(guò)程中，比如直線回轉(zhuǎn)體、斜線回轉(zhuǎn)體以及各種螺紋加工都可以使用數(shù)控車床，提高零件加工水平。數(shù)控車床加工零件的全部過(guò)程都是通過(guò)已經(jīng)編好的程序?qū)崿F(xiàn)控制的，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制整個(gè)車床的加工過(guò)程。由于數(shù)控車床加工有自己的特點(diǎn)，而且優(yōu)勢(shì)明顯，所以在現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

1、　數(shù)控車床的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

車床是加工零件的主要機(jī)械設(shè)備，在車床生產(chǎn)過(guò)程中，傳統(tǒng)車床電氣控制系統(tǒng)采用繼電器與接觸器，內(nèi)部控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率較高，隨著機(jī)械制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，車床制造技術(shù)也不斷更新，與傳統(tǒng)車床控制系統(tǒng)相比較而言，數(shù)控車床的性能更高、生產(chǎn)效率更高，而且生產(chǎn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化控制，可以有效地提高機(jī)械零件的制造水平。比如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，應(yīng)用了 PLC 電氣控制系統(tǒng)，使得數(shù)控車床的控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，不需要經(jīng)常更換零件，只需要更改系統(tǒng)的參數(shù)，就可以加工多種工藝形式的零件，在機(jī)械零件生產(chǎn)過(guò)程中一方面節(jié)約了成本，另一方面極大地提高了生產(chǎn)效率，降低零件生產(chǎn)過(guò)程中的時(shí)間消耗，體現(xiàn)出數(shù)控車床控制系統(tǒng)的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。另外，在數(shù)控車床的應(yīng)用過(guò)程中，還不斷研究數(shù)控車床的控制系統(tǒng)，使得數(shù)控車床的功能越來(lái)越完善，例如數(shù)控車床運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)車床的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自我診斷，診斷和處理數(shù)控車床加工過(guò)程中的故障問(wèn)題，在自動(dòng)診斷系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障之后會(huì)立即識(shí)別故障，并且發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警信息會(huì)及時(shí)顯示在控制系統(tǒng)的界面上，此時(shí)操作人員和維護(hù)人員可以通過(guò)顯示出來(lái)的各種信息，精確地查找和分析故障原因，并且及時(shí)排除故障，為數(shù)控車床加工提供良好的支持。

2、　數(shù)控車床加工技術(shù)要點(diǎn)

數(shù)控車床運(yùn)行過(guò)程中最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化控制，在加工零件的時(shí)候，通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的各種程序，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件加工過(guò)程的控制，提高加工水平。具體來(lái)講，數(shù)控車床加工技術(shù)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。

2.1　分析零件圖

在機(jī)械零件加工過(guò)程中，分析工藝設(shè)計(jì)圖紙，是提高加工水平的關(guān)鍵，在加工之前必須要首先分析加工工件的零件圖，例如觀察加工圖樣中的尺寸，看尺寸是否齊全、是否有模糊和矛盾、是否封閉；觀察工件的材料、尺寸差以及表面的粗糙程度，明確其精度控制方法，進(jìn)而選擇車床、刀具等；確定零件的形狀與位置公差，然后明確加工基準(zhǔn)和裝夾方案等。在加工之前必須要分析各種參數(shù)，為數(shù)控車床加工提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2.2　劃分工序

工序劃分是為數(shù)控車床加工提供工序支持的重要過(guò)程，在數(shù)控車床加工過(guò)程中，劃分工序的原則包括兩個(gè)，一個(gè)是工序集中原則，另一個(gè)是工序分散原則。工序集中原則指的是同時(shí)進(jìn)行裝夾，同時(shí)對(duì)多個(gè)表面進(jìn)行加工，這種工序設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)效率，比較適用于批量化生產(chǎn)，而且可以確保各個(gè)加工面之間的位置精度滿足要求，減少工件加工過(guò)程中的裝夾次數(shù)，有利于減少加工過(guò)程中的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。工序分散設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)控車床設(shè)備的要求比較低，可以使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且易于進(jìn)行維修的設(shè)備，對(duì)于加工人員的技術(shù)要求也不高。劃分?jǐn)?shù)控車床加工工序之后就可以確定具體的生產(chǎn)方案，例如要如何進(jìn)行裝夾、要選擇何種刀具、加工的方式是粗加工還是精加工等。

2.3　設(shè)計(jì)加工方案和走刀路線

數(shù)控車床加工之前必須要設(shè)計(jì)具體的加工方案，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。加工方案制訂過(guò)程中需要考慮的內(nèi)容主要是零件的形狀、尺寸、材料、刀具等，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。第一，首先進(jìn)行粗加工，然后進(jìn)行精加工，在數(shù)控車床加工過(guò)程中，經(jīng)過(guò)粗加工可以對(duì)毛坯元件進(jìn)行大致處理，為精加工奠定基礎(chǔ)，粗加工之后可以根據(jù)加工余量安排精加工。在精加工的時(shí)候要按照具體的加工要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工，尤其是要保證最后一次走刀過(guò)程連續(xù)，防止損傷工件的表面。第二，首先加工離起刀點(diǎn)近的部位，然后加工離起刀點(diǎn)比較遠(yuǎn)的位置，這種加工方案可以減少刀具移動(dòng)所需要的時(shí)間，而且不會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生危害，有利于改善加工的條件。第三，首先對(duì)工件的內(nèi)表面進(jìn)行加工，然后對(duì)外表面進(jìn)行加工。由于加工工件的內(nèi)表面比較困難，而且加工內(nèi)表面時(shí)產(chǎn)生的切屑不容易排除，切削熱也不易擴(kuò)散，所以首先要處理內(nèi)表面，然后再加工處理外表面。第四，加工方案應(yīng)使走刀路線最短。在加工方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該要考慮到刀具的路線，使得走刀路線最短，提高生產(chǎn)效率，并且可以減少對(duì)數(shù)控車床的消耗。在設(shè)計(jì)走刀路線的時(shí)候還要考慮到最后一次走刀過(guò)程，選擇最合適的切入與切出方向，使得整個(gè)零件的表面變得光滑。

2.4　確定定位和裝夾方案

在數(shù)控車床加工過(guò)程中，定位和裝夾是兩個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的精細(xì)化處理，在定位和裝夾方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該要注意定位準(zhǔn)確、裝夾迅速，防止定位出現(xiàn)偏差，對(duì)工件生產(chǎn)造成影響。另外，在數(shù)控車床裝夾方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該要充分考慮到工件的外形、材料種類以及變形的情況，從而實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。在數(shù)控車床加工過(guò)程中常用的夾具有三爪卡盤、液壓氣動(dòng)夾具等，無(wú)論哪一種夾具，都要求能夠準(zhǔn)確定位，并且拆裝方便。

2.5　確定切削用量

切削用量是工件加工過(guò)程中的重要參數(shù)，包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量等參數(shù)，在數(shù)控車床加工過(guò)程中，確定切削用量時(shí)和普通車床的方法類似，主要是根據(jù)切削的深度、刀具的進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速來(lái)確定的，這三個(gè)因素之間相互適應(yīng)，可以使得切削效果達(dá)到最佳。另外，在切削過(guò)程中，切削的深度還會(huì)由數(shù)控車床、刀具、夾具和工件的剛性決定，如果剛度允許，則可以選擇最大的切削深度，減少刀具的走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)速度，同時(shí)，要預(yù)留 0.1 ～ 0.5mm 的精加工余量，便于對(duì)工件進(jìn)行精加工。在設(shè)置進(jìn)給速度的時(shí)候，應(yīng)該要結(jié)合主軸的轉(zhuǎn)速以及切削的深度進(jìn)行確定，確保加工質(zhì)量的前提下，最大限度提高進(jìn)給速度，提高工件生產(chǎn)水平。