數(shù)控加工典型問(wèn)答

東北大俠

由于數(shù)控加工的復(fù)雜性（如不同的機(jī)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(shè)定等等），決定了從從事數(shù)控加工（無(wú)論是加工還是編程）到到達(dá)一定水平，必須經(jīng)過(guò)一段比較長(zhǎng)的時(shí)間，此手冊(cè)是本實(shí)驗(yàn)室的工程師在長(zhǎng)期實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中總結(jié)出來(lái)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(guò)程中的監(jiān)控等方面的一些經(jīng)驗(yàn)總匯，可供大家參考.

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( Q6 B6 f4 E% M0 J一 .問(wèn)：如何對(duì)加工工序進(jìn)行劃分？


& s4 p9 f* d" M$ b! ~$ S答：數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：


（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(shí)間，減少不必要的定位誤差。

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% S+ K' v1 x- ]% |（2）以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)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(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)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。
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, x( `8 _# ^6 m. m# L2 K（3）以粗、精加工分序法 對(duì)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(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。
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綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)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(shí)際情況來(lái)確定，但一定力求合理。

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+ `) ~& L! b/ W- ~3 K' h% t9 d二． 問(wèn)：加工順序的安排應(yīng)遵循什么原則？
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答：加工順序的安排應(yīng)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(lái)考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：

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(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(jī)床加工工序的也要綜合考慮。

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" Z# o/ r5 h! Q0 }(2)先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。
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(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(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。

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(4)在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。

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2 u8 u2 k; ^6 h7 r2 w9 f+ D三．問(wèn)：工件裝夾方式的確定應(yīng)注意那幾方面？

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( q+ i+ y1 Q& @1 X. ]) n答：在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：
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: A; A6 o% G. ^4 l7 `) f（1） 力求設(shè)計(jì)、工藝、與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

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) ?. p1 l& Q; _5 q) M3 f* M（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。


- Q/ E  P. f4 ?5 B（3） 避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案。
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（4） 夾具要開暢，其定位、夾緊機(jī)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(shí)，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。


7 A2 S& I. p0 V( E& g- r" ^/ v/ K四．問(wèn)：如何確定對(duì)刀點(diǎn)比較合理？工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系有什么關(guān)系？
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4 `0 U8 `4 N7 ]5 W! X/ @1．對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件的上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。其選擇原則如下：

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1） 找正容易。
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9 _1 k7 a- }0 M7 P' x# V9 o/ T+ [2） 編程方便。
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4 k- n' k  D5 Y. s3） 對(duì)刀誤差小。
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4） 加工時(shí)檢查方便、可*。
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2. 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過(guò)對(duì)刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點(diǎn)之間的距離位置關(guān)系。工件坐標(biāo)系一旦固定，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時(shí)，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的。
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1 O4 L+ K  S  X! f( \五． 問(wèn)：如何選擇走刀路線？
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! c  |$ T: E' B' x走刀路線是指數(shù)控加工過(guò)程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c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(diǎn):
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, B0 W, n. N7 W/ i3 e% H1 Q1） 保證零件的加工精度要求。
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: l& q! x6 \2 y! T% S( q* G2） 方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。
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" n1 B& g8 C$ I+ e3） 尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。
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4） 盡量減少程序段數(shù)。


: ?, N% [8 ], _) S5） 保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來(lái)。


& s) F% y( e/ W( T! e& P. y6） 刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)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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4 r% Y7 D7 f( W1 Z) X* J六．問(wèn)：如何在加工過(guò)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(jìn)入自動(dòng)加工階段。在自動(dòng)加工過(guò)程中，操作者要對(duì)切削的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問(wèn)題及其它事故。
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對(duì)切削過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控主要考慮以下幾個(gè)方面：
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& Q% Z& H3 u& H4 Y" [$ @6 q1．加工過(guò)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(jī)床自動(dòng)加工過(guò)程中，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動(dòng)切削。此時(shí)操作者應(yīng)注意通過(guò)切削負(fù)荷表觀察自動(dòng)加工過(guò)程中的切削負(fù)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(jī)床的最大效率。
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2．切削過(guò)程中切削聲音的監(jiān)控 在自動(dòng)切削過(guò)程中，一般開始切削時(shí)，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的。隨著切削過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點(diǎn)或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過(guò)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(huì)出現(xiàn)相互撞擊聲，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時(shí)，應(yīng)暫停機(jī)床，檢查刀具及工件狀況。


3．精加工過(guò)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(jìn)給量較大。此時(shí)應(yīng)著重注意積屑瘤對(duì)加工表面的影響，對(duì)于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過(guò)切與讓刀。對(duì)于上述問(wèn)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(shí)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(guò)調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無(wú)明顯效果，則應(yīng)停機(jī)檢察原程序編得是否合理。


# M; l0 z- C- g& f) x; j; H6 K% C: w特別注意的是，在暫停檢查或停機(jī)檢查時(shí)，要注意刀具的位置。如刀具在切削過(guò)程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會(huì)使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時(shí)，考慮停機(jī)。

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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(dòng)加工切削過(guò)程中，要通過(guò)聲音監(jiān)控、切削時(shí)間控制、切削過(guò)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(duì)刀具及時(shí)處理，防止發(fā)生由刀具未及時(shí)處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問(wèn)題。
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七．問(wèn)：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(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時(shí)，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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2． 立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、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。
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$ h/ {0 ]: n3 o8 {; q八、問(wèn)：加工程序單有什么作用?在加工程序單中應(yīng)包括什么內(nèi)容？

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答：（一）加工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)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(shuō)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(gè)加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問(wèn)題等。
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* r, A7 X9 K( t7 u& u" b: `9 a（二）在加工程序單里，應(yīng)包括：繪圖和編程文件名，工件名稱，裝夾草圖，程序名，每個(gè)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(shí)間等。
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九、問(wèn)：數(shù)控編程前要做何準(zhǔn)備？

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(kù)存的刀具有哪些----避免在加工時(shí)因無(wú)此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具，則可以提前準(zhǔn)備。

4 H* d4 u3 B& @; R十、問(wèn)：在編程中安全高度的設(shè)定有什么原則？
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& i5 B2 u, d9 p  y: C2 ^答：安全高度的設(shè)定原則：一般高過(guò)島嶼的最高面。或者將編程零點(diǎn)設(shè)在最高面，這樣也可以最大限度避免撞刀的危險(xiǎn)。

十一、問(wèn)：刀具路徑編出來(lái)之后，為什么還要進(jìn)行后處理？

. B1 e" Z7 Z: q& [答：因?yàn)椴煌臋C(jī)床所能認(rèn)到的地址碼和NC程序格式不同，所以要針對(duì)所使用的機(jī)床選擇正確的后處理格式才能保證編出來(lái)的程序可以運(yùn)行。

7 Y9 v+ N& o8 t1 v. @* N" @( q5 N十二. 問(wèn)：什么是DNC通訊？
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! d3 M$ S0 X* d: a, r: F答：程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種，CNC是指程序通過(guò)媒體介質(zhì)（如軟盤，讀帶機(jī)，通訊線等）輸送到機(jī)床的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來(lái)，加工時(shí)從存儲(chǔ)器里調(diào)出程序來(lái)進(jìn)行加工。由于存儲(chǔ)器的容量受大小的限制，所以當(dāng)程序大的時(shí)候可采用DNC方式進(jìn)行加工，由于DNC加工時(shí)機(jī)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(chǔ)器的容量受大小的限制。


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


少切削,快進(jìn)給(即切削深度小,進(jìn)給速度快)


2 D6 ~2 W% C% P(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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