數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)

    與常規(guī)工藝路線擬定過程相似，數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)，最初也需要找出零件所有的加工表面并逐一確定各表面的加工方法，其每一步相當(dāng)于一個工步。然后將所有工步內(nèi)容按一定原則排列成先后順序。再確定哪些相鄰工步可以劃為一個工序，即進(jìn)行工序的劃分。最后再將所需的其它工序如常規(guī)工序、輔助工序、熱處理工序等插入，銜接于數(shù)控加工工序序列之中，就得到了要求的工藝路線。

     數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)與普通機(jī)床加工的常規(guī)工藝路線擬定的區(qū)別主要在于它僅是幾道數(shù)控加工工藝過程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，由于數(shù)控加工工序一般均穿插于零件加工的整個工藝過程之中，因此在工藝路線設(shè)計(jì)中，一定要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個工藝過程協(xié)調(diào)吻合。

(1) 工序的劃分

在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。劃分方法如下：

①按安裝次數(shù)劃分工序 以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。該方法一般適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完畢就能達(dá)到待檢狀態(tài)。如圖4-33所示的凸輪零件，其兩 端面、R38外圓以及φ22H7和φ4H7兩孔均在普通機(jī)床上加工，然后在數(shù)控銑床上以加工過的兩個孔和一個端面定位安裝，在一道工序內(nèi)銑削凸輪剩余的外表面輪廓。

②按所用刀具劃分工序  以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時間過長，加工程序的編制和檢查難度較大等情況。在專用數(shù)控機(jī)床和加工中心上常用這種方法。

③按粗、精加工劃分工序  考慮工件的加工精度要求、剛度和變形等因素來劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即以粗加工中完成的那部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那部分工藝過程為另一道工序。一般來說，在一次安裝中不允許將工件的某一表面粗、精不分地加工至精度要求后再加工工件的其它表面。

圖4-33  凸輪零件圖

④按加工部位劃分工序  以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。有些零件加工表面多而復(fù)雜，構(gòu)成零件輪廓的表面結(jié)構(gòu)差異較大，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如內(nèi)型、外形、曲面或平面等) 劃分成多道工序。

綜上所述，在劃分­工序時，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)以及生產(chǎn)組織等實(shí)際情況靈活掌握。

(2) 加工順序的安排

加工順序安排得合理與否，將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，結(jié)合定位及夾緊的需要綜合考慮，重點(diǎn)應(yīng)保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形。加工順序的安排除遵循“4.1.4中3.加工順序的安排”原則外，還應(yīng)遵循下列原則：

①盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺轉(zhuǎn)動次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率。

②先內(nèi)后外原則，即先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工。

③為了及時發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時，因內(nèi)應(yīng)力和熱變形對工件影響較大，一般也需先加工。

④在同—次安裝中進(jìn)行的多個工步，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。

⑤為了提高機(jī)床的使用效率，在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序。

⑥加工中容易損傷的表面(如螺紋等)，應(yīng)放在加工路線的后面。

下面通過一個實(shí)例來說明這些原則的應(yīng)用：

如圖4-34所示零件，可以先在普通機(jī)床上把底面和四個輪廓面加工好(“基面先行”)，其余的頂面、孔及溝槽安排在立式加工中心上完成(工序集中原則)，加工中心工序按“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原則可以劃分為如下15個工步：

l         粗銑頂面。

l         鉆φ32、φ12等孔的中心孔（預(yù)鉆凹坑）。

l         鉆φ32、φ12孔至φ11.5。

l         擴(kuò)φ32孔至φ30。

l         鉆3×φ6的孔至尺寸。

l         粗銑φ60沉孔及溝槽。

l         鉆4×M8底孔至φ6.8。

l         鏜φ32孔至φ31.7。

l         精銑頂面。

l         鉸φ12孔至尺寸。

l         精鏜φ32孔至尺寸。

l         精銑φ60沉孔及溝槽至尺寸。

l         φ12孔口倒角。

l         3×φ6、4×M8孔口倒角。

l         攻4×M8螺紋完成。          

         圖4-34  零件簡圖

(3) 數(shù)控加工工序與普通工序的銜接

這里所說的普通工序是指常規(guī)的加工工序、熱處理工序和檢驗(yàn)等輔助工序。數(shù)控工序前后一般都穿插其它普通工序，若銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)聯(lián)系，在工藝文件中做到互審會簽。例如是否預(yù)留加工余量，留多少、定位基準(zhǔn)的要求、零件的熱處理等，這些問題都需要前后銜接，統(tǒng)籌兼顧。