數控加工的工藝路線設計

    與常規(guī)工藝路線擬定過程相似，數控加工工藝路線的設計，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，其每一步相當于一個工步。然后將所有工步內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，銜接于數控加工工序序列之中，就得到了要求的工藝路線。

     數控加工的工藝路線設計與普通機床加工的常規(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，因此在工藝路線設計中，一定要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個工藝過程協(xié)調吻合。

(1) 工序的劃分

在數控機床上加工的零件，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容不多的工件，加工完畢就能達到待檢狀態(tài)。如圖4-33所示的凸輪零件，其兩 端面、R38外圓以及φ22H7和φ4H7兩孔均在普通機床上加工，然后在數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。在專用數控機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雜，構成零件輪廓的表面結構差異較大，可按其結構特點(如內型、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，一定要視零件的結構與工藝性、機床的功能、零件數控加工內容的多少、安裝次數以及生產組織等實際情況靈活掌握。

(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量、生產率和加工成本。應根據零件的結構和毛坯狀況，結合定位及夾緊的需要綜合考慮，重點應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，還應遵循下列原則：

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

②先內后外原則，即先進行內型內腔加工，后進行外形加工。

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

④在同—次安裝中進行的多個工步，應先安排對工件剛性破壞較小的工步。

⑤為了提高機床的使用效率，在保證加工質量的前提下，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)，應放在加工路線的后面。

下面通過一個實例來說明這些原則的應用：

如圖4-34所示零件，可以先在普通機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（預鉆凹坑）。

l         鉆φ32、φ12孔至φ11.5。

l         擴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、熱處理工序和檢驗等輔助工序。數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生矛盾。較好的解決辦法是建立工序間的相互狀態(tài)聯系，在工藝文件中做到互審會簽。例如是否預留加工余量，留多少、定位基準的要求、零件的熱處理等，這些問題都需要前后銜接，統(tǒng)籌兼顧。