数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨

1 数控加工工艺设计

    数控工艺设计在加工阶段划分、加工顺序安排、工序基准选择、工序内容设计、热处理工序安排等方面符合普通工艺设计基本原则．但在下面这些方面必须考虑其独特性。

    1.1 设计数控进给路线图

    数控进给路线图是用一些规定的符号来表示刀具的运动路线．其内容有：刀具的运动路线、下刀点位置及下刀量、抬刀点位置及抬刀量等等。数控进给路线图是合理数控编程的依据．也便于数控加工操作人员对刀具运动的预判。按照数控进给路线图编写程序可有效防止刀具运动时与工件、夹具等发生意外碰撞。目前不同的工厂对于数控进给路线图的绘制有所差异．图1是铣外形的数控进给路线图。

图1 数控加工进给路线图  

    1.2 考虑安全性问题

    一旦调用程序运行，数控加工就自动进行，现 代数控空行程速度极快。人工很难干预。因此数控加工时．必须十分注重人身安全与设备安全。数控加工安全原则是在安全优先的前提下提高效率。因为数控机床运动速度快、惯性大，任何运动部件(主轴、工作台)的碰撞．对机床精度都会造成极大的损害。下面是数控加工时应注意的安全问题。

    (1)切削用量不宜过大 有一个习惯性的误区是，数控加工的切削用量(切削速度 、背吃刀量％、进给量 应该比普通加工大。实际上，数控加工时切削用量的选择。要充分考虑工艺系统(机床、刀具、夹具、工件)的刚度和加工精度、工件材料等因素 为达到数控加工的高效率．首先要选择合理的编程路线、减少空行程；在不影响加工精度的前提下，可提高精加工时的切削用量：在半精加工中，如果切削条件许可，也可采用较大的切削用量。但在粗加工或切削条件差(如切断、切螺纹或加工不锈钢等难加工材料)的情况下．采用大的切削用量很容易导致崩刀、工件被打出等事故。而一旦出现刀具损坏，重新装刀、对刀要费相当长的时间。因此在这些情况下．要采用甚至比普通加工小很多的切削用量 这与在自动加工生产线上，采用很小的切削用量以保证整个生产线长时间正常运行是同样的道理 在数控加工时采用很小切削用量的实例如下：如图2(a)所示的工件。加工部位为管螺纹中的圆锥内螺纹．规格如图，材料为F51(一种美国标准的双相不锈钢)．锻造后固溶处理。由于工件结构限制，螺纹刀具悬伸长度多达120 mm，如图2(b)。显然，刀具的刚度差、工件的材料切削难度大。为此，在选择合适的刀具材料后．采用了很小背吃刀量：数控加工资料上推荐切削次数为5-6次，本例的切削次数达12次。最后的背吃刀量只有0．035(以切削过程不出现明显的颤动和刺耳尖叫为准)。