數控加工工藝與傳統(tǒng)機械加工工藝比較
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：0引言精工加工所用的精工機床及其以整體硬質合金、可轉位刀具為代表的技術一起構成了金屬切削發(fā)展史上的一次重要變革，精工技術給傳統(tǒng)的機械加工帶來了革命性的變化，引領機械加工向著高質量、高效率方向前進,產生了與傳統(tǒng)零件加工工藝方法明顯不同的精工加工新工藝。精工機床是高精度和高生產率的自動化機床,加工過程中的動作順序、運動部件的坐標位置等功能，都是通過數字信息自動控制的，操作者在加工過程中無法人為干預補償。精工技術的種種特點都一一映射在精工加工工藝中，精工技術對機械加工工藝改變******的三個因素分別是精工機床、精工刀具、氣液電柔性控制夾具。1精工機床對加工工藝的改變精工機床的主軸驅動系統(tǒng)和進給驅動系統(tǒng)，分別采用交流、直流主軸電動機和伺服電動機直接驅動，這兩類電動機調速范圍大，并可無級變速，因此使主軸箱、進給變速箱及傳動系統(tǒng)大為簡化，傳動鏈大大縮短，齒輪、軸承、軸的結構數量大為減少,甚至不用齒輪，由電機直接驅動主軸或進給滾珠絲桿。精工機床常有配有自動換刀裝置、回轉工作臺(實現(xiàn)分度轉位、圓周進給)、工件交換系統(tǒng)、對刀裝置、排屑裝置等,柔性制造系統(tǒng)還配有自動上下料系統(tǒng)等。1.1精工機床的結構及性能對工藝的改變精工機床的結構及性能特點使•些傳統(tǒng)加工方法中應慎用的加工方式變得可行，傳統(tǒng)的懸臂鏜和利用尾座導向支撐鏜，己被現(xiàn)代精工機床中調頭鏜和各種固定循環(huán)方式所取代;傳統(tǒng)的孔位加工中的充填法、空刀法、修整法己被多種形式的圓弧插補、背鏜法和精工修整法所代替；最新出現(xiàn)的硬切削是一種新的加工工藝，在提高加工效率、降低加工成本、減少設備資金投入方面獨樹一幟,對傳統(tǒng)課題項目：本文是溫州職業(yè)技術學院教學建設與改革項目《精工加工工藝》教材建設（課題號：WZYJC1314)階段性研宄成果。作者簡介：鄭紅（1968-),女，江西南昌人，溫州職業(yè)技術學院機械系副教授，高級工程師，碩士，主要研宄方向為機械設計與精工工藝。的磨削工藝提出挑戰(zhàn)以切代磨”將成為發(fā)展趨勢之--。普通銑削一般采用逆銑，因普通銑床的絲杠傳動之間的間隙較大而且不方便調整，導致加工時竄動,這種結構逆銑加工質量好；而精工機床采用高精度的滾珠絲杠，配置有調整間隙的裝置,這種結構順銑加工質量好。1.2程序指令對工藝的改變精工加工是在精工系統(tǒng)中預先輸入的程序指令來控制加工的，編程指令就能對機械加工工藝產生改變，精工加工中特有的循環(huán)加工指令，就直接改變了機械加工工藝。例如精工車削中的外圓粗加工固定循環(huán)G71、端面粗加工固定循環(huán)G72、復合固定循環(huán)G73,這三種粗加工循環(huán)直接把粗加工、半精加工合并;粗加工后跟上外圓精加工固定循環(huán)G70,把粗加工、精加工連貫;基于精工機床的自動換刀，搭配徑向切槽固定循環(huán)G75、螺紋切削復合循環(huán)G76,把軸類零件、盤套類零件的半精加工、切槽、車螺紋、精加工、倒角、倒圓角合為一道工序，循環(huán)程序指令直接把工序集中。一次裝夾連續(xù)完成車端面、車內外圓柱(錐、弧)面、切槽、車螺紋或者銑面、銑外形、銑槽、鉆孔、鏜孔等結構要素加工，這種在精工機床上連續(xù)完成的多種加工，符合工序的定義，就定義為•道工序，這就是典型的工序集中，但如果是在傳統(tǒng)機械加工中，多種工藝方法是需要多道工序完成的。傳統(tǒng)工藝中所說的“工序”，在精工加工中，應按照“工步”來理解，精工加工零件，工序雖只有一道，但加工過程仍是一步一步進行，按相關定義，這一步一步的加工稱為“工步”。傳統(tǒng)加工中，工序較分散，每道工序中的工步內容少，而精工加工中一道工序中的工步內容很多，傳統(tǒng)加工工藝編制時將“工序”的編制作為重點，而精工加工中，著眼點就必然在“工步”上。2精工刀具對加工工藝的改變精工刀具也叫現(xiàn)代高效刀具，典型代表就是作為主流產品的機夾可轉位硬質合金刀具和正在發(fā)展中的超硬刀具(金剛石、立方氮化硼刀具），精工刀具實際上是標準化的產物，要滿足精工機床自動換刀的要求，精工刀具一般不刃磨，即使要進行刀具修磨涂層也是采用外包方式?，F(xiàn)代高效刀具就是要實現(xiàn)高效率、高精度、高可靠性、專用性，刀具廠商從單純的“賣刀”，轉變?yōu)槟軌蚋鶕庸ぬ攸c及工件提供整套的高效加工解決方案，這是刀具業(yè)的一次重大戰(zhàn)略轉變，也就是刀具行業(yè)的供給側改革?？蛻舨坏軓牡毒邩颖局羞x到合適的刀具，還能從刀具廠商中得到切削加工整體解決方案，刀具廠商對它提供了每一種刀片的都做過金屬切削實驗，對客戶提供切削用量參考數值，一本刀具樣本，還能當成切削手冊使用。 表l殼體零件傳統(tǒng)加工與精工加工工序對比表 工藝方法 設備 研磨前工序數量 使用夾具數量 加工質量與穩(wěn)定性 加工周期（20件） 工藝準備要求 生產準備工作量 傳統(tǒng)加工 普通車、銑、鉆床 50道 10套 低 10個月 低 大 精工加工 加工中心 10道 2套 高 3個月 高 小 2.1刀具卡、刀具庫管理傳統(tǒng)工藝規(guī)程重工藝流程、工序過程，刀具僅僅是寫出來就行，比如“75。外圓車刀”，但精工刀具是標準化的產物，到刀具廠商或市場上購買的，必須選用適合機床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應標準刀柄，且刀片與刀桿要相配或刀具與刀柄要相配，所有刀具全都預先裝在刀庫里，通過精工程序的選刀和換刀指令進行相應的換刀動作，自動換刀裝置能夠迅速、準確地把刀具安裝到機床主軸上或返回刀庫。所以精工工藝規(guī)程除了工藝流程、工序過程，還必須配有刀具卡，提供刀號、刀補、刀片刀桿、刀具刀柄的型號規(guī)格等信息，說明刀具加工的部位，最好能附上刀具圖，就更直觀,這就引入一個新的工藝任務——選刀，從刀具廠商樣本中選擇符合工藝要求的刀具，做刀具卡、刀具庫管理。2.2新刀具產生新工藝精工刀具技術的發(fā)展，新型高效刀具不斷涌現(xiàn)，使得金屬切削工藝規(guī)程發(fā)生了很多改變，比如現(xiàn)代企業(yè)為了提高生產效率，減少或合并加工工序的趨勢也很明顯，例如取消半精加工，粗加工后直接進行精加工，粗鏜后直接精鏜，鉆孔后精鉸一次到位,面粗銑后一次精銑達到要求，在粗加工中盡可能多地切除加工余量,隨后的一次精加工直接保證加工尺寸和形狀、位置精度以及表面加工質量，這就對機床和刀具都提出了很高的要求，實際上就是工藝的改變，機床、刀具改變了工藝規(guī)程。再比如現(xiàn)代企業(yè)還在推廣使用新刀具，比如玉米銑刀（粗加工，比立銑刀耐用）、螺紋銑刀(在加工中心上銑螺紋，高效高精度）、螺紋旋風銑(用車床來加工螺紋）、球刀(銑曲面）、槍鉆(鉆深孔）、刮齒刀(加工內齒輪)，新刀具直接產生新工藝。3氣液電自動控制夾具傳統(tǒng)機械加工工藝方法是在普通機床上依靠夾具，采用“一人、一機、一刀、一道工序”的方法對零件進行加工，對于結構復雜的零件一般需要多套工裝夾具、經過幾十道工序、多次定位裝夾才能完成加工，導致加工零件的一致性差、加工效率低、工裝數量多、生產準備工作量大、生產周期長等諸多弊端。精工機床通常采用高速切削或強力切削，加工過程自動化，對精工夾具提出了新的功能要求，首先是夾緊力要大,保證夾緊可靠，其次是柔性要好,適應自動控制。所以精工夾具通常采用氣液電自動控制夾具，氣液電自動控制夾具最重要的是保證定位精確、夾緊可靠，夾具的導向由精工機床及精工裝置保證，夾具的對刀通過預對刀操作或用機外對刀儀檢測并輸入精工系統(tǒng)，夾具的分度轉位由回轉工作臺自動控制。比如精工車床采用液壓、氣動卡盤、液壓心軸或夾套,保證夾緊可靠。精工銑床、加工中心夾具不設置對刀裝置，由工件坐標系原點與機床坐標系原點建立聯(lián)系，通過預對刀操作或用機外對刀儀來保證工件與刀具的正確位置，位置精度由機床運動精度保證，所以精工銑床、加工中心通常采用通用夾具，例如機床用平口虎鉗、回轉工作臺等,但采用液壓或氣動作為夾緊動力源。精工鉆床夾具不用鉆模鉆套，利用精工機床坐標系統(tǒng)精確控制孔的位置和加工精度,可先用中心鉆點窩定孔中心，起到加工導向作用，然后用鉆削刀具加工孔深，如果是細長孔，可利用程序控制采用往復排肩鉆削方式加工。所以精工機床加工具有加工工序少，專用工裝數量少的特點，表1為原采用傳統(tǒng)加工工藝方法和現(xiàn)采用精工加工工藝方法的工藝生產情況對比，加工對象是一精度要求高、結構復雜的殼體零件。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結束語：基于精工機床、精工刀具、氣液電自動控制夾具技術的進步，精工加工工藝的總趨勢是工序集中，自動控制，是對傳統(tǒng)機械加工工藝的優(yōu)化排序。傳統(tǒng)機械加工過程中，機床、刀具、工裝夾具、檢測、工件調頭等因素，只要變化了其中一項，都會導致加工中斷而分出多道工序。精工加工工藝中，真正導致加工不連續(xù)只有更換機床，當然工件調頭二次裝夾也會導致加工中斷，但隨著精工技術的發(fā)展，雙主軸精工機床的普及，未來可以保證即使是工件調頭二次裝夾,加工同樣連續(xù)，至于刀具、工裝夾具、檢測等都可以采用柔性自動控制技術保證加工連續(xù)。由于精工加工的切削用量朝著高切削速度、高進給率和小背吃刀量的方向發(fā)展，所以在編寫具體工藝規(guī)程時，一般規(guī)定以一次定位裝夾為一道工序，每用一把刀具定為一個工步，并要求把每個工步的加工內容、切削用量詳細標出，工藝文件直接用于指導精工程序的編制。海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省寧波市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網絡，所有內容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！