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浅谈数控铣床的工艺装备

作者: 发布时间:2020-01-17 15:57:33 阅读: 66 次

 

 

摘要:我国数控机床无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、复杂、长寿命的机床每年仍需大量进口。本文主要介绍数控铣床刀具的选择,工件的装夹。

关键词:数控铣床;刀具;

1数控铣床

数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统,可以在程序代码的控制下较地进行铣削加工的机床。数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。控制系统是数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。辅助装置,如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。机床基础件,通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架

2数控铣床的分类

2.1按主轴的位置分类

数控铣床按主轴的位置分为数控立式铣床、卧式数控铣床、立卧两用数控铣床。

2.2按构造上分类

数控铣床按按构造上分为工作台升降式数控铣床、主轴头升降式数控铣床、龙门式数控铣床

3工艺装备

数控铣床的工艺装备主要是指夹具和刀具。

3.1夹具

数控机床主要用于加工形状复杂的零件,但所使用夹具的结构往往并不复杂。数控铣床夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说,一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧,然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。对有一定批量的零件来说,可选用结构较简单的夹具。

3.2刀具选择

科学选择数控刀具

1、选择数控刀具的原则

刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时,应首先选择合理的刀具寿命,而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分更高生产率刀具寿命和更低成本刀具寿命两种,前者根据单件工时最少的目标确定,后者根据工序成本更低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。

2、选择数控铣削用刀具

在数控加工中,铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀,该刀具有关参数的经验数据如下:一是铣刀半径RD 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin,一般取RD=(0.8~0.9)Rmin。二是零件的加工高度H< (1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。三是用平底立铣刀铣削内槽底部时,由于槽底两次走刀需要搭接,而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,即直径为 d=2Re=2(R-r),编程时取刀具半径为Re=0.95(Rr)。对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。

3、设置刀点和换刀点

在程序执行的一开始,必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置,这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点,所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定,所以,该点又称对刀点。在编制程序时,要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制;易于找正并在加工过程中便于检查;引起的加工误差小。实际操作机床时,可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上,即“刀位点”与“对刀点”的重合。用手动对刀操作,对刀精度较低,且效率低。有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等,以减少对刀时间,提高对刀精度。加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。

4、确定切削用量

数控编程时,编程人员必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度,并充分发挥机床的性能,更大限度提高生产率,降低成本。

a、确定主轴转速

主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:n=1000 v/πD式中: v为切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;n为主轴转速,单位为 r/minD为工件直径或刀具直径,单位为mm。计算的主轴转速n,最后要选取机床有的或较接近的转速。

b、确定进给速度

进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。更大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度,一般在100~200mm/min范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20~50mm/min范围内选取;当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50mm/min 范围内选取;刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以设定该机床数控系统设定的更高进给速度。

c、确定背吃刀量

背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般0.2~0.5mm

总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册,并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成更佳切削用量。

3.3操作安全

1、文明生产

数控机床是一种自动化程度较高,结构较复杂的先进加工设备,为了充分发挥机床的优越性,提高生产效率,管好、用好、修好数控机床,技术人员的素质及文明生产显得尤为重要。操作人员除了要熟悉掌握数控机床的性能,做到熟练操作以外,还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨工作作风,具有良好的的职业素质、责任心和合作精神。

2、安全操作规程

为了正确合理地使用数控机床,减少其故障的发生率,操作方法。经机床管理人员同意方可操作机床。

参考文献

[1]  赵长明,《数控加工工艺及设备》,高等教育出版社,2003

[2]  祁红志,《机械制造基础》,电子工业出版社,2005

[3]  韩鸿鸾,《数控机床加工程序的编制》,机械工业出版社,2005