關(guān)于制定數(shù)控實訓中加工工藝標準化的思考

余姚技師學院(籌) 浙江 余姚 315400

數(shù)控加工是指編程人員按照零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、所用的材料和精度等要求,進行手工編程或在CAM軟件平臺上設(shè)置零件加工的工藝,包括設(shè)備、刀具、進給量、余量和加工策略等,然后生成相應的刀具路徑,通過對這些刀具路徑進行仿真來不斷修正零件加工的工藝參數(shù),最后導出零件加工的數(shù)控代碼到數(shù)控加工機床上進行零件的加工。

目前,零件的數(shù)控編程受編程人員的影響很大,不同的學生對CAM平臺的熟悉程度、個人的技術(shù)水平和經(jīng)驗以及知識掌握情況等方面不盡相同,同一個零件或相似零件不僅反復編程,編程質(zhì)量也參差不齊,這樣不但增加學生的負擔,而且使得零件的可使用數(shù)控程序不斷增加,已經(jīng)用于加工的且驗證有效地加工程序不能重復使用和繼承,造成時間和材料上的浪費,從而增加實訓成本,影響課堂的效率。其實,在零件的數(shù)控加工編程中其流程是比較規(guī)范,尤其是在一些結(jié)構(gòu)、材料等類似的零件如內(nèi)外輪廓、切槽、螺紋加中可以采用相似的加工工藝,很多時候忽視了這些零件之間在結(jié)構(gòu)和工序等工藝方面的相似性和一致性,以及在工藝上應用的繼承性。

數(shù)控加工作為一種自動化加工技術(shù),其不僅精度高、零件的加工質(zhì)量能夠得到保證,而且其生產(chǎn)效率高,因此,數(shù)控加工不可避免地形成了其自身的特點:

1．數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體而詳細;

在對零件進行數(shù)控加工時,許多加工操作都完全由數(shù)控機床根據(jù)事先規(guī)劃好的加工方案來完成,方案中包括零件加工的工序、使用的刀具、加工策略以及相應的工藝參數(shù)等,因此,必須對零件的數(shù)控加工工藝進行詳細的分析,然后再生成零件的加工程序。

2．數(shù)控加工工藝要求更嚴密而精確;

由于數(shù)控加工機床機身的特點,如加工過程人工干預少、加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定等,使得機床在加工過程中的自適應性較差,比如說在零件的數(shù)控加工過程中出現(xiàn)了一點問題時,則不能比較自由地人為進行調(diào)整。而且,數(shù)控加工機床是按照事先規(guī)劃好的程序一條一條嚴格執(zhí)行的,對于程序中的一點小誤差都有可能導致產(chǎn)品或零件的加工達不到指定的要求,甚至可能會造成機械事故。

3．制定數(shù)控加工工藝要進行零件圖形的數(shù)學處理和編程尺寸設(shè)定值的計算:

在對零件進行編程的過程中,其相應的尺寸不僅與零件的幾何尺寸有關(guān),而且與零件的加工要求如尺寸公差、粗糙度和形位公差等有關(guān),因此,必須綜合考慮各方面的因素來對零件進行較為優(yōu)化的設(shè)計。

4．制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響;

因為在零件的數(shù)控加工過程中,刀具從一點移動到另一點是通過插補的方式來完成,根據(jù)插補原理的知識,刀具在既定的情況下,進給速度越快,則插補后在零件表面形成的形狀精度就越低,因此,在制定數(shù)控加工工藝時,需要針對不同的形狀精度要求來設(shè)置進給速度,尤其是一些高精度加工要求的零件,進給速度的考慮就顯得尤為重要。

5．制定數(shù)控加工工藝時對刀具的選取尤為重要;

由于數(shù)控加工刀具的規(guī)范化和標準化,對刀具的選取僅需考慮其材料、尺寸以及類型等三方面的因素,但是,目前大部分二軸或三軸聯(lián)動數(shù)控加工機床刀具補償功能缺失,因此,在對零件的數(shù)控編程過程中必須先選取刀具,然后才可以生成零件的刀具路徑,若刀具選擇不當,則需要重新編寫程序。

6．數(shù)控加工工藝的特殊要求:

(1)因為數(shù)控加工機床具有剛度較高的特點,而且,機床加工時所使用的刀具也較普通機床的刀具好,因此,在滿足加工要求的情況下,可以盡可能的增加數(shù)控加工過程中零件的切削用量,此時,機床的加工效率也會得到提高。

(2)由于數(shù)控加工多采用二軸或三軸聯(lián)動的機床,零件也較為復雜,因此,在選取零件的裝夾方式和設(shè)計夾具時,要綜合考慮其與刀具和零件的干涉情況。

目前,在各年級各專業(yè)數(shù)控加工實訓中如何建立合理有效的加工工藝來提高課堂效率是普遍存在的問題,而且,在現(xiàn)實的實訓中還存在著數(shù)控編程不規(guī)范,因人而異,且編程質(zhì)量層次不齊,本課題主要是針對這些不規(guī)范的問題而提出數(shù)控加工工藝的標準化,并建立起了一個標準化數(shù)控加工規(guī)范,通過對這個課題的研究得出了幾點結(jié)論,現(xiàn)總結(jié)如下:

1．借助成組技術(shù)的相似性原理能夠很好的將零件按照其形狀特征和工序進行合理的分類,并建立起零件分類成組的相似性標準,這為數(shù)控加工工藝的標準化奠定了基礎(chǔ)。

2．將數(shù)控加工工藝信息的標準化分為成組零件數(shù)控加工工藝過程的標準化和具體的工藝內(nèi)容的標準化,其中工藝過程決定了整個零件加工所涉及到的工序,對于不同的零件工藝過程不一樣,且工藝過程中的具體內(nèi)容也不一樣。因此,能夠滿足零件對標準化數(shù)控加工工藝的需要。

3．收集不同形式的工藝信息進行存儲,使得質(zhì)量較高的工藝信息能夠相互繼承和再次使用,且通過一定形式的拓展能夠跨平臺進行數(shù)據(jù)共享。同時,工藝信息的再次使用為零件的數(shù)控自動編程節(jié)省不少的時間,提高零件的生產(chǎn)效率。

4．數(shù)控加工工藝標準化的制定和實現(xiàn),不僅可以使得工藝文件的管理規(guī)范化,而且,能夠使優(yōu)化的工藝信息得到繼承。并且,能夠?qū)崿F(xiàn)對零件數(shù)控加工工藝的標準化過程。