霍蘇萍,解金榜
(三門峽職業技術學院,河南三門峽472000)
摘要:數控機床加工中的工藝分析和零件加工程序是影響加工質量和效率的關鍵因素。分
析了數控加工中工藝和編程的優化措施,結合實際零件的加工,采用相應的措施,有效地提高數控
機床的利用率,改善零件加工質量。
關鍵詞:數控加工;工藝;數控編程;優化
中圖號: TG659
1 前言
在應用數控機床進行機械零件加工時,如何結
合機床特性和零件特點充分考慮加工工藝問題,並
巧妙應用編程方法、技巧,優化數控加工的工藝和編
程,對保證和提高數控機床的加工質量有著重要的
意義。本文就如何優化數控加工工藝與編程,提高
數控加工質量進行討論。
2 加工工藝的優化
(1)輪廓銑削時合理設計切入切出路線
銑削零件輪廓時,為避免在切入切出處產生刀
具的刻痕,保證零件輪廓表面質量,設計刀具切入切
出路線時應避免沿零件輪廓的法向切入切出。切入
工件時沿切削起始點延伸線或切線方向逐漸切入工
件,保證零件曲線的平滑過渡。同樣,在切離工件
時,也應避免在切削終點處直接擡刀,要沿著切削終
點延伸線或切線方向逐漸切離工件。
銑削內槽時除選擇刀具圓角半徑符合內槽的圖
紙要求外,為保證零件的表面粗糙度,使進給路線
短,可先用行切法切去中間部分余量,最後用環切法
切壹刀,即能使總的進給路線短,又能獲得較好的表
面粗糙度。
(2)避免機械進給系統反向間隙對加工精度的
影響
數控機床長期使用或由於本身傳動系統結構上
的原因,有可能存在反向間隙誤差,反向間隙誤差會
影響坐標軸定位精度,而定位精度的高低在孔群加
工時,不但影響各孔之間的中心距,還會由於定位精
度不高,造成加工余量不均勻,引起幾何形狀誤差。
如果在加工過程中刀具不斷地改變趨近方向,就會
把坐標軸反向間隙帶入加工中,造成定位誤差增加。
這時可在安排進給路線時,避免機械進給系統的反
向間隙對加工精度的影響。
如圖1,在確定將刀具快速定位運動到孔中心
線的位置加工路線時,若按照圖1(a)設計進給路
線,即1-2-3-4,則由於4孔與1、2、3孔的定位方
向相反,Y向反向間隙會使定位誤差增加,從而影響
4孔與其他孔的位置精度。若按照圖1(b)設計進給
路線,加工完3孔後往上移動壹段距離至P點,然
後再折回來在4孔處進行定位加工,這樣方向壹致,
就可避免反向間隙引入,提高了4孔的定位精度。
圖1 孔系加工路線比較
Fig.1 Contrast of the cutter route of array hole
同樣如圖2所示,精加工階梯軸輪廓,若采用圖
(a)加工路線,會產生反向間隙,改為圖(b)設計加
工路線,則精加工時刀具在徑向的移動保持連續遞
增趨勢,在軸向的移動保持尺寸連續向左趨勢,這樣
避免了機械進給系統反向間隙對加工精度的影響,
提高了尺寸精度。
圖2 精加工階梯軸加工路線
Fig.2 Finishing machining route of step-axle
(3)正確處理零件圖尺寸公差
編制程序時,應正確處理零件圖上的尺寸標註。
零件的許多尺寸標註有公差,且各公差帶的位置不
可能壹致,而數控程序壹般按零件輪廓編程,即按零
件的基本尺寸編程,忽略了公差帶位置的影響。如
果標註的是非對稱尺寸,即使數控機床的精度很高,
加工出的零件也可能不符合其尺寸公差要求。
如加工圖3所示零件,零件在用同壹把銑刀、同
壹個刀具半徑補償值編程加工時,由於零件輪廓各
處尺寸公差帶不同,就很難同時保證各處尺寸在尺
寸公差範圍內。這時要對其公差帶進行調整,調整
方法為:在保證零件極限尺寸不變的前提下,在編程
計算時,改變輪廓尺寸並移動公差帶,改為對稱尺寸
公差帶,如圖3中括號內的尺寸,編程時按調整後的
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