零件的工艺性分析是制订数控铣削加工工艺的前提,其主要内容包括以下几个方面。
(一)零件图及其结构工艺性分析
关于数控加工零件图和结构工艺性分析,下面结合数控铣削加工的特点做进一步说明。
(1)分析零件的形状、结构及尺寸的特点,确定零件上是否有妨碍刀具运动的部位,是否有会产生加工干涉或加工不到的区域,零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程,零件的刚度随着加工的进行是否有太大的变化等。
(2)检查零件的加工要求,如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证,是否还有更经济的加工方法或方案。
(3)在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求,如过渡圆角、倒角、槽宽等,这些尺寸是否过于零乱,是否可以统一。 尽量使用最少的刀具进行加工,减少刀具规格、换刀及对刀的次数和时间,以缩短总的加工时间。
(4)对于零件加工中使用的工艺基准应当着重考虑,它不仅决定了各个加工工序的前后顺序,还将对各个工序加工后各个加工表面之间的位置精度产生直接影响。应分析零件上是否有可以利用的工艺基准,对于一般加工精度要求,可以利用零件上现有的一些基准面或基准孔,或者专门在零件上加工出工艺基准。当零件的加工精度要求很高时,必须采用先进的统一基准定位装夹系统才能保证加工要求。
(5)分析零件材料的种类、牌号及热处理要求,了解零件材料的切削加工性能,合理选择刀具材料和切削参数。同时要考虑热处理对零件的影响,如热处理变形,并在工艺路线中安排相应的工序消除这种影响。而零件的最终热处理状态也将影响工序的前后顺序。
(6)当零件上的一部分内容已经加工完成时,应充分了解零件的已加工状态、数控铣削加工的内容与已加工内容之间的关系,尤其是位置尺寸关系,以及这些内容之间在加工时如何协调,采用什么方式或基准保证加工的精度要求。(www.daowen.com)
(7)构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的条件(如相切、相交、垂直和平行等)是数控编程的重要依据。因此,在分析零件图样时,务必要分析几何元素的给定条件是否充分,发现问题及时与设计人员协商解决。
(二)零件毛坯的工艺性分析
零件在进行数控铣削加工时,由于加工过程的自动化,故余量的大小、如何装夹等问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。如果毛坯不适合数控铣削,加工将很难进行下去。根据实践经验,下列几方面应作为毛坯工艺性分析的重点。
(1)毛坯应有充分、稳定的加工余量。毛坯主要指锻件、铸件。模锻时因欠压量与允许的错模量会造成余量不均;铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外,锻造、铸造后,毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。因此,除板料外,无论是锻件、铸件还是型材,只要准备采用数控铣削加工,其加工面均应有较充分的余量。经验表明,数控铣削中最难保证的是加工面与非加工面之间的尺寸,这一点应该引起特别重视。如果已确定或准备采用数控铣削加工,就应事先对毛坯的设计进行必要更改或在设计时就加以充分考虑,即在零件图样注明的非加工面处也增加适当的余量。
(2)分析毛坯的装夹适应性。主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性,以便再次安装中加工出较多表面。对不便于装夹的毛坯,可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准。如图3-28所示,该工件缺少合适的定位基准,故在毛坏上铸出两个工艺凸耳,在凸耳上制出定位基准孔。
图3-28 增加辅助基准示例
(3)分析毛坯的余量大小及均匀性。主要考虑在加工时要不要分层切削,分几层切削;还要分析加工中与加工后的变形程度,考虑是否应采取预防性措施与补救措施。例如,对于热轧中、厚铝板,经淬火时效后很容易在加工中与加工后变形,最好采用经预拉伸处理的淬火板坯。
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