1樓:戲娛樂
數控加工中影響工藝引數確定的因素有:機床本身的主軸精度跳動,系統的重複定位,然後就是夾具,工藝設計,刀具的選擇,刀具的轉速進給吃刀量。
數控加工(numerical control machining),是指在數控機床上進行零件加工的一種工藝方法,數控機床加工與傳統機床加工的工藝規程從總體上說是一致的,但也發生了明顯的變化。
用數字資訊控制零件和刀具位移的機械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀複雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑。
2樓:手機使用者
影響數控的因素有:影響機械加工精度的因素及提高加工精度的措施
工藝系統中的各組成部分,包括機床、刀具、夾具的製造誤差、安裝誤差、使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。也就是說,在加工過程中工藝系統會產生各種誤差,從而改變刀具和工件在切削運動過程中的相互位置關係而影響零件的加工精度。這些誤差與工藝系統本身的結構狀態和切削過程有關,產生加工誤差的主要因素有:
(1)系統的幾何誤差
①加工原理誤差
加工原理誤差是由於採用了近似的加工運動方式或者近似的刀具輪廓而產生的誤差,因在加工原理上存在誤差,故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許範圍內,這種加工方式仍是可行的。
②機床的幾何誤差
機床的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都直接影響工件的加工精度。其中主要是機床主軸迴轉運動、機床導軌直線運動和機床傳動鏈的誤差。
③刀具的製造誤差及磨損
刀具的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中,切削刃、刀面與工件、切屑產生強烈摩擦,使刀具磨損。當刀具磨損達到一定值時,工件的表面粗糙度值增大,切屑顏色和形狀發生變化,並伴有振動。
刀具磨損將直接影響切削生產率、加工質量和成本。
④夾具誤差
夾具誤差包括定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差及對刀誤差等。這些誤差主要與夾具的製造和裝配精度有關。下面將對夾具的定位誤差進行詳細的分析。
工件在夾具中的位置是以其定位基面與定位元件相接觸(配合)來確定的。然而,由於定位基面、定位元件工作表面的製造誤差,會使各工件在夾具中的實際位置不相一致。加工後,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成誤差。
這種由於工件在夾具上定位不準而造成的加工誤差稱為定位誤差,用△d表示。它包括基準位移誤差和基準不重合誤差。在採用調整法加工一批工件時,定位誤差的實質是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。
採用試切法加工,不存在定位誤差。
定位誤差產生的原因是工件的製造誤差和定位元件的製造誤差,兩者的配合間隙及工序基準與定位基準不重合等。
●基準不重合誤差
當定位基準與工序基準不重合時而造成的加工誤差,稱為基準不重合誤差,其大小等於定位基準與工序基準之間尺寸的公差,用△b表示。
●基準位移誤差 工件在夾具中定位時,由於工件定位基面與夾具上定位元件限位基面的製造公差和最小配合間隙的影響,導致定位基準與限位基準不能重合,從而使各個工件的位置不一致,給加工尺寸造成誤差,這個誤差稱為基準位移誤差,用△y表示。圖1-12a是圓套銑鍵槽的工序簡圖,工序尺寸為a和b。圖1-12b是加工示意圖,工件以內孔d在圓柱心軸上定位,o是心軸軸心,c是對刀尺寸。
尺寸a的工序基準是內孔軸線,定位基準也是內孔軸線,兩者重合,△b=0。但是,由於工件內孔面與心軸圓柱面有製造公差和最小配合間隙,使得定位基準(工件內孔軸線)與限位基準(心軸軸線)不能重合,定位基準相對於限位基準下移了一段距離,由於刀具調整好位置後在加工一批工件過程中位置不再變動(與限位基準的位置不變)。所以,定位基準的位置變動影響到尺寸a的大小,給尺寸a造成了誤差,這個誤差就是基準位移誤差。
數控程式設計一般可分為 4 個階段:準備工作階段、技術方案階段、數控程式設計階段和程式定型階段。
1 .準備工作階段:根據生產任務書,按要求接收技術資料,檢查資料的準確性、時效性。明確生產計劃,能否按時完成。
2 .技術方案階段:數控程式設計前的首要工作是制定技術方案。公司把數控工藝和刀路程式設計合併由程式設計員一人負責。
技術方案階段主要任務是根據車間的製造資源,編制數控加工的工藝方案。為了做好技術方案,必須瞭解加工環境和製造資源,包括:機床、刀具、夾具、軟體、工藝資源、毛坯(如毛料、鍛件、鑄件、熱處理、切削效能、預加工)等,還要對零件的技術要求弄清楚,如公差要求、光潔度、薄壁件的允許變形、裝配關係等。
數控工藝方案的設計是有難度的,因為要處理的資訊量大,各種資訊之間的關係又極為錯綜複雜,這主要靠程式設計員的工作經驗來進行。因此,工藝方案的設計質量完全取決於技術人員的水平和經驗。
在高速銑技術廣泛應用的今天,數控工藝方案的設計重要性被提到了更高的地位。高速銑要求對加工的全過程進行控制,任何疏忽都會引起嚴重的後果,因此,高速銑的工藝方案的編制好壞,將會對高速銑成敗起到決定性的作用。
3 .數控程式設計階段:在程式設計準備期間,主要的依據是三維資料和工藝檔案。程式設計員要分析零件的幾何特徵,構思加工過程,結合機床具體情況,考慮工件的定位,選用夾具。
數控程式設計的第一步要正確定義加工座標系,選擇好對刀點。選擇的程式設計原點應方便程式設計、便於測量檢查、便於操作,同時考慮引起的加工誤差較小。第二步是按照數控工藝方案一步一步地在計算機上編制刀具軌跡。
第三步是驗證程式的正確性,可行性。可以通過計算機**模擬或試切削樣件。第四步是優化程式。
4 .程式定型階段:由主管領導稽核數控程式設計刀路,合格後填寫數控加工程式單,繪製加工簡圖。到現場瞭解程式執**況,總結程式編制經驗。
數控工藝的特點和數控加工工藝規劃的編制:
( 1 )數控工藝要考慮加工零件的工藝性,確定加工零件的裝夾與定位,選擇刀具,制定工藝路線、切削方法及工藝引數等,而這些在常規工藝中可以簡化。
( 2 )數控工藝設計主要用於指導數控程式設計,我公司把數控工藝員和程式設計員的職責和二為一,由程式設計員負責整套模具的數控加工過程,提高了工作效率。
( 3 )數控加工的自動化程度高,影響因素多,在數控加工中,質量和安全是自關重要的,必須得到保證。
( 4 )數控工藝的編制要有嚴密的條理性。數控工藝複雜,影響因素多,需要對數控加工的全過程深思熟慮,要有很好的條理性,才能編好數控工藝。加上數控加工的自動化程度高,它的自適應能力就低,一旦出現問題,工人很難現場糾正,輕者造成加工缺陷,重者引起安全事故,因此要預先有條理的做好數控工藝的設計。
( 5 )數控工藝的繼承性好。凡是在生產中證明是好的數控工藝,可以做成模板,作為檔案儲存起來,在以後加工同類零件時呼叫,可以節約時間,保證質量。
數控加工工藝規劃可以認為是由零件初始狀態(毛坯)到最終狀態(零件)間的一系列工藝過程的狀態空間。數控工序的排序應滿足如下的一般規則:
1. 先主後次。 2.
先面後孔,先銑後鑽。 3. 先粗後精。
4. 先做內腔加工後做外形加工。 5.
按工序的順序,刀具直徑由大到小。 6. 上道工序的加工不能影響下道工序的裝夾與定位。
7. 用相同的工裝和夾具應安排在一起做完,減少重複裝夾與 定位。 8.
數控工序要集中。 9. 不要把削弱零件剛性的工序排在前面。
一個好的數控加工工藝規劃還要考慮以下幾個方面:
是否能滿足零件的技術要求,是否能提高數控加工的效率,低的加工成本,好的質量控制。
因此,通常一份完整的數控加工工藝規劃,大概包括如下內容:
?? 數控機床選擇。
?? 加工方法選擇。
?? 確定零件的裝夾方式並選擇夾具。
?? 定位方法。
?? 檢驗要求及檢驗方法。
?? 選擇刀具。
?? 加工中的誤差控制和公差控制。
?? 定義數控工序。
?? 數控工序排序。
?? 切削引數選擇。
?? 編制數控工藝程式單。
模塑公司通過在模具行業中的比較,購買了國際一流的數控加工軟體: ug nx4.0 和 powermill6.
0 ,通過多年的使用表明是非常適合模具加工行業的,尤其是兩種軟體豐富實用的加工策略各不相同,互相補充使數控加工的質量和效率得到了很大的提高。 powermill 在偏置區域清除粗加工時可以加入螺旋功能,進行實際切削時更加平穩,消除了相鄰刀路之間連線的進刀方向突變,減少切削進給的加速和減速,保持更穩定的切削負荷,延長了刀具壽命,對機床也起到了保護作用。
交叉等高精加工使使用者可定義一個分界角,淺灘區域內將使用等高策略,其它部分使用三維偏置策略,並且可以在陡峭和平坦區域之間加入重疊距離,兩者相輔相成。
引數偏置精加工既可以保證曲面上刀路間的行距不超過設定的數值,又可以顯著減少三維偏置策略中在刀具路徑中可能出現的尖角,可以有效改善三維偏置加參考線的方法在工件表面的相交刀路產生的切削紋理,工件的外觀質量更好。
切削引數的選擇對加工質量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。在 cam 軟體中與切削相關的引數主要有主軸轉速 (spindlespeed) 、進給速率 (cut feed) 、刀具切入時的進給速率 (lead in feed rate) 、步距寬度( step-over )和切削深度( step depth )等。
主軸轉速一般根據切削速度來計算,其計算公式為: n = 1000 v c / π d ,式中 d 為刀具直徑( mm ), vc 為切削速度 (m/min) 。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關,過低或過高的切削速度都會使刀具耐用度急劇下降。
模具精加工時,應儘量避免中途換刀,以得到較高的加工質量,因此應結合刀具耐用度認真選擇切削速度。
進給速度的選擇直接影響著模具零件的加工精度和表面粗糙度,其計算公式為 f=nzf ,式中 n 為主軸轉速( r/min ), z 為銑刀齒數, f 為每齒進給量 (mm/ 齒 ) 。每齒進給量的選取取決於工件材料的力學效能、刀具材料和銑刀結構。工件的硬度和強度越高,每齒進給量越小;當加工精度和表面粗糙度要求較高時,應選擇較低的進給量;刀具切入進給速度應小於切削進給速度。
吃刀量的大小主要受機床、工件和刀具剛度的限制,其選擇原則是在滿足工藝要求和工藝系統剛度許可的條件下,選用儘可能大的吃刀量,以提高加工效率。為保證加工精度和表面粗糙度,應留 0.1~0.
3mm 的精加工餘量。
在精加工時,吃刀量的選擇與表面粗糙度有關, cam 軟體中通常提供有兩種引數控制表面粗糙度:步距寬度( stepover )和殘留高度 (scallop) 。採用步距寬度控制表面粗糙度時,步距寬度越小,表面粗糙度越小;採用殘留高度控制表面粗糙度時,步距寬度會依據工件形狀自動調整。
好的軟體確實可以提高模具的加工質量和效率,但它也只是一個工具,我們需要的是有豐富的現場機械加工經驗和理論知識,同時熟練掌握軟體功能的數控程式設計者,因為人才是模具數控加工中的決定因素,對數控加工的質量和效率起到關鍵作用。為此, 模塑公司建立了完善的 程式設計員培養體系。所有的設計員都要先在數控操作的崗位上實習一段時間,經過嚴格操作考核合格後方能進行數控程式的設計培訓。
程式設計員必須會用公 司所購買的所有正版 數控加工軟體,並且熟練掌握至少一種後才能編制程式。為了保證模具的數控加工質量,就必須有好的數控程式,為了便於管理和控制加工質量,我們根據多年的經驗總結編寫了多種的程式編制規範,為公司的模具質量的穩定和不斷提高打下了堅實的基礎。
機床操作者是數控加工的執行人,他們對數控加工質量的控制也是很明顯的。他們在執行加工任務的過程中對機床、刀柄、刀具、加工工藝、軟體和切削引數的實時狀態最瞭解,他們的各項操作對數控加工影響最直接,所以機床操作者的技能和責任心也是提高數控加工質量關鍵因素!
經過多年的模具加工分析,雖然機床等硬體裝置是很關鍵的,但人才是影響數控加工質量的決定性因素,因為程式設計員和機床操作者的職業道德、技能水平、崗位責任心確定了各種先進裝置能夠發揮出多大的效能!所以我們一定要重視人才的培養和引進,為模具質量的持續提高打下堅實的基礎!
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