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数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。
一、数控车床加工过程
1.编制加工程序
编制数控机床的程序过程主要包括分析零件图样、制定加工工艺、数值计算、编制加工程序及程序较验等。
(1)分析零件图样并制定加工工艺。根据图样对零件的几何形状尺寸、技术要求进行分析,明确加工的内容及要求,决定加工方案.确定加工顺序,设计夹具,选择刀具,确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。正确选择对刀点、切入方式,尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。
(2)数值计算。编程前,根据零件的几何特征,先建立一个工件坐标系,根据零件图样的要求,制定加工路线,计算出刀具运动时的各节点坐标。如直线和圆弧组成的零件,要计算出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
(3)编制加工程序。加工路线和工艺参数确定以后,根据数控系统规定的程序段格式,编写零件加工程序。
(4)程序输入及校验。将编制好的加工程序输入到数控车床中后,要通过数控车床的作图功能对加工程序进行校正。
2.零件的加工
零件加工要控制好首件的加工安全和误差。
(1)对刀并验证刀补,确保对刀正确防止碰撞。
(2)控制公差,利用刀具的磨耗功能控制零件的公差。
(3)首件加工合格后进行批量加工。
二、数控车床编程方法
数控车床编程根据问题复杂程度的不同,数控加工程序可以分为手工编程和自动编程。
手工编程是指从零件图样的分析、工艺处理、数值计算、编制程序和程序检验等都是由人工来完成,它要求编程人员不仅要熟悉数控机床的性能、数控指令及编程规则,而且要具备数控车床加工工艺和一定的计算能力。目前,在数控车床加工中手工编程是一种普遍的编程方法,它广泛用于零件轮廓不太复杂、工作量不是很大的场合。
自动编程是借助于计算机或数控系统提供的编程软件辅助程序完成数控程序的一种编程方法,编程人员只需借助软件提供的各种功能对加工零件的几何参数、工艺参数和加工过程进行描述后,由计算机自动完成程序编制的全过程,因此自动编程解决了手工编程难以解决的复杂零件的编程问题,减轻了编程人员的劳动强度,又提高了效率和准确性,在数控加工中应用日益广泛。自动编程辅助软件如 Mastercam、UG、Pro/E、CAXA等,这些软件对零件造型后,设置各项参数,通过软件后置处理生成数控加工程序,传输到数控车床后就可加工零件了。
三、数控加工技术的发展
数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件加工,而一般的普通机床根本无法满足这个要求,就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。
零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性,数控系统采用软件控制,具有了很大的柔性。数控机床突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工。由于数控机床是按照预定的程序自动加工,加工过程不需要人工干预,加工精度还可以通过软件进行校正及补偿,因此可以提高零件的加工精度,稳定产品的质量。
另外,采用数控機床可以提高生产率,一般可以提高生产效率2～3倍,对于某些复杂零件的加工精度,生产率可提高10倍,甚至更高。一些数控机床,具有多工序、自动换刀装置,因此可以实现一机多用,不但提高了生产效率,也能节省厂房面积。
数控机床的指标中最重要的是可靠性,一般用平均无故障时间(MTBF,单位为小时)和故障率[failur rate,单位为次/(月台)]来描述。数控机床的无故障时间一般为 500h,这就要求数控系统的无故障时间大于它。现在国内数控系统的无故障时间可以达到5000～10000h,甚至更高,国外为 10000h以上。
日益增多的复杂形状零件和高精、高效的加工对数控编程技术提出了越来越高的要求。CAM技术的发展在数控加工中得到了广泛的应用,对于制造业,尤其是对于模具加工业来说,就是要在保证模具加工精度的前提下,充分利用数控机床的性能,提高加工效率,缩短加工时间,保证产品及时上市。在现代社会生产领域中,计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助质量管理(CAQ)以及将它们有机集成起来的计算机集成制造系统(CIMS)已经成为企业科技进步和实现现代化的标志。
(作者单位:河南省洛阳高级技工学校)
一、数控车床加工过程
1.编制加工程序
编制数控机床的程序过程主要包括分析零件图样、制定加工工艺、数值计算、编制加工程序及程序较验等。
(1)分析零件图样并制定加工工艺。根据图样对零件的几何形状尺寸、技术要求进行分析,明确加工的内容及要求,决定加工方案.确定加工顺序,设计夹具,选择刀具,确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。正确选择对刀点、切入方式,尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。
(2)数值计算。编程前,根据零件的几何特征,先建立一个工件坐标系,根据零件图样的要求,制定加工路线,计算出刀具运动时的各节点坐标。如直线和圆弧组成的零件,要计算出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
(3)编制加工程序。加工路线和工艺参数确定以后,根据数控系统规定的程序段格式,编写零件加工程序。
(4)程序输入及校验。将编制好的加工程序输入到数控车床中后,要通过数控车床的作图功能对加工程序进行校正。
2.零件的加工
零件加工要控制好首件的加工安全和误差。
(1)对刀并验证刀补,确保对刀正确防止碰撞。
(2)控制公差,利用刀具的磨耗功能控制零件的公差。
(3)首件加工合格后进行批量加工。
二、数控车床编程方法
数控车床编程根据问题复杂程度的不同,数控加工程序可以分为手工编程和自动编程。
手工编程是指从零件图样的分析、工艺处理、数值计算、编制程序和程序检验等都是由人工来完成,它要求编程人员不仅要熟悉数控机床的性能、数控指令及编程规则,而且要具备数控车床加工工艺和一定的计算能力。目前,在数控车床加工中手工编程是一种普遍的编程方法,它广泛用于零件轮廓不太复杂、工作量不是很大的场合。
自动编程是借助于计算机或数控系统提供的编程软件辅助程序完成数控程序的一种编程方法,编程人员只需借助软件提供的各种功能对加工零件的几何参数、工艺参数和加工过程进行描述后,由计算机自动完成程序编制的全过程,因此自动编程解决了手工编程难以解决的复杂零件的编程问题,减轻了编程人员的劳动强度,又提高了效率和准确性,在数控加工中应用日益广泛。自动编程辅助软件如 Mastercam、UG、Pro/E、CAXA等,这些软件对零件造型后,设置各项参数,通过软件后置处理生成数控加工程序,传输到数控车床后就可加工零件了。
三、数控加工技术的发展
数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件加工,而一般的普通机床根本无法满足这个要求,就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。
零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性,数控系统采用软件控制,具有了很大的柔性。数控机床突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工。由于数控机床是按照预定的程序自动加工,加工过程不需要人工干预,加工精度还可以通过软件进行校正及补偿,因此可以提高零件的加工精度,稳定产品的质量。
另外,采用数控機床可以提高生产率,一般可以提高生产效率2～3倍,对于某些复杂零件的加工精度,生产率可提高10倍,甚至更高。一些数控机床,具有多工序、自动换刀装置,因此可以实现一机多用,不但提高了生产效率,也能节省厂房面积。
数控机床的指标中最重要的是可靠性,一般用平均无故障时间(MTBF,单位为小时)和故障率[failur rate,单位为次/(月台)]来描述。数控机床的无故障时间一般为 500h,这就要求数控系统的无故障时间大于它。现在国内数控系统的无故障时间可以达到5000～10000h,甚至更高,国外为 10000h以上。
日益增多的复杂形状零件和高精、高效的加工对数控编程技术提出了越来越高的要求。CAM技术的发展在数控加工中得到了广泛的应用,对于制造业,尤其是对于模具加工业来说,就是要在保证模具加工精度的前提下,充分利用数控机床的性能,提高加工效率,缩短加工时间,保证产品及时上市。在现代社会生产领域中,计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助质量管理(CAQ)以及将它们有机集成起来的计算机集成制造系统(CIMS)已经成为企业科技进步和实现现代化的标志。
(作者单位:河南省洛阳高级技工学校)