這些數(shù)精密加工經(jīng)驗由南京藝匠精密加工廠整理
CNC數(shù)控UG編程
2022年12月6日00:39湖南
由于數(shù)控加工的復(fù)雜性（如不同的機(jī)床，不同的材料，不同的刀具，不同的切削方式，不同的參數(shù)設(shè)定等等），數(shù)控加工/編程要想到達(dá)一定水平，必須經(jīng)過一段比較長的時間。下面內(nèi)容是根據(jù)工程師在長期實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗，總結(jié)的數(shù)控加工工藝、工序、常用刀具參數(shù)的選擇、加工過程中的監(jiān)控等方面總匯，可供大家參考。
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一、如何對加工工序進(jìn)行劃分？
數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：
（1）刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。
（2）以加工部位分序法對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。
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圖1 變速箱工藝示例
（3）以粗、精加工分序法對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。
綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。
二、加工順序的安排應(yīng)遵循什么原則？
加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：
(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。
(2)先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。
(4)在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。
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圖2 定位原則
三、工件裝夾方式的確定應(yīng)注意那幾方面？
在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意下列三點：
（1）力求設(shè)計、工藝、與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。
（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。
（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案。
（4）夾具要開暢，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類情況時，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
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圖3 基準(zhǔn)選擇原則示例
四、如何確定對刀點比較合理？工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系有什么關(guān)系？
1．對刀點可以設(shè)在被加工零件的上，但注意對刀點必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準(zhǔn)有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺或夾具上。其選擇原則如下：
①找正容易。
②編程方便。
③對刀誤差小。
④加工時檢查方便。
2. 工件坐標(biāo)系的原點位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過對刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點之間的距離位置關(guān)系。工件坐標(biāo)系一旦固定，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的。
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圖4
五、如何選擇走刀路線？
走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工件的運(yùn)動軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因為它與零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān)。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點：
①保證零件的加工精度要求。
②方便數(shù)值計算，減少編程工作量。
③尋求最短加工路線，減少空刀時間以提高加工效率。
④盡量減少程序段數(shù)。
⑤保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來。
⑥刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。
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圖5
六、如何在加工過程中監(jiān)控與調(diào)整？
工件在找正及程序調(diào)試完成之后，就可進(jìn)入自動加工階段。在自動加工過程中，操作者要對切削的過程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問題及其它事故。
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對切削過程進(jìn)行監(jiān)控主要考慮以下幾個方面：
1．加工過程監(jiān)控粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除。在機(jī)床自動加工過程中，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動切削。此時操作者應(yīng)注意通過切削負(fù)荷表觀察自動加工過程中的切削負(fù)荷變化情況，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量，發(fā)揮機(jī)床的最大效率。
2．切削過程中切削聲音的監(jiān)控在自動切削過程中，一般開始切削時，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時機(jī)床的運(yùn)動是平穩(wěn)的。隨著切削過程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過程出現(xiàn)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化，刀具與工件之間會出現(xiàn)相互撞擊聲，機(jī)床會出現(xiàn)震動。此時應(yīng)及時調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時，應(yīng)暫停機(jī)床，檢查刀具及工件狀況。
3．精加工過程監(jiān)控精加工，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量，切削速度較高，進(jìn)給量較大。此時應(yīng)著重注意積屑瘤對加工表面的影響，對于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過切與讓刀。對于上述問題的解決，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置，讓加工表面時刻處于最佳]的冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量，通過調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無明顯效果，則應(yīng)停機(jī)檢察原程序編得是否合理。
特別注意的是，在暫停檢查或停機(jī)檢查時，要注意刀具的位置。如刀具在切削過程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時，考慮停機(jī)。
4.監(jiān)控刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量。在自動加工切削過程中，要通過聲音監(jiān)控、切削時間控制、切削過程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據(jù)加工要求，對刀具及時處理，防止發(fā)生由刀具未及時處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問題。
七、如何合理選擇加工刀具？切削用量有幾大要素？有幾種材料的刀具？如何確定刀具的轉(zhuǎn)速、切削速度、切削寬度？
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1．平面銑削時應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%。
2．立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。
3．球刀、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開粗。
4.切削用量有三大要素：切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。切削用量的選擇總體原則是：少切削、快進(jìn)給(即切削深度小，進(jìn)給速度快)。
5.按材料分類，刀具一般分為普通硬質(zhì)白鋼刀(材料為高速鋼)，涂層刀具(如鍍鈦等)，合金刀具(如鎢鋼、氮化硼刀具等)。
八、加工程序單有什么作用?在加工程序單中應(yīng)包括什么內(nèi)容？
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1.加工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容之一，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，是加工程序的具體說明，目的是讓操作者明確程序的內(nèi)容、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問題等。
2.在加工程序單里，應(yīng)包括：繪圖和編程文件名，工件名稱，裝夾草圖，程序名，每個程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性質(zhì)（如粗加工還是精加工），理論加工時間等。
九、數(shù)控編程前要做何準(zhǔn)備？
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在確定加工工藝后，編程前要了解：
1、工件裝夾方式；
2、工件毛胚的大小——以便確定加工的范圍或是否需要多次裝夾；
3、工件的材料——以便選擇加工所使用何種刀具；
4、庫存的刀具有哪些——避免在加工時因無此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具，則可以提前準(zhǔn)備。
十、在編程中安全高度的設(shè)定有什么原則？
安全高度的設(shè)定原則：一般高過刀具的最高面?；蛘邔⒕幊塘泓c設(shè)在最高面，這樣也可以最大限度避免撞刀的危險。
十一、刀具路徑編出來之后，為什么還要進(jìn)行后處理？
因為不同的機(jī)床所能認(rèn)到的地址碼和NC程序格式不同，所以要針對所使用的機(jī)床選擇正確的后處理格式才能保證編出來的程序可以運(yùn)行。
十二、什么是DNC通訊？
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程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種，CNC是指程序通過媒體介質(zhì)（如軟盤，讀帶機(jī)，通訊線等）輸送到機(jī)床的存儲器存儲起來，加工時從存儲器里調(diào)出程序來進(jìn)行加工。由于存儲器的容量受大小的限制，所以當(dāng)程序大的時候可采用DNC方式進(jìn)行加工，由于DNC加工時機(jī)床直接從控制電腦讀取程序（也即是邊送邊做），所以不受存儲器的容量受大小的限制。
