數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝比較
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：0引言精工加工所用的精工機(jī)床及其以整體硬質(zhì)合金,、可轉(zhuǎn)位刀具為代表的技術(shù)一起構(gòu)成了金屬切削發(fā)展史上的一次重要變革，精工技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械加工帶來了革命性的變化,，引領(lǐng)機(jī)械加工向著高質(zhì)量,、高效率方向前進(jìn),產(chǎn)生了與傳統(tǒng)零件加工工藝方法明顯不同的精工加工新工藝。精工機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動(dòng)化機(jī)床,加工過程中的動(dòng)作順序,、運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)位置等功能,，都是通過數(shù)字信息自動(dòng)控制的，操作者在加工過程中無法人為干預(yù)補(bǔ)償,。精工技術(shù)的種種特點(diǎn)都一一映射在精工加工工藝中,，精工技術(shù)對(duì)機(jī)械加工工藝改變******的三個(gè)因素分別是精工機(jī)床、精工刀具,、氣液電柔性控制夾具,。1精工機(jī)床對(duì)加工工藝的改變精工機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，分別采用交流,、直流主軸電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),，這兩類電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級(jí)變速,，因此使主軸箱,、進(jìn)給變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈大大縮短,，齒輪,、軸承、軸的結(jié)構(gòu)數(shù)量大為減少,甚至不用齒輪,，由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸或進(jìn)給滾珠絲桿,。精工機(jī)床常有配有自動(dòng)換刀裝置、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(實(shí)現(xiàn)分度轉(zhuǎn)位,、圓周進(jìn)給),、工件交換系統(tǒng)、對(duì)刀裝置,、排屑裝置等,柔性制造系統(tǒng)還配有自動(dòng)上下料系統(tǒng)等,。1.1精工機(jī)床的結(jié)構(gòu)及性能對(duì)工藝的改變精工機(jī)床的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)使•些傳統(tǒng)加工方法中應(yīng)慎用的加工方式變得可行,，傳統(tǒng)的懸臂鏜和利用尾座導(dǎo)向支撐鏜，己被現(xiàn)代精工機(jī)床中調(diào)頭鏜和各種固定循環(huán)方式所取代;傳統(tǒng)的孔位加工中的充填法,、空刀法,、修整法己被多種形式的圓弧插補(bǔ)、背鏜法和精工修整法所代替,；最新出現(xiàn)的硬切削是一種新的加工工藝,，在提高加工效率、降低加工成本,、減少設(shè)備資金投入方面獨(dú)樹一幟,對(duì)傳統(tǒng)課題項(xiàng)目：本文是溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)建設(shè)與改革項(xiàng)目《精工加工工藝》教材建設(shè)（課題號(hào)：WZYJC1314)階段性研宄成果,。作者簡(jiǎn)介：鄭紅（1968-),女，江西南昌人,，溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系副教授,，高級(jí)工程師，碩士,，主要研宄方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與精工工藝,。的磨削工藝提出挑戰(zhàn)以切代磨”將成為發(fā)展趨勢(shì)之--。普通銑削一般采用逆銑,，因普通銑床的絲杠傳動(dòng)之間的間隙較大而且不方便調(diào)整,，導(dǎo)致加工時(shí)竄動(dòng),這種結(jié)構(gòu)逆銑加工質(zhì)量好；而精工機(jī)床采用高精度的滾珠絲杠,，配置有調(diào)整間隙的裝置,這種結(jié)構(gòu)順銑加工質(zhì)量好,。1.2程序指令對(duì)工藝的改變精工加工是在精工系統(tǒng)中預(yù)先輸入的程序指令來控制加工的，編程指令就能對(duì)機(jī)械加工工藝產(chǎn)生改變,，精工加工中特有的循環(huán)加工指令,，就直接改變了機(jī)械加工工藝。例如精工車削中的外圓粗加工固定循環(huán)G71,、端面粗加工固定循環(huán)G72,、復(fù)合固定循環(huán)G73,這三種粗加工循環(huán)直接把粗加工、半精加工合并;粗加工后跟上外圓精加工固定循環(huán)G70,把粗加工,、精加工連貫;基于精工機(jī)床的自動(dòng)換刀,，搭配徑向切槽固定循環(huán)G75、螺紋切削復(fù)合循環(huán)G76,把軸類零件,、盤套類零件的半精加工,、切槽、車螺紋,、精加工,、倒角、倒圓角合為一道工序，循環(huán)程序指令直接把工序集中,。一次裝夾連續(xù)完成車端面,、車內(nèi)外圓柱(錐、弧)面,、切槽,、車螺紋或者銑面、銑外形,、銑槽,、鉆孔、鏜孔等結(jié)構(gòu)要素加工,，這種在精工機(jī)床上連續(xù)完成的多種加工,，符合工序的定義，就定義為•道工序,，這就是典型的工序集中,，但如果是在傳統(tǒng)機(jī)械加工中，多種工藝方法是需要多道工序完成的,。傳統(tǒng)工藝中所說的“工序”，在精工加工中,，應(yīng)按照“工步”來理解,，精工加工零件，工序雖只有一道,，但加工過程仍是一步一步進(jìn)行,，按相關(guān)定義，這一步一步的加工稱為“工步”,。傳統(tǒng)加工中,，工序較分散，每道工序中的工步內(nèi)容少,，而精工加工中一道工序中的工步內(nèi)容很多,，傳統(tǒng)加工工藝編制時(shí)將“工序”的編制作為重點(diǎn)，而精工加工中,，著眼點(diǎn)就必然在“工步”上,。2精工刀具對(duì)加工工藝的改變精工刀具也叫現(xiàn)代高效刀具，典型代表就是作為主流產(chǎn)品的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具和正在發(fā)展中的超硬刀具(金剛石,、立方氮化硼刀具）,，精工刀具實(shí)際上是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物，要滿足精工機(jī)床自動(dòng)換刀的要求,，精工刀具一般不刃磨,，即使要進(jìn)行刀具修磨涂層也是采用外包方式。現(xiàn)代高效刀具就是要實(shí)現(xiàn)高效率、高精度,、高可靠性,、專用性，刀具廠商從單純的“賣刀”,，轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚋鶕?jù)加工特點(diǎn)及工件提供整套的高效加工解決方案,，這是刀具業(yè)的一次重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，也就是刀具行業(yè)的供給側(cè)改革,?？蛻舨坏軓牡毒邩颖局羞x到合適的刀具，還能從刀具廠商中得到切削加工整體解決方案,，刀具廠商對(duì)它提供了每一種刀片的都做過金屬切削實(shí)驗(yàn),，對(duì)客戶提供切削用量參考數(shù)值，一本刀具樣本,，還能當(dāng)成切削手冊(cè)使用,。 表l殼體零件傳統(tǒng)加工與精工加工工序?qū)Ρ缺? 工藝方法 設(shè)備 研磨前工序數(shù)量 使用夾具數(shù)量 加工質(zhì)量與穩(wěn)定性 加工周期（20件） 工藝準(zhǔn)備要求 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量 傳統(tǒng)加工 普通車、銑,、鉆床 50道 10套 低 10個(gè)月 低 大 精工加工 加工中心 10道 2套 高 3個(gè)月 高 小 2.1刀具卡,、刀具庫管理傳統(tǒng)工藝規(guī)程重工藝流程、工序過程,，刀具僅僅是寫出來就行,，比如“75。外圓車刀”,，但精工刀具是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物,，到刀具廠商或市場(chǎng)上購買的，必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄,，且刀片與刀桿要相配或刀具與刀柄要相配,，所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，通過精工程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作,，自動(dòng)換刀裝置能夠迅速,、準(zhǔn)確地把刀具安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫。所以精工工藝規(guī)程除了工藝流程,、工序過程,，還必須配有刀具卡，提供刀號(hào),、刀補(bǔ),、刀片刀桿、刀具刀柄的型號(hào)規(guī)格等信息,，說明刀具加工的部位,，最好能附上刀具圖,，就更直觀,這就引入一個(gè)新的工藝任務(wù)——選刀，從刀具廠商樣本中選擇符合工藝要求的刀具,，做刀具卡,、刀具庫管理。2.2新刀具產(chǎn)生新工藝精工刀具技術(shù)的發(fā)展,，新型高效刀具不斷涌現(xiàn),，使得金屬切削工藝規(guī)程發(fā)生了很多改變，比如現(xiàn)代企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率,，減少或合并加工工序的趨勢(shì)也很明顯,，例如取消半精加工，粗加工后直接進(jìn)行精加工,，粗鏜后直接精鏜,，鉆孔后精鉸一次到位,面粗銑后一次精銑達(dá)到要求，在粗加工中盡可能多地切除加工余量,隨后的一次精加工直接保證加工尺寸和形狀,、位置精度以及表面加工質(zhì)量,，這就對(duì)機(jī)床和刀具都提出了很高的要求，實(shí)際上就是工藝的改變,，機(jī)床,、刀具改變了工藝規(guī)程。再比如現(xiàn)代企業(yè)還在推廣使用新刀具,，比如玉米銑刀（粗加工,，比立銑刀耐用）、螺紋銑刀(在加工中心上銑螺紋,，高效高精度）、螺紋旋風(fēng)銑(用車床來加工螺紋）,、球刀(銑曲面）,、槍鉆(鉆深孔）、刮齒刀(加工內(nèi)齒輪),，新刀具直接產(chǎn)生新工藝,。3氣液電自動(dòng)控制夾具傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝方法是在普通機(jī)床上依靠夾具，采用“一人,、一機(jī),、一刀、一道工序”的方法對(duì)零件進(jìn)行加工,，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件一般需要多套工裝夾具,、經(jīng)過幾十道工序、多次定位裝夾才能完成加工,，導(dǎo)致加工零件的一致性差,、加工效率低、工裝數(shù)量多、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等諸多弊端,。精工機(jī)床通常采用高速切削或強(qiáng)力切削，加工過程自動(dòng)化,，對(duì)精工夾具提出了新的功能要求,，首先是夾緊力要大,保證夾緊可靠，其次是柔性要好,適應(yīng)自動(dòng)控制,。所以精工夾具通常采用氣液電自動(dòng)控制夾具,，氣液電自動(dòng)控制夾具最重要的是保證定位精確、夾緊可靠,，夾具的導(dǎo)向由精工機(jī)床及精工裝置保證,，夾具的對(duì)刀通過預(yù)對(duì)刀操作或用機(jī)外對(duì)刀儀檢測(cè)并輸入精工系統(tǒng)，夾具的分度轉(zhuǎn)位由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)控制,。比如精工車床采用液壓,、氣動(dòng)卡盤、液壓心軸或夾套,保證夾緊可靠,。精工銑床,、加工中心夾具不設(shè)置對(duì)刀裝置，由工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)建立聯(lián)系,，通過預(yù)對(duì)刀操作或用機(jī)外對(duì)刀儀來保證工件與刀具的正確位置,，位置精度由機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度保證，所以精工銑床,、加工中心通常采用通用夾具,，例如機(jī)床用平口虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等,但采用液壓或氣動(dòng)作為夾緊動(dòng)力源,。精工鉆床夾具不用鉆模鉆套,，利用精工機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)精確控制孔的位置和加工精度,可先用中心鉆點(diǎn)窩定孔中心，起到加工導(dǎo)向作用,，然后用鉆削刀具加工孔深,，如果是細(xì)長(zhǎng)孔，可利用程序控制采用往復(fù)排肩鉆削方式加工,。所以精工機(jī)床加工具有加工工序少,，專用工裝數(shù)量少的特點(diǎn)，表1為原采用傳統(tǒng)加工工藝方法和現(xiàn)采用精工加工工藝方法的工藝生產(chǎn)情況對(duì)比,，加工對(duì)象是一精度要求高,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼體零件。海天精工 備注：為保證文章的完整度,，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示,，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,，手機(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：基于精工機(jī)床,、精工刀具,、氣液電自動(dòng)控制夾具技術(shù)的進(jìn)步，精工加工工藝的總趨勢(shì)是工序集中,，自動(dòng)控制,，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝的優(yōu)化排序。傳統(tǒng)機(jī)械加工過程中,，機(jī)床,、刀具、工裝夾具,、檢測(cè),、工件調(diào)頭等因素，只要變化了其中一項(xiàng),，都會(huì)導(dǎo)致加工中斷而分出多道工序,。精工加工工藝中，真正導(dǎo)致加工不連續(xù)只有更換機(jī)床,，當(dāng)然工件調(diào)頭二次裝夾也會(huì)導(dǎo)致加工中斷,，但隨著精工技術(shù)的發(fā)展，雙主軸精工機(jī)床的普及,，未來可以保證即使是工件調(diào)頭二次裝夾,加工同樣連續(xù),，至于刀具、工裝夾具,、檢測(cè)等都可以采用柔性自動(dòng)控制技術(shù)保證加工連續(xù),。由于精工加工的切削用量朝著高切削速度、高進(jìn)給率和小背吃刀量的方向發(fā)展,，所以在編寫具體工藝規(guī)程時(shí),，一般規(guī)定以一次定位裝夾為一道工序，每用一把刀具定為一個(gè)工步,，并要求把每個(gè)工步的加工內(nèi)容、切削用量詳細(xì)標(biāo)出,，工藝文件直接用于指導(dǎo)精工程序的編制,。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司,。產(chǎn)品包括：CNC加工中心,、鉆攻中心、龍門加工中心,、雕銑機(jī),、石墨機(jī),、五軸加工中心、立式加工中心,、臥式加工中心等,。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,，其中出口到歐洲占到50%,。我們盡心、盡力,、盡意的服務(wù),！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn),，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任,！