优化CNC加工:关键洞察与最佳实践
CNC加工工艺分析涉及面广,此处仅分析CNC加工的可能性与便利性。
零件图尺寸标注应符合编程便利原则
1. 零件图尺寸标注方法应适应CNC加工特点
CNC加工零件图上,尺寸应采用同一基准引用或直接给出坐标尺寸。这种标注方法不仅便于编程,也便于尺寸间相互协调,给保持设计基准、工艺基准、检验基准和编程原点设置的一致性带来极大便利。因零件设计师一般在标注尺寸时考虑装配等使用特性,不得不采用分散标注法,这给工艺安排和CNC加工带来诸多不便。由于CNC加工精度高、重复定位精度好,使用特性不会因大累积误差而受损。因此,可将局部分散标注法改为同一基准引用尺寸或直接采用坐标尺寸标注法。
2. 构成零件轮廓的几何要素条件应充分
手工编程时需计算基点或节点坐标。自动编程时,构成零件轮廓的所有几何要素必须定义。因此分析零件图时,需分析几何要素给定条件是否充分。例如,圆弧与直线、圆弧与圆弧在图上相切,但按图上给定尺寸计算切线条件时,却变成相交或分离状态。因零件几何要素条件不足,无法开始编程。遇此情况应与零件设计师协商解决。
零件各加工部位结构工艺性应符合CNC加工特点
1) 零件腔腔和形状最好采用统一几何类型和尺寸。可减少刀具规格和换刀次数,便于编程,提高生产效率。
2) 内槽圆角半径决定刀具直径尺寸,故内槽圆角半径不宜过小。零件工艺性质量与加工轮廓高度和过渡圆弧半径大小有关。
3) 零件铣削底平面时,槽底圆角半径r不宜过大。
4) 应采用统一基准定位。CNC加工中若无统一基准定位,因工件重新安装,加工后两面轮廓位置尺寸会不一致。因此为避免上述问题、保证两次装夹后相对位置精度,应采用统一基准定位。
零件上最好有合适孔作为定位基准孔。若无,可设工艺孔作定位基准孔(如毛坯上加工艺凸耳或后续工序铣削余量上设工艺孔)。若不能做工艺孔,至少用已加工表面作统一基准,减少两次装夹引起的误差。
此外,还应分析零件要求的加工精度和尺寸公差能否保证,是否有冗余尺寸引起矛盾或封闭尺寸影响工艺安排。
加工方法选择与加工方案确定
(1) 加工方法选择
加工方法选择原则是保证加工表面精度和表面粗糙度。因一般有多种加工方法可获得同级精度和粗糙度,实际选择时须充分考虑零件形状、尺寸和热处理要求。例如,镗削、铰削、磨削等IT7级精度孔加工方法均能满足精度要求,但箱体孔一般用镗或铰而不用磨。小尺寸箱体孔通常选铰,孔径较大时选镗。此外,还应考虑生产率和经济性要求,以及工厂生产设备实际条件。常用加工方法的经济加工精度和表面粗糙度可查工艺手册。
(2) 确定加工方案的原则
零件上相对精密表面的加工往往通过粗加工、半精加工、精加工逐步实现。仅根据质量要求为这些表面选择相应最终加工方法是不够的,必须正确确定从毛坯到最终形状的加工方案。
确定加工方案时,首先根据主要表面精度和表面粗糙度要求,确定满足这些要求所需的加工方法。例如,小直径IT7精度孔,最终加工方法为精铰时,通常需先钻孔、扩孔、粗铰,然后精铰。
制造工艺