数控铣削加工零件图的工艺性分析—常州兰生数控培训职业技术学校

针对数控铣削加工的特点，下面列举出一些经常遇到的工艺性问题，作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。

     图a                                     图b
      ①图纸尺寸的标注方法是否方便编程，构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要，各几何元素的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明确，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等等。
     ②零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也将提高。根据实践经验，当面积较大的薄板厚度小于3mm时就应充分重视这一问题。
      ③内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小。因为这种内圆弧半径及常常限制刀具的直径。如图4-14所示，如工件的被加工轮廓高度低，转接圆弧半径也大，可以采用较大直径的铣刀来加工，加工其腹板面时，走刀次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因此工艺性较好，反之，数控铣削工艺性较差。一般来说，当(被加工轮廓面的最大高度)时，可以判定为零件该部位的工艺性不好。
     ④零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r是否太大。如图a所示，当r越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也越低，当r大到一定程度时甚至必须用球头刀加工，这是应当尽量避免的。因为铣刀与铣削平面接触的最大直径d= D-2r(D为铣刀直径)，当D越大而r越小时，铣刀端刃铣削平面的面积越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。有时候，当铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，我们不得不用两把r不同的铣刀(一把r小些，另一把r符合零件图)进行两次切削。
       ⑤零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱，是否可以统一。因为在数控铣床上多换一次刀要增加不少新问题，如增加铣刀规格，计划停车次数和对刀次数等，不但给编程带来许多麻烦，增加生产准备时间而降低生产效率，而且也会因频繁换刀增加了工件加工面上的接刀阶差而降低了表面质量。所以，在一个零件上的这种凹圆弧半径在数值上的一致性问题对数控铣削的工艺性显得相当重要。一般来说，即使不能寻求完全统一，也要力求将数值相近的圆弧半径分组靠拢，达到局部统一，以尽量减少铣刀规格与换刀次数。
     ⑥零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性。有些工件需要在铣完一面后再重新安装铣削另一面，如图b所示。由于数控铣削时不能使用通用铣床加工时常用的试削方法来接刀，往往会因为工件的重新安装而接不好刀(即与上道工序加工的面接不齐或造成本来要求一致的两对应面上的轮廓错位)。为了避免上述问题的产生，减小两次装夹误差，最好采用统一基准定位，因此零件上最好有合适的孔作为定位基准孔。如果零件上没有基准孔，也可以专门设置工艺孔作为定位基准(如在毛坯上增加工艺凸耳或在后继工序要铣去的余量上设基准孔)。如实在无法制出基准孔，起码也要用经过精加工的面作为统一基准。如果连这也办不到，则最好只加工其中一个最复杂的面，另一面放弃数控铣削而改由通用铣床加工。
       ⑦分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形，哪些部位最容易变形。因为数控铣削最忌讳工件在加工时变形，这种变形不但无法保证加工的质量，而且经常造成加工不能继续进行下去，“中途而废”。这时就应当考虑采取一些必要的工艺措施进行预防，如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行退火处理，对不能用热处理方法解决的，也可考虑粗、精加工及对称去余量等常规方法。此外，还要分析加工后的变形问题，采取什么工艺措施来解决。