3.1 数控加工工艺过程及特点
数控加工与普通机床加工的根本区别在于控制方式的不同。普通机床加工零件时,工序中工步顺序、机床运动、位移量、走刀路线及有关切削参数等,一般均由操作者以手工操作方式进行控制,存在一定的随意性和易变性。而数控机床上加工时,均要写入数控加工程序,数控系统会根据程序指令自动运行,完成对零件的加工,这个过程一般不需要操作者进行干预。但数控加工和传统机械加工仍都属于机械加工,所以其基本理论与普通机床的加工大同小异,所不同的是:需要将传统机械加工的几乎所有操作内容全部编入数控加工程序中。
3.1.1 数控加工的工艺过程
工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等,使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的主体,如毛坯制造、机械加工、热处理、装配等过程均为工艺过程。而采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。数控加工工艺过程是指机械加工工艺过程是由数控机床完成的。
数控加工工艺过程的许多内容与普通机械加工工艺过程雷同,在《机械制造技术基础》课程中已经学习,在此不再赘述。本章仅就不同的内容加以讲述。
3.1.2 数控加工工艺的特点
相对于普通机械加工,数控加工具有高自动化、高精度、高柔性、可加工复杂零件形状、成本较高等工艺特点,相应地在工艺设计方面,也要注意数控机床加工工艺的如下几个特点:
(1)工艺内容详细
普通机床加工时,许多具体的工艺问题,如工序中各工步的划分与安排、走刀路线及切削用量、各种辅助动作等,在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的,一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工中,上述这些具体工艺问题,不仅成为数控工艺设计时必须考虑的内容,还必须作出正确的选择。也就是说,本来是由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多具体工艺问题和细节,在数控加工时就转变为编程人员必须事先考虑和安排的内容。
(2)工艺设计严密
数控机床虽然自动化程度高,但自适应性差。在普通机床加工时,根据加工过程中出现的问题,机床操作人员可以灵活、适时地进行人为调整。虽然数控机床的发展在自适应调整方面做了不少努力与改进,但仍远远不够。比如说,数控机床在加工内螺纹,当孔中已挤满了切屑时,数控机床无法自行判断和处理,必须由工艺人员在工艺中解决。所以,在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程的每一个细节。
(3)注重加工适应性
要根据数控加工的特点,正确选择加工方法和加工对象。由于数控加工自动化程度高、质量稳定、可多坐标联动、便于工序集中,但设备价格昂贵、操作技术要求高等特点均比较突出,因此加工对象选择不当往往会造成成本上涨。为了充分发挥数控加工的优点,达到较好的经济效益,在选择加工方法和对象时要慎重,甚至有时还要在基本不改变工件原有性能的前提下,对其形状、尺寸、结构等作适应数控加工的改进。