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作者简介:郭士吾(1989—)男,汉,山东济南人。助理实验师,就业与校企合作办公室主任,本科,工作单位:山东职业学院,主要研究方向:机械设计制造及其自动化。
摘要: 数控加工工艺与传统加工工艺相比具有很大的优势,数控加工工艺以传统机加工工艺为基础,与计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有效结合,从而形成的一种新的加工工艺模式,数控加工工艺是当代最为先进并且在加工行业中占有重要地位的新型加工工艺技术。本文分别从加工工艺、装夹及夹具、刀具、加工方式、切削用量及熱变形等几个角度对数控加工和传统机加工工艺之间的区别进行了具体的阐述。
关键词: 数控加工工艺;传统机加工工艺;夹具;刀具;切削用量;热变形
【中图分类号】TG659【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2018)07-0222-01
数控加工工艺以传统机加工工艺为基础,融合各项先进的技术,通过对关键技术的研究,在工艺技术方面取得了很大突破,从而形成了一种先进、高效的新型加工工艺。不断改进数控加工工艺也成为当代加工业发展的重中之重。我国加工行业比较发达,普遍机床加工方法在技术和加工方法上都较为成熟,所以当前应用的数控车、数控铣及加工中心中均延续了普通机床中成熟的技术和加工方法,并且将普通机床的成熟的技术与数控机床的加工优势进行充分的结合,从而有效的将数据机床的优良性能发挥出来[1]。在当前数控加工方法应用过程中,不可避免会出现一些新工艺问题,所以在数据加工和传统机加工工艺进行有效结合之前,需要对二者的区别进行全面、有效的分析,从而最大限度的发挥出数控加工和普通机床加工的优势。
1 加工工艺
在普通机加工艺中,定位基准、装夹方式、刀具、切削方法等都可以进行简化处理,但数据加工工艺则较为复杂,即使加工任务相同,数控加工工艺的方案也不唯一,因此需要对所有因素进行综合考虑,例如加工工序的安排,热处理工序的安排,数控进给路线的安排等。数控加工工艺的多样化,这是数控加工工艺与传统机加工工艺最明显的区别。
2 装夹及夹具
在传统机加工工艺中,普通夹具要实现的夹具功能是定位、夹紧、导向、对刀以固定夹具和机床的坐标方向,而数控加工过程中,除了要固定夹具和机床的坐标方向,还需要协调零件和机床坐标系的尺寸关系,在装夹过程中对定位和夹紧步骤进行有效控制。传统机加工工艺中,机床自身的加工能力有限,所以加工过程中需要利用专用夹具进行多次装夹,这就会增加夹具在设计和制造上的费用,从而增加产品的生产成本,降低企业的生产效益。数控加工工艺可一次装夹多件工件,采用仪表进行定位调试,大部分情况下都不需要进行专用夹具的设计,所以相对来讲其成本较低,并且一次装夹多件减少了停机辅助时间,生产效率能够大幅提升[2]。
3 刀具
在加工过程中,加工工艺和加工方法的不同所用的刀具也不同。在数控加工中,利用高速切削在保证加工质量的同时,加工效率也能快速提升,而且加工质量也能够得到保证,降低切削变形的可能性,缩短加工周期,因此,在高速切削下对切削刀具的质量要求也比较严格。例如,众所周知,切削过程中会产生大量热导致温度升高,如果在数控加工中采用的干切削法,这种方法在切削过程中不加或者只加少量切削液,由于缺乏切削液作为冷却剂冷却机具,切削过程一直保持高温的状态,这就要求刀具在高温下不会变形,刀具本身具有优良的耐热性。数控加工工艺作为当代加工行业应用最为广泛的工艺,加工行业由传统机加工工艺向数控加工工艺的转变也为刀具行业的发展带来了一场革命,刀具行业已不再仅仅扮演着刀具生产和供应的角色,转而开展新型切削工艺以及相关配套技术的产品开发活动,刀具生产商作为加工行业重要合作伙伴,在加工行业提高生产效率,降低生产成本的过程中发挥至关重要的作用[3]。
4 加工方式
在传统机加工工艺比较落后,一些加工工艺难以精准掌控,导致传统机加工工艺具有一些局限性。但采用数控机床进行加工以后,克服了传统机加工的局限性,使一些慎用的加工方式具有可行性。例如通过数控加工中的圆孤插补法、数控修整法等替代了传统孔位加工中使用的充填法、空刀法和修整法。而且硬切削加工工艺也开始在数控机加工中得以实现。数控机加工不仅能够有效的提高加工效率,降低加工成本,并且能够减少设备的资金投入。与湿切削法相比,干切削作为一种绿色制造工艺,在切削加工上具有非常明显的优势,但其切削力大,在切削过程中容易产生变形及刀具磨损等问题。
5 切削用量
在传统机加工工艺过程中,工人往往是凭借自己的技术和实践经验对机床进行操作,人的控制能力不够精准,特别是面对对复杂的曲线和曲面,人工操作往往会出现很大的误差,很难加工出精度要求较高的工件,导致废品率增加。因此,在切削用量的选择方面总是特别谨慎。而数控机床是采用控制系统控制机床动作,不论什么形面都可用设定好的程序控制加工过程,刀具在工件上的运动轨迹是全自动、灵活、精准、不间断的,可预先对加工过程设置一个最为合理的切削用量,既不会对材料带来浪费和不必要的损耗,又能最大限度地提高材料的利用率和加工效率,这是传统机床加工不可比拟的。
6 热变形
无论是传统机加工工艺还是数控加工工艺,在切削过程中都不可避免的会出现热变形的情况。而热变形会直接影响到最终工件的加工精度以及刀具的使用寿命。传统机加工工艺各工序之间缓冲时间较长,粗加工,半精加工,精加工阶段可以进行明显的划分,所以精加工阶段可以等到前道工序中产生的温升完全恢复后再开始,并且精加工阶段还可以细分几个工步,逐步消除温升可以有效的降低热变形所产生的不良影响。但数控加工工艺需要连续进行多个面的加工,而且加工周期短,这样会导致切削过程中产生的热量不能及时转移,所以热变形是数控加工工艺过程中最明显的缺陷。目前,在数控机床加工中,通常会采用加入切削液的方法来达到冷却的目的[4]。
7.结语
数控加工工艺是以传统机加工工艺为基础,通过与计算机技术的有效结合而发展起来的,所以传统机加工工艺是数控加工工艺技术的基石和来源,通这比较两者的优缺点,可以在加工过程中提出更为科学合理的加工方案,使加工行业的发展快速稳步进行。
参考文献
[1]吴霞,周太平. 数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J]. 煤矿机械,2010,31(02).
[2] 姚龙涛. 大型四球面数控加工工艺研究[J]. 制造技术与机床,2013(08).
[3] 罗及红. PLC在两工位钻孔攻锐组合机床改造中的应用[J]. 煤矿机械,2012(11).
[4] 蔡兰,王霄. 数控加工工艺学[M]. 北京:化学工业出版社,2005.
摘要: 数控加工工艺与传统加工工艺相比具有很大的优势,数控加工工艺以传统机加工工艺为基础,与计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有效结合,从而形成的一种新的加工工艺模式,数控加工工艺是当代最为先进并且在加工行业中占有重要地位的新型加工工艺技术。本文分别从加工工艺、装夹及夹具、刀具、加工方式、切削用量及熱变形等几个角度对数控加工和传统机加工工艺之间的区别进行了具体的阐述。
关键词: 数控加工工艺;传统机加工工艺;夹具;刀具;切削用量;热变形
【中图分类号】TG659【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2018)07-0222-01
数控加工工艺以传统机加工工艺为基础,融合各项先进的技术,通过对关键技术的研究,在工艺技术方面取得了很大突破,从而形成了一种先进、高效的新型加工工艺。不断改进数控加工工艺也成为当代加工业发展的重中之重。我国加工行业比较发达,普遍机床加工方法在技术和加工方法上都较为成熟,所以当前应用的数控车、数控铣及加工中心中均延续了普通机床中成熟的技术和加工方法,并且将普通机床的成熟的技术与数控机床的加工优势进行充分的结合,从而有效的将数据机床的优良性能发挥出来[1]。在当前数控加工方法应用过程中,不可避免会出现一些新工艺问题,所以在数据加工和传统机加工工艺进行有效结合之前,需要对二者的区别进行全面、有效的分析,从而最大限度的发挥出数控加工和普通机床加工的优势。
1 加工工艺
在普通机加工艺中,定位基准、装夹方式、刀具、切削方法等都可以进行简化处理,但数据加工工艺则较为复杂,即使加工任务相同,数控加工工艺的方案也不唯一,因此需要对所有因素进行综合考虑,例如加工工序的安排,热处理工序的安排,数控进给路线的安排等。数控加工工艺的多样化,这是数控加工工艺与传统机加工工艺最明显的区别。
2 装夹及夹具
在传统机加工工艺中,普通夹具要实现的夹具功能是定位、夹紧、导向、对刀以固定夹具和机床的坐标方向,而数控加工过程中,除了要固定夹具和机床的坐标方向,还需要协调零件和机床坐标系的尺寸关系,在装夹过程中对定位和夹紧步骤进行有效控制。传统机加工工艺中,机床自身的加工能力有限,所以加工过程中需要利用专用夹具进行多次装夹,这就会增加夹具在设计和制造上的费用,从而增加产品的生产成本,降低企业的生产效益。数控加工工艺可一次装夹多件工件,采用仪表进行定位调试,大部分情况下都不需要进行专用夹具的设计,所以相对来讲其成本较低,并且一次装夹多件减少了停机辅助时间,生产效率能够大幅提升[2]。
3 刀具
在加工过程中,加工工艺和加工方法的不同所用的刀具也不同。在数控加工中,利用高速切削在保证加工质量的同时,加工效率也能快速提升,而且加工质量也能够得到保证,降低切削变形的可能性,缩短加工周期,因此,在高速切削下对切削刀具的质量要求也比较严格。例如,众所周知,切削过程中会产生大量热导致温度升高,如果在数控加工中采用的干切削法,这种方法在切削过程中不加或者只加少量切削液,由于缺乏切削液作为冷却剂冷却机具,切削过程一直保持高温的状态,这就要求刀具在高温下不会变形,刀具本身具有优良的耐热性。数控加工工艺作为当代加工行业应用最为广泛的工艺,加工行业由传统机加工工艺向数控加工工艺的转变也为刀具行业的发展带来了一场革命,刀具行业已不再仅仅扮演着刀具生产和供应的角色,转而开展新型切削工艺以及相关配套技术的产品开发活动,刀具生产商作为加工行业重要合作伙伴,在加工行业提高生产效率,降低生产成本的过程中发挥至关重要的作用[3]。
4 加工方式
在传统机加工工艺比较落后,一些加工工艺难以精准掌控,导致传统机加工工艺具有一些局限性。但采用数控机床进行加工以后,克服了传统机加工的局限性,使一些慎用的加工方式具有可行性。例如通过数控加工中的圆孤插补法、数控修整法等替代了传统孔位加工中使用的充填法、空刀法和修整法。而且硬切削加工工艺也开始在数控机加工中得以实现。数控机加工不仅能够有效的提高加工效率,降低加工成本,并且能够减少设备的资金投入。与湿切削法相比,干切削作为一种绿色制造工艺,在切削加工上具有非常明显的优势,但其切削力大,在切削过程中容易产生变形及刀具磨损等问题。
5 切削用量
在传统机加工工艺过程中,工人往往是凭借自己的技术和实践经验对机床进行操作,人的控制能力不够精准,特别是面对对复杂的曲线和曲面,人工操作往往会出现很大的误差,很难加工出精度要求较高的工件,导致废品率增加。因此,在切削用量的选择方面总是特别谨慎。而数控机床是采用控制系统控制机床动作,不论什么形面都可用设定好的程序控制加工过程,刀具在工件上的运动轨迹是全自动、灵活、精准、不间断的,可预先对加工过程设置一个最为合理的切削用量,既不会对材料带来浪费和不必要的损耗,又能最大限度地提高材料的利用率和加工效率,这是传统机床加工不可比拟的。
6 热变形
无论是传统机加工工艺还是数控加工工艺,在切削过程中都不可避免的会出现热变形的情况。而热变形会直接影响到最终工件的加工精度以及刀具的使用寿命。传统机加工工艺各工序之间缓冲时间较长,粗加工,半精加工,精加工阶段可以进行明显的划分,所以精加工阶段可以等到前道工序中产生的温升完全恢复后再开始,并且精加工阶段还可以细分几个工步,逐步消除温升可以有效的降低热变形所产生的不良影响。但数控加工工艺需要连续进行多个面的加工,而且加工周期短,这样会导致切削过程中产生的热量不能及时转移,所以热变形是数控加工工艺过程中最明显的缺陷。目前,在数控机床加工中,通常会采用加入切削液的方法来达到冷却的目的[4]。
7.结语
数控加工工艺是以传统机加工工艺为基础,通过与计算机技术的有效结合而发展起来的,所以传统机加工工艺是数控加工工艺技术的基石和来源,通这比较两者的优缺点,可以在加工过程中提出更为科学合理的加工方案,使加工行业的发展快速稳步进行。
参考文献
[1]吴霞,周太平. 数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J]. 煤矿机械,2010,31(02).
[2] 姚龙涛. 大型四球面数控加工工艺研究[J]. 制造技术与机床,2013(08).
[3] 罗及红. PLC在两工位钻孔攻锐组合机床改造中的应用[J]. 煤矿机械,2012(11).
[4] 蔡兰,王霄. 数控加工工艺学[M]. 北京:化学工业出版社,2005.