數(shù)控銑床導(dǎo)軌加工技術(shù)初探

數(shù)控銑床是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)常用的一種自動(dòng)加工設(shè)備，具有適用性強(qiáng)、靈活性好等特點(diǎn)。導(dǎo)軌是利用數(shù)控銑床生產(chǎn)加工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但就目前該環(huán)節(jié)的開展情況來看，卻存在一些有待解決的問題，比如說，三維坐標(biāo)計(jì)算和加工尺寸問題等。為了將上述問題解決，本文介紹了一種可行有成功的加工技術(shù)，即CAM 技術(shù)。通過將CAM 技術(shù)與數(shù)控銑床結(jié)合起來，切實(shí)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
       一、CAD/ CAM概述 
       1、CAD/CAM 技術(shù)的概念
       所謂CAD/CAM 技術(shù)，主要是指將計(jì)算機(jī)計(jì)算與制造生產(chǎn)過程結(jié)合到一起，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一種新興的技術(shù)。CAD/CAM 系統(tǒng)所包含的功能大致包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和自動(dòng)化兩個(gè)方面，涉及的范圍則主要包括計(jì)算機(jī)數(shù)控和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。近年來，隨著我國(guó)制造行業(yè)發(fā)展腳步的不斷加快，CAD/CAM 技術(shù)在制造生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛。
       2、CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
       就目前CAD/CAM 技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，已然企業(yè)部門的高度重視。但隨著制造行業(yè)發(fā)展腳步的不斷加快，CAD/CAM 技術(shù)的更新發(fā)展迫在眉睫，其發(fā)展趨勢(shì)大致包括以下幾個(gè)方面：（1）軟硬件平臺(tái)。目前，WinTel 結(jié)構(gòu)體系憑借的自身優(yōu)異的價(jià)格性能比、方便的維護(hù)、優(yōu)異的表現(xiàn)已經(jīng)逐步取代了UNIX 操作系統(tǒng)成為CAD/CAM 集
成系統(tǒng)的支持平臺(tái)，今后CAD/CAM 的軟件平臺(tái)無疑將是WindowsNT 和Windows2000；（2）智能化和網(wǎng)絡(luò)化。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，CAD/CAM 會(huì)朝著方便、網(wǎng)絡(luò)化的方法不斷發(fā)展。
       二、零件分析
       為了數(shù)控銑床的導(dǎo)軌能夠充分滿足加工要求，在正式加工之前，應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，工作應(yīng)集中在對(duì)零件圖紙的審核和分析上。歸納起來，其工作大致包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
       1、分析待加工面 
       通常情況下，在對(duì)零件進(jìn)行加工的時(shí)候，為了加工作業(yè)可以順利進(jìn)行，加工前應(yīng)對(duì)零件的部分表面進(jìn)行分析。分析的內(nèi)容應(yīng)該包括對(duì)零件待加工面的確定和對(duì)零件幾何定義進(jìn)行分析兩項(xiàng)內(nèi)容。根據(jù)生產(chǎn)需求，有時(shí)還需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，加工中所涉及的所有幾何元素的定義。
       2、確定加工方法
       加工方法選擇合理性對(duì)加工效率和質(zhì)量具有直接聯(lián)系，一般來說，在對(duì)加工方法進(jìn)行選擇的時(shí)候，需要對(duì)零件的毛坯形狀和待加工表面的幾何狀態(tài)進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)要根據(jù)當(dāng)前機(jī)床運(yùn)行的實(shí)際情況，對(duì)加工方法和機(jī)床設(shè)備進(jìn)行合理選擇。  
       3、確定編程原點(diǎn)及編程坐標(biāo)系
       通常情況下，在對(duì)編程原點(diǎn)和坐標(biāo)系進(jìn)行確定的時(shí)候，需要對(duì)零件的基準(zhǔn)面位置和待加工表面進(jìn)行充分考慮。在加工過程中，可供使用的原點(diǎn)和編程坐標(biāo)系有很多，加工人員綜合考慮多方面因素，選擇的編程原點(diǎn)和坐標(biāo)系。
       4、對(duì)待加工表面及其約束面進(jìn)行幾何造型 
       如果采用CAD/CAM 數(shù)控編程系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)軌操作，那么對(duì)待加工表面及其約束面進(jìn)行幾何造型這一環(huán)節(jié)，這是上機(jī)編程一步，同時(shí)也是后續(xù)工作順利開展的基礎(chǔ)。 
       5、合理選擇刀具
       刀具的選擇對(duì)導(dǎo)軌質(zhì)量的提升也具有重要意義。通常情況下，刀具的選擇是根本加工方法來確定的，不同的加工方法對(duì)刀具也有不同要求。但需要注意的是，如果所需加工零件的待加工面具有復(fù)雜性，那么在對(duì)刀具進(jìn)行選擇的時(shí)候，首先應(yīng)該對(duì)零件的待加工面的幾何形態(tài)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)刀具類型和尺寸進(jìn)行選擇。這樣做的目的一方面是為了提高加工效率和質(zhì)量，另一方面則是為了防止刀具選擇不當(dāng)而對(duì)零件表面造成損壞。由于在一些情況下，零件待加工面的幾何形態(tài)數(shù)值計(jì)算困難，操作人員只能憑借以往的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)刀具進(jìn)行選擇，但并不能充分刀具選擇的合理性。面對(duì)這種情況，在進(jìn)行加工操作之外，需要進(jìn)行刀位驗(yàn)證。 
       6、刀具軌跡生成及刀具軌跡編輯 
       選擇CAD/CAM 數(shù)控編程系統(tǒng)來實(shí)施導(dǎo)軌操作時(shí)，對(duì)于刀具軌跡生成和軌跡編輯可以在所定義加工表面及其約束面上確定其外法向矢量方向，并選擇一種走刀方式，刀具和加工參數(shù)確定之后，系統(tǒng)會(huì)以此為依據(jù)對(duì)刀具軌跡進(jìn)行確定。一般來說，加工參數(shù)應(yīng)包括平面、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、線性逼近誤差、刀具軌跡間的殘留高度以及遲刀段長(zhǎng)度等幾項(xiàng)內(nèi)容。但要注意的是，并不是所有加工方式的加工參數(shù)都相同，有些加工方式只需其中幾個(gè)參數(shù)便可。
       三、數(shù)控編程與模擬加工 
       零件分析完成之后，在實(shí)際加工之前，還要進(jìn)行的刀路模擬，在模擬過程中，可以將編寫程序中存在的問題反應(yīng)出來，以此來避免由于程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的失誤，對(duì)刀路有所提升，進(jìn)而進(jìn)一步提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。  
       1、工件的裝夾、找正 
       裝夾與找正是零件加工之前開展的一項(xiàng)工作，首先，要在導(dǎo)軌四角和中間部位墊上1mm銅墊，并在此基礎(chǔ)上利用定位壓板壓在銅墊處夾緊，這樣做的目的主要是為了防止工件在加工過程中出現(xiàn)變形問題。裝夾操作完成之后，接下來就是找正，操作人員需要將劃針粘在刀具上，然后使用模擬刀具加工沿工件大致外形輪廓找正。 
       2、工件的加工
       上述準(zhǔn)備工作全部完成之后，接下來就可以正式開始工件加工。一般來說，工件加工的流程為：

         （1）對(duì)鐵層進(jìn)行外形加工，根據(jù)工件實(shí)際加工需求，對(duì)主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量進(jìn)行確定，一般以200h/min 和40mm/min 為準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)工藝需求為下道工序的順利開展留出相應(yīng)的加工余量；
        （2）鐵層經(jīng)過外形粗加工之后焊接凹槽內(nèi)銅層，在這一環(huán)節(jié)需要注意的是，要做好熱變形防護(hù)措施，避免熱變形問題發(fā)生；
        （3）銅層粗加工完成之后，可對(duì)其展開加工，同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量，并以測(cè)量結(jié)果為依據(jù)對(duì)刀具補(bǔ)償進(jìn)行修改，以此來實(shí)現(xiàn)精加工。精加工過程中同樣要對(duì)主軸轉(zhuǎn)數(shù)和進(jìn)給量進(jìn)行確定，一般以300h/min 和60mm/min 為準(zhǔn)；
        （4）加工完畢之后，需對(duì)加工工件進(jìn)行測(cè)量和核對(duì)，查看其是否滿足加工要求，如果達(dá)不到加工標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)進(jìn)行返工操作，直到合格為止。對(duì)于加工合格的工件，應(yīng)根據(jù)加工要求留出鉗工研磨余量。
        結(jié)語：
        綜上所述，在當(dāng)前數(shù)控銑床導(dǎo)軌操作中，弧度連接是其中一項(xiàng)非常重要的加工要求，然而就過去采用的加工技術(shù)來看，卻無法將這一要求順利實(shí)現(xiàn)。但自從CAM 技術(shù)與數(shù)控銑床結(jié)合之后，這一問題解決。可以預(yù)見，在未來的時(shí)間里，CAM 技術(shù)在數(shù)控銑床導(dǎo)軌操作中必將廣泛應(yīng)用，從而進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。