数控铣床导轨加工技术初探
2016-11-9 来源：湛江市技师学院 作者：梁五湖
摘要：随着我国工业化水平的不断提升，数控铣床在工业生产中的应用越来越广泛，不仅提高了生产效率和质量，而且还大大减轻的劳动强度。但是，数控铣床的导轨在实际生产中却存在一些有待解决的问题。基于此，本文主要以数控铣床导轨的实际加工为例，利用CAM 技术对数控铣床导轨操作进行完善，以此来将数控铣床的作用在工业加工中充分发挥出来，更好的推动我国社会经济的可持续发展。
关键词：数控铣床；导轨；加工技术
数控铣床是当前工业生产常用的一种自动加工设备，具有适用性强、灵活性好等特点。导轨是利用数控铣床生产加工中的一个重要环节，但就目前该环节的开展情况来看，却存在一些有待解决的问题，比如说，三维坐标计算和加工尺寸问题等。为了将上述问题有效解决，本文介绍了一种可靠可行有成功的加工技术，即CAM 技术。通过将CAM 技术与数控铣床的有效结合起来，切实提高生产效率和产品质量。
一、CAD/ CAM概述
1、CAD/CAM 技术的概念
所谓CAD/CAM 技术，主要是指将计算机计算与制造生产过程有机结合到一起，利用计算机进行生产设备管理控制和操作，提高生产效率和产品质量的一种新兴的科学技术。CAD/CAM 系统所包含的功能大致包括数据转换和自动化两个方面，涉及的范围则主要包括计算机数控和计算机辅助设计。近年来，随着我国制造行业发展脚步的不断加快，CAD/CAM 技术在制造生产中的应用也越来越广泛。
2、CAD/CAM 技术的发展趋势
就目前CAD/CAM 技术在制造行业的应用现状来看，已然得到了企业领导部门的高度重视。但随着制造行业发展脚步的不断加快，CAD/CAM 技术的更新发展迫在眉睫，其发展趋势大致包括以下几个方面：（1）软硬件平台。目前，WinTel 结构体系凭借的自身优异的价格性能比、方便的维护、优异的表现已经逐步取代了UNIX 操作系统成为CAD/CAM 集成系统的支持平台，今后CAD/CAM 的软件平台无疑将是WindowsNT 和Windows2000；（2）智能化和网络化。在计算机技术和网络技术的推动下，CAD/CAM 一定会朝着方便、快捷、网络化的方法不断发展。
二、零件分析
为了保证数控铣床的导轨能够充分满足加工要求，在正式加工之前，应做好必要的准备工作，工作重点应集中在对零件图纸的审核和分析上。归纳起来，其工作大致包括以下几项内容：
1、分析待加工面
通常情况下，在对零件进行加工的时候，为了确保加工作业可以顺利进行，加工前应对零件的部分表面进行分析。分析的内容应该包括对零件待加工面的确定和对零件几何定义进行分析两项内容。根据生产需求，有时还需要对原始数据进行预处理，确保加工中所涉及的所有几何元素的定义具有唯一性。
2、确定加工方法
加工方法选择的科学性和合理性对加工效率和质量具有直接联系，一般来说，在对加工方法进行选择的时候，需要对零件的毛坯形状和待加工表面的几何状态进行综合考虑，同时要根据当前机床运行的实际情况，对加工方法和机床设备进行合理选择。
3、确定编程原点及编程坐标系
通常情况下，在对编程原点和坐标系进行确定的时候，需要对零件的基准面位置和待加工表面进行充分考虑。在加工过程中，可供使用的原点和编程坐标系有很多，加工人员必须综合考虑多方面因素，选择最佳的编程原点和坐标系。
4、对待加工表面及其约束面进行几何造型
如果采用CAD/CAM 数控编程系统进行导轨操作，那么对待加工表面及其约束面进行几何造型这一环节是必不可少的，这是上机编程的第一步，同时也是确保后续工作顺利开展的基础。
5、合理选择刀具
刀具的选择对导轨质量的提升也具有重要意义。通常情况下，刀具的选择是根本加工方法来确定的，不同的加工方法对刀具也有不同要求。但需要注意的是，如果所需加工零件的待加工面具有复杂性，那么在对刀具进行选择的时候，首先应该对零件的待加工面的几何形态进行数值计算，然后根据计算结果对刀具类型和尺寸进行科学选择。这样做的目的一方面是为了提高加工效率和质量，另一方面则是为了防止刀具选择不当而对零件表面造成损坏。由于在一些特殊情况下，零件待加工面的几何形态数值计算困难，操作人员只能凭借以往的工作经验对刀具进行选择，但并不能充分确保刀具选择的合理性。面对这种情况，在进行加工操作之外，需要进行必要的刀位验证。
6、刀具轨迹生成及刀具轨迹编辑
选择CAD/CAM 数控编程系统来实施导轨操作时，对于刀具轨迹生成和轨迹编辑可以在所定义加工表面及其约束面上确定其外法向矢量方向，并选择一种走刀方式，刀具和加工参数确定之后，系统会以此为依据对刀具轨迹进行确定。一般来说，加工参数应包括安全平面、主轴转速、进给速度、线性逼近误差、刀具轨迹间的残留高度以及迟刀段长度等几项内容。但要注意的是，并不是所有加工方式的加工参数都相同，有些加工方式只需其中几个参数便可。
三、数控编程与模拟加工
零件分析完成之后，在实际加工之前，还要进行必要的刀路模拟，在模拟过程中，可以将编写程序中存在的问题第一时间反应出来，以此来避免由于程序错误导致的失误，达到对刀路安全性的提升作用，进而进一步提升产品的生产效率和质量。
1、工件的装夹、找正
装夹与找正是零件加工之前必须开展的一项工作，首先，要在导轨四角和中间部位垫上1mm铜垫，并在此基础上利用定位压板压在铜垫处夹紧，这样做的目的主要是为了防止工件在加工过程中出现变形问题。装夹操作完成之后，接下来就是找正，操作人员需要将划针粘在刀具上，然后使用模拟刀具加工沿工件大致外形轮廓找正。
2、工件的加工
上述准备工作全部完成之后，接下来就可以正式开始工件加工。一般来说，工件加工的流程为：（1）对铁层进行外形加工，根据工件实际加工需求，对主轴转数、进给量进行确定，一般以200h/min 和40mm/min 为准，并在此基础上根据工艺需求为下道工序的顺利开展留出相应的加工余量；（2）铁层经过外形粗加工之后焊接凹槽内铜层，在这一环节需要注意的是，一定要做好热变形防护措施，避免热变形问题发生；（3）铜层粗加工完成之后，可对其展开半精细化加工，同时对工件进行全面、系统的测量，并以测量结果为依据对刀具补偿进行修改，以此来实现精加工。精加工过程中同样要对主轴转数和进给量进行确定，一般以300h/min 和60mm/min 为准；（4）加工完毕之后，需对加工工件进行测量和核对，查看其是否满足加工要求，如果达不到加工标准，则应进行返工操作，直到合格为止。对于加工合格的工件，应根据加工要求留出钳工研磨余量。
结语：
综上所述，在当前数控铣床导轨操作中，弧度连接是其中一项非常重要的加工要求，然而就过去采用的加工技术来看，却无法将这一要求顺利实现。但自从CAM 技术与数控铣床有效结合之后，这一问题得到了有效解决。可以预见，在未来的时间里，CAM 技术在数控铣床导轨操作中必将会得到广泛应用，从而进一步提高生产效率和质量，更好的推动我国工业化发展进程。
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