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CNC精密零件生產(chǎn)過程中，要避免零件發(fā)生斷裂，可以從以下幾個(gè)方面著手：
一、工藝規(guī)劃與編程
合理的加工順序規(guī)劃
在設(shè)計(jì) CNC 加工工藝路線時(shí)，應(yīng)遵循由粗到精的原則。例如，先進(jìn)行粗加工，去除大部分余量，為后續(xù)精加工留 0.5 - 1mm 的余量。這樣可以避免在精加工時(shí)切削力過大。粗加工時(shí)，切削深度可以較大，但要根據(jù)零件材料和刀具性能合理確定，一般切削深度在 1 - 3mm 之間，以快速去除材料，同時(shí)又不會(huì)使刀具過度受力。
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對(duì)于有復(fù)雜形狀和多個(gè)特征的零件，要合理安排加工順序。例如，對(duì)于有內(nèi)腔和外輪廓的零件，先加工內(nèi)腔，因?yàn)榧庸?nèi)腔時(shí)零件整體剛性較好，不易變形。然后再加工外輪廓，此時(shí)可以更好地控制零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。
優(yōu)化數(shù)控編程
合理選擇切削參數(shù)。切削速度（）、進(jìn)給量（）和切削深度（）是影響切削力的關(guān)鍵因素。根據(jù)零件材料（如鋁合金切削速度可相對(duì)較高，而鈦合金切削速度要低很多）和刀具材質(zhì)（如硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具適用的切削參數(shù)不同）來選擇合適的切削參數(shù)。例如，對(duì)于硬質(zhì)合金刀具切削普通碳鋼，切削速度可以設(shè)置在 100 - 200m/min，進(jìn)給量在 0.1 - 0.3mm/r，切削深度在 0.5 - 2mm。
采用合適的刀具路徑。避免刀具路徑中的急進(jìn)急退和突然的方向改變，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力。例如，在輪廓加工時(shí)，使用圓弧過渡來連接直線段，使刀具運(yùn)動(dòng)更加平滑，減少切削力的突變。對(duì)于型腔加工，采用螺旋式下刀或斜向進(jìn)刀方式，避免垂直進(jìn)刀，這樣可以減小進(jìn)刀時(shí)的切削力。
二、刀具選擇與使用
刀具材質(zhì)和型號(hào)選擇
根據(jù)零件材料和加工工藝選擇刀具材質(zhì)。例如，加工硬度較高的淬火鋼零件，可選用立方氮化硼（CBN）刀具，這種刀具具有高硬度、高熱穩(wěn)定性和良好的耐磨性。對(duì)于鋁合金等軟質(zhì)材料，高速鋼刀具或硬質(zhì)合金刀具都可以選擇，高速鋼刀具的韌性較好，而硬質(zhì)合金刀具的耐磨性和切削效率更高。
刀具的幾何參數(shù)也很重要。刀具的前角、后角和刃傾角等參數(shù)會(huì)影響切削力和切削穩(wěn)定性。一般來說，適當(dāng)增大前角可以減小切削力，但前角過大可能會(huì)降低刀具的強(qiáng)度。例如，在加工脆性材料時(shí)，前角可以適當(dāng)減小，以增加刀具的強(qiáng)度，防止崩刃。后角的作用是減少刀具后刀面與加工表面之間的摩擦，一般粗加工時(shí)后角可以小一些，精加工時(shí)后角可以適當(dāng)增大。
刀具的正確使用和維護(hù)
確保刀具的正確安裝。刀具安裝要牢固，并且要保證刀具的軸線與主軸軸線重合，安裝偏心會(huì)導(dǎo)致切削力不均勻，增加零件斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在安裝銑刀時(shí)，使用專用的刀柄和拉釘，通過高精度的刀柄錐度配合和拉緊裝置，將銑刀牢固地安裝在主軸上，并且使用百分表等工具檢查刀具的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)，跳動(dòng)和竄動(dòng)量應(yīng)控制在 0.01 - 0.03mm 以內(nèi)。
定期檢查和更換刀具。刀具在使用過程中會(huì)磨損，磨損后的刀具切削刃變鈍，切削力會(huì)增大。通過觀察刀具的磨損情況，當(dāng)?shù)毒吆蟮睹婺p帶寬度達(dá)到一定程度（如 0.3 - 0.5mm）或者刀具出現(xiàn)崩刃等破損情況時(shí)，要及時(shí)更換刀具。
三、工件裝夾與夾具設(shè)計(jì)
合理的裝夾方式選擇
根據(jù)零件的形狀和加工要求選擇裝夾方式。對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件，如軸類零件，可以采用三爪卡盤或四爪卡盤進(jìn)行裝夾。三爪卡盤裝夾方便，能自動(dòng)定心，適用于精度要求不是特別高的軸類零件；四爪卡盤可以通過調(diào)整卡爪位置，對(duì)形狀不規(guī)則的軸類零件進(jìn)行裝夾。對(duì)于平板類零件，可采用平口鉗或真空吸盤進(jìn)行裝夾。平口鉗裝夾牢固，適用于有一定厚度和硬度的平板零件；真空吸盤適用于薄型、易變形的零件，它通過負(fù)壓吸附零件，不會(huì)對(duì)零件表面造成損傷。
控制裝夾力。裝夾力過大會(huì)導(dǎo)致零件變形，甚至在加工過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而增加零件斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在使用平口鉗裝夾薄板零件時(shí)，可以在零件與鉗口之間墊上軟質(zhì)材料（如銅片），以分散裝夾力，同時(shí)通過扭矩扳手等工具控制平口鉗的夾緊力，避免過度夾緊。
夾具的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
夾具的設(shè)計(jì)要保證足夠的剛性。剛性不足的夾具在加工過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度，同時(shí)也可能導(dǎo)致零件受力不均勻。例如，在設(shè)計(jì)大型零件的夾具時(shí)，采用加厚的鋼板或增加加強(qiáng)筋等方式來提高夾具的剛性。
考慮夾具與零件的接觸方式。夾具與零件的接觸面積要適當(dāng)，接觸面積過小會(huì)導(dǎo)致局部壓力過大，使零件變形；接觸面積過大可能會(huì)影響加工時(shí)刀具的可達(dá)性。例如，在設(shè)計(jì)夾具定位元件時(shí)，根據(jù)零件的定位基準(zhǔn)形狀和尺寸，設(shè)計(jì)合適的定位銷或定位面，使零件能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地定位，同時(shí)又不會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生阻礙。
四、材料處理與質(zhì)量控制
原材料質(zhì)量檢查
在加工前，要對(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量檢查。檢查材料的硬度、組織結(jié)構(gòu)等是否符合要求。例如，對(duì)于鋼材，通過硬度測(cè)試（如洛氏硬度測(cè)試、布氏硬度測(cè)試）來檢查其硬度是否在規(guī)定范圍內(nèi)。如果材料硬度不符合要求，可能會(huì)導(dǎo)致加工難度增大，甚至在加工過程中出現(xiàn)斷裂。同時(shí)，采用金相分析等方法檢查材料的組織結(jié)構(gòu)，如是否存在缺陷（如夾雜物、疏松等），這些缺陷可能會(huì)成為零件斷裂的起始點(diǎn)。
確保材料的尺寸精度符合要求。如果原材料的尺寸偏差過大，可能會(huì)導(dǎo)致加工余量不均勻，在余量過大的地方切削力增大，從而增加零件斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。例如，對(duì)于軸類零件的坯料，檢查其直徑公差是否在允許范圍內(nèi)，對(duì)于板材檢查其厚度公差。
加工過程中的質(zhì)量控制
采用在線檢測(cè)技術(shù)。在 CNC 加工過程中，利用量具（如千分尺、卡尺）或傳感器（如激光位移傳感器、力傳感器）對(duì)零件的尺寸、形狀和切削力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。例如，在加工高精度的孔時(shí)，使用在線內(nèi)徑測(cè)量儀實(shí)時(shí)測(cè)量孔徑尺寸，當(dāng)尺寸偏差超過設(shè)定值時(shí)，及時(shí)調(diào)整加工參數(shù)或刀具補(bǔ)償量，避免因尺寸超差導(dǎo)致零件報(bào)廢或后續(xù)加工過程中出現(xiàn)斷裂。
控制加工環(huán)境的溫度和濕度。環(huán)境因素對(duì)精密零件加工也有一定的影響。例如，在加工高精度的鋁合金零件時(shí)，溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致零件熱變形，使加工余量發(fā)生變化，增加切削力。一般精密加工車間的溫度控制在 20±2℃，濕度控制在 40 - 60%。
