數控加工技術范文
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篇1
控加工技術的特點及常用類型,并指出了多軸數控加工編程技術存在的問題、以及實現多
軸數控加工技術的難點。
關鍵詞:模具制造;多軸數控加工;多軸數控加工編程
TG659
一、建立多軸的概念
多軸數控加工一般指三軸半以上的數控加工,它一直是數控加工的難點。因為三軸以下的加工在我們頭腦中是一個比較直觀的東西,我們很容易想象三軸走刀的具體情況,同樣在CAM軟件中三軸以下的加工程序編制也容易的多。多軸加工則不然,多軸數控加工能同時控制4個以上坐標軸的聯動,將數控銑、數控鏜、數控鉆等功能組合在一起,工件在一次裝夾后,可以對加工面進行銑、鎖、鉆等多工序加工,有效地避免了由于多次安裝造成的定位誤差,能縮短生產周期,提高加工精度。
二、多軸數控加工的特點
采用多軸數控加工,具有如下幾個特點:
(1)減少基準轉換,提高加工精度。
多軸數控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性,而且由于零件在整個加工過程中只需一次裝夾,加工精度更容易得到保證。
(2)減少工裝夾具數量和占地面積。
盡管多軸數控加工中心的單臺設備價格較高,但由于過程鏈的縮短和設備數量的減少,工裝夾具數量、車問占地面積和設備維護費用也隨之減少。
(3)縮短生產過程鏈,簡化生產管理。
多軸數控機床的完整加工大大縮短了生產過程鏈,而且由于只把加工任務交給一個工作崗位,不僅使生產管理和計劃調度簡化,而且透明度明顯提高。
(4)縮短新產品研發周期。
對于航空航天、汽車等領域的企業,有的新產品零件及成型模具形狀很復雜,精度要求也很高,因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多軸數控加工中心可以很好地解決新產品研發過程中復雜零件加工的精度和周期問題,大大縮短研發周期和提高新產品的成功率。
三、多軸數控加工的類型
多軸數控加工中心具有高效率、高精度的特點,工件在一次裝夾后能完成5個面的加工。如果配置5軸聯動的高檔數控系統,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工,非常適于加工汽車零部件、飛機結構件等工件的成型模具。
根據回轉軸形式,多軸數控加工中心可分為兩種設置方式:
⑴工作臺回轉軸。
作臺可以環繞x軸回轉,定義為A軸,A軸的一般工作范圍是+30°至-120°。工作臺的中問還設有一個回轉臺,環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360°回轉。通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的5個面都可以由立式主軸刀具進行加工。A軸和C軸的最小分度值一般為0.001°,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如果與X ,Y , Z3軸實現聯動,就可加工出復雜的空問曲面。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是:主軸結構比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉角度90°時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。
(2)立式主軸頭回轉。
主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360°,成為C軸,回轉頭上還帶有可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達到90°以上。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是:主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差,而采用主軸回轉的設計,令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質量,這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。
四、多軸數控加工編程技術
多軸數控加工與三軸數控加工的本質區別在于:在3軸數控加工情況下,刀具軸線在工件坐標系中是固定的,總是平行于Z軸;而在5軸數控加工情況下,刀具軸線一般是變化的。因此3軸數控加工的研究關鍵在于加工特征的識別和刀具路徑的規劃,多軸數控加工的研究關鍵在于刀具姿態的優化。
多軸數控加工編程的一般步驟是:
⑴根據模型定義切削策略:可變軸輪廓銑是多軸加工的常用方式,首先從驅動幾何體上生成驅動點,將驅動點沿著設定的矢量映射到零件模型上,生成刀位軌跡。判斷刀位軌跡的要素為刀位軌跡的長短和方向的變化。
⑵刀軸控制方式:與3軸固定輪廓銑不同之處在于對刀具軸線矢量的控制,驅動方法通常有點、線、面等3種方式,其選擇的原則是盡量使刀具軸線變化平穩,以保持切削載荷的穩定。
⑶切削參數的選擇:切削參數的選擇要考慮到整個加工系統的每個因素,其中,刀具和工件的影響最為明顯。在加工對象確定的情況下,根據工件的形狀、大小、切削性能等特點,選擇合適的刀具材料、直徑等各項參數,進而確定切削速度、主軸轉速、切削深度等參數。
五、實現多軸數控加工技術的難點
多軸數控加工由于干涉和刀具在加工空問的位置控制,其數控編程、數控系統和機床結構遠比3軸機床復雜得多。目前,多軸數控加工技術存在以下幾個問題:
(1)多軸數控編程抽象、操作困難。
這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。3軸機床只有直線坐標軸,而5軸數控機床結構形式多樣;同一段NC代碼可以在不同的3軸數控機床上獲得同樣的加工效果,但某一種5軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的5軸機床。數控編程除了直線運動之外,還要協調旋轉運動的相關計算,如旋轉角度行程檢驗、非線性誤差校核、刀具旋D運動計算等,處理的信息量很大,數控編程極其抽象。
(2)刀具半徑補償困難。
在5軸聯動NC程序中,刀具長度補償功能仍然有效,而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時,需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統尚無法完成刀具半徑補償,因為ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸,按照正常的處理程序,刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算,從而導致整個加工過程效率不高。
(3)購置機床需要大量投資。
多軸數控加工機床和3軸數控加工機床之問的價格懸殊很大。多軸數控加工除了機床本身的投資之外,還必須對CAD/CAM系統軟件和后置處理器進行升級,使之適應多軸數控加工的要求,以及對校驗程序進行升級,使之能夠對整個機床進行仿真處理。
參考文獻:
[1]宋放之,數控機床多軸加工技術實用教程,清華大學出版社,2010.4
篇2
關鍵詞:機械螺紋;零部件;數控機床;加工
現代社會發展中,制造業有著極其重要的地位。要想促進制造業的發展,就需要應用先進技術,比如數控機床。而機械零部件中,螺紋是非常重要的連接形式,所以需要充分重視螺紋加工精度,以保證連接部位的精密度達標,也能夠促進整體的加工質量提升,滿足不同使用工況的要求。因此,數控機床在進行機械螺紋類零件加工時,應該給予足夠的重視,做好技術的總結和分析,以提升綜合技術水平,滿足現代社會的應用需要。
1數控機床加工技術
在現代制造業領域內,數控機床加工已經成為非常普遍的方式,對于機械加工精度的提升有著重要的影響。數控機床從字面意思理解,就是數字化控制的機床設備,通過內部設定的計算機系統來進行設備的運行控制,這是一種智能化的設備,對于提高加工水平有著重要的幫助,可以根據所設定的編碼按照規定邏輯來運行,從而不會出現任何偏差或問題。由于數控機床精密度很高,所以內部組成也是比較復雜的,對于操作人員要求亦比較高。同時,數控機床加工技術的出現,使得很多精密部件的質量得到了提升,極大地滿足了不同使用條件的要求。在零部件加工制造中,通過數控機床加工技術的合理應用,以提高工藝、技術水平,促進尺寸精度的提高。當前的機械加工生產環節,人們比較關注的就是機械螺紋類零部件,螺紋是機械連接的重要方式。隨著時代的發展,當前的螺紋類零部件的種類也在大幅的增多,不同連接條件下所使用的螺紋形式也是不同的,比如外螺紋、內螺紋、單線螺紋等,也可以按照要求來調整螺距。在數控機床操作中,與傳統機床螺紋加工方式相比,最具優勢的是對刀環節,這是影響最終加工精度的關鍵性環節。此外,在機械加工環節中,車削是重要的方式,尤其是回轉類型的零部件,加工效率比較高。在該加工方式實施環節,通過旋轉運動和刀具在直線上的移動來完成整個加工環節。這是最為基本的功能,應用也是最為普遍的。
2螺紋類零件在數控生產加工技術中的具體處理方式
在對機械螺紋類零件進行工藝加工處理中,主要是進行坐標尺寸的各種數據的確定和標志,并且在整個零件各種點、線、面的尺寸和具置的確定過程中,都應該以這個坐標為基礎,以坐標原點為出發點。因為數控加工技術以精確度較高而聞名,因此整個數控加工生產過程中不會出現較大的數據誤差,從而可以通過計算控制實現局部數據的修改和尺寸的改變。并且在具體的數控加工過程中,對其刀具的路線也應該選擇盡量簡單的路線進行加工生產,按照經驗,可以使刀具按照0b或者90b的方向進行來回切割。另外,因為機械螺紋類零件在整個加工生產過程中,并不存在著輪廓上的誤差,所以在數控加工過程中,應該保證零件所具有的直線型輪廓平行于設計之初所選擇的坐標軸,這樣能夠提高整個螺紋類零件生產加工的精確度。另外,在整個數控加工過程中,螺紋類零件中拐點的加工處理也不應該選擇直角過渡的方式,并且對刀具運行路線中材料數量的去除,也必須選擇均勻的方式來減小沖擊,從而提高整個零件的精確度。
3機械類螺紋零件的數控機床加工技術分析
在進行機械螺紋類零件加工中,主要是通過數控車床來實現的,車削加工環節應該結合實際情況選擇最佳的加工方式,從而可以提升螺紋部件的精確度。在具體的加工作業環節,首先就是要對設計圖紙進行分析和了解,然后實現數字化處理,最為重要的工作就是選擇合適的零部件原材料,然后按照圖紙完成各個加工過程。機械類螺紋零件在加工的數據處理環節,首先應該結合設計圖紙的要求計算出刀具的各個角度,然后明確在切削環節中的退刀量參數。在數控加工環節,要進行整體性的零件形狀的勾畫和分析,連續不斷地完成整個車削加工作業環節,然后就能夠進行整個零部件的加工和控制。為了能夠使得加工環節中的刀具達到穩定性的標準,應該選擇最佳的刀具完成加工作業,同時還要明確具體的加工工藝路線和方式,確定合理的加工次數,從而可以使得螺紋加工順利進行,提高尺寸精度。此外,在精加工環節,應該確保加工次數、力度是均勻不變的,還要選擇質量水平高的刀具,以提高加工質量水平。機械類零件的數控加工開始前,先根據設計圖紙進行程序的編寫,要利用主軸編碼器來進行,然后是按照程序完成整個加工環節。在進行數據處理階段,應該利用系統來檢測確定主軸的各個信號,并且按照實際的運行方式進行加工制造,以達到規定的設計比例和標準,最終加工成為符合要求的螺紋零件。在生產中,要解決下面幾個問題:首先應該圍繞主軸進行旋轉,然后使用刀架帶動螺紋刀進行Z形移動,最終得到符合圖紙尺寸要求的螺紋。其次,螺紋加工環節,要反復、多次地切削才能實現,為了避免出現精度不足的情況,應該確保每次切入的深度、位置都要符合標準要求。最后,對于多頭螺紋部件的切削加工,應該按照精確分度方式來實現加工,以提升精確度。要想保證這幾個方面都能夠達到標準要求,需要按照機床設定的標準來實現增量性光電編碼器的設定,然后實現機床驅動精確度的提升,促進加工精度的提高。在上述步驟設計完成之后,要開始整體加工作業。明確具體的加工工藝路線,確定走刀路線,盡量用圖紙畫出來,然后再進行數控程序的編寫。該環節主要是在計算機中進行的,以確保各個數據不會出現計算錯誤的情況。通過這種方式可以避免出現錯誤的情況,也能夠簡化作業環節和步驟,提高加工的準確度,有效降低出錯率,最終促進機械螺紋類零件加工質量的提升。
4結語
數控機床進行機械螺紋類零件加工中,為了能夠提高加工精度和效率,應該做好程序的設定,同時按照加工工藝逐步開展加工作業,還要保證各個加工工序都能夠按照要求來進行,以提升最終的加工質量水平,使得各個工序質量合格,制造出符合要求的螺紋零件,滿足不同條件的使用標準。
參考文獻
[1]楊勝達.淺析機械螺紋類零件的數控機床加工工藝[J].科技經濟導刊,2019,27(15):94.
篇3
關鍵詞:異型螺桿;數學模型;數控加工
異性螺桿在供送裝置中將規則排列或是不規則排列的物體,按照既定的工藝進行供送,并在經過增距、減距、合流、分流、升降等工藝要求后,將物品送至包裝工位。而異型螺桿因其參數的不同也被分為了多個種類,這就需要了專門的設備來進行高精度的加工,從而大大的降低了其制作能力。本文就針對此問題建立了異型螺桿的數學模型,并在此基礎上進行了其數控加工技術的研究。
1異型螺桿的數據模型
異性螺桿因為其槽底的參數不同,一般又分為等螺距等深螺桿、變深等螺距螺桿、等深變螺距螺桿與變深變螺距螺桿四類,下面便是這四類異性螺桿的槽底螺旋線公式的表示。1.1等螺距等深槽底的螺旋線公式1.2變深等螺距槽底的螺旋線公式1.3等深變螺距槽底的螺旋線公式1.4變螺距變深槽底的螺旋線公式。
2異性螺桿數控加工技術
2.1對機床的要求異型螺桿的數控加工一般要求的是四軸四聯動的數控機床,這種機床除了X、Y、Z這三個平移坐標外,還需要擁有一個轉動的坐標。而在異型螺桿的加工過程中,必須要三軸進行聯動。本文將假定是A軸來繞著X軸進行旋轉,其機床的主軸方向則為Z。2.2數控加工編程異型螺桿的數據編程以及實體造型一般都是以UGV18.0作為平臺的,而為了充分的保證零件的加工質量,以及有效提升零件的加工效率,一般會將異型螺桿的數據編程分成粗加工與細加工兩個部分。(1)粗加工的數控程序編制粗加工的主要作用便是將螺旋槽中的余量去除,從而避免在細加工的過程中工作量過大,從而影響整個零件的加工速率以及精度質量。而為了充分提高粗加工的速度,一般會選用平底棒銑刀,刀具的直徑一般也較大。下面就是粗加工的具體編程過程:在UG軟件的Modeling這一模塊中進行螺旋槽底中兩條螺旋線的提取,并且進行兩條螺旋線之間最短距離的測量。在此基礎上,選擇直徑盡可能大的刀具對零件進行粗加工,而利用以上選取的兩條線按點對點的方式來選用曲面造型功能,并借此生成螺旋槽底的曲面,接著采用多軸銑削加工的方法,將螺桿的軸向作為整個加工坐標系中的X軸,并將其Y、Z軸作為螺桿的徑向,接著選擇螺旋槽底的中間曲線作為整個走刀導動線。在刀軸方面選擇AwayFromLine的方式,將螺旋的軸線當作選擇的對象,來加工零件的表面,等其加工的容差選擇好后就可以生成螺桿的粗加工開槽的整個刀位軌跡。(2)細加工的數控程序編制細加工指的是在進行完粗加工的基礎上,對零件進行進一步的打磨加工,從而保證零件的精準度能夠符合標準。而在細加工的過程中,通常會會根據截型采用成型的銑刀。并根據銑刀的規格以及底部半徑與槽底螺旋線這兩個因素來通過UG功能來計算出走刀路線中的兩條導動線。并使其偏置位置等同于刀具的底部半徑。而且異型螺桿的細加工一般采用的是多軸的銑削加工的方式,一般都是將螺桿的軸向來作為加工坐標系的X軸,其徑向作為加工坐標系的Y軸與Z軸。其加工時通常將曲線驅動作為整個加工路徑中的導動線,在刀軸方面選擇AwayFromLine的方式,并計算出螺桿的中心軸線,然后進行零件的表面加工以及容差加工,然后就可以進行加工刀位的選擇,從而確保零件的精確度能夠符合其相關標準。2.3異型螺桿的加工程序的后置處理在輸出刀位之后系統會直接生成刀位文件,其文件格式大體如下:其中x,y,z就是刀位點的坐標,而αx,αy,αz就是該刀位點在其相對應的刀軸方向的單位矢量.而其后置處理后的加工程序的格式要求大體如下:NXYZA而后置的處理計算方式如下:因為旋轉軸是A軸,而其刀軸的方向始終是在A軸的垂直方向上面。所以刀軸的矢量αx=0。而A角的計算如下:程序里,A的變化一般都是連續的。所以按照上述公式計算完A后,如果后續的計算中A角度比前面計算的A角度要小,則后續的A角需要加上360°。即前面計算的A角度必須小于后續計算的A角度。而X,Y,Z的計算如下:2.4異型螺桿的數控加工工藝(1)加工一般分為粗加工與細加工兩個部分,而去余量粗加工一般是采用雙鍥型斷面左旋變深變距螺桿用平底刀進行加工。而進行精加工時一般用的都是成型刀,其中成型刀的形狀是根據螺桿的截型決定的。(2)螺桿在加工的過程中,如果程序的Y坐標是0,那么刀具的低刃中心就需要進行切削,其刀具中心的實際切削往往會零。在這種情況下,刀具就會很容易遭到磨損與損壞,從而導致整個螺桿加工效率的降低,以及難以保證螺桿的零件表面質量,因此,可以通過在實際的加工過程中,根據其螺桿螺旋的升角大小來選擇刀具,從而有效的避免這種狀況的發生。而這樣刀具的側刃切削時刀心就不會直接參與切削,從而大大的改善了整個刀具的切削效果,并能夠有效提升生產率。(3)對于直線截型的異型螺桿,為了在粗加工的時候多加工掉余量,就可以進行分層加工,并在保持程序不變的情況下讓刀具沿著X軸移動,這樣就能夠充分的去掉大量余量,為后面的細加工做好充分準備,并能夠有效的降低刀具的成本以及大大提升整個異型螺桿的加工效率。
3結束語
合理的異型螺桿加工,能夠有效的增加其生產效率以及精度。本文就異型螺桿的數學模型與生產工藝進行了一些探索,希望能夠更好的進行異型螺桿的生產加工工作。
參考文獻:
[1]司致單.基于STEP的螺桿加工CAM系統研究[D].山東大學,2013.
篇4
【關鍵詞】數控加工 技術 應用及發展
1 前言
隨著網絡技術的迅速發展,廣泛應用于工業社會的一個重要體現是一個組合的機械設備,提高制造業和計算機編程,所以他們稱為數控加工技術,已經被廣泛的關注和青睞機械制造商。數控技術是民生的一些重要行業中起著越來越重要的作用。機械制造行業已經成為技術內容和具有一定規模的工業生產行業。應用數控技術在機械制造工業,使我國制造業整體水平也在不斷上升。數控技術結合計算機技術、自動控制、精密檢測技術、網絡通信技術和信息處理技術。利用其優勢,提高整體水平的傳統制造業向更高水平發展的領先地位,在激烈的市場環境使得機械制造行業在中國。然而,發展數控技術在整個中國仍然處于初始階段的探索,在實際應用中還需要不斷轉型、發展,為此全封閉動態模式控制,論述了數控加工技術的發展,我們國家的未來動態從許多方面,驅動開發的數控技術在中國。
2 數控技術的基本概念
基本的想法是計算機控制技術與傳統的機械制造技術、加工和制造業為了控制設備,它具有自動化、效率高、精度高、準確的程序控制是關鍵和核心技術的自動控制,已經成為一個重要的部分機械設計和制造過程。數控技術的原理。數控系統在數控技術是現代模型的數控加工技術的控制系統,它主要取決于編程實現不同的控制方法。這樣的一個裝置的核心是一個特殊的電腦系統,主要的程序,這個軟件的實現過程,基本工作原理是:輸入指標的加工設備,核心設備分析和處理后輸出到驅動電路、實時控制和操作。主要設備的數控技術是以下幾點:(1)機械設計和加工精度分析。傳輸設備和機械部件加工成為大多數數控機床的結構,以確保高速數控機械制造和高精度的要求。(2)自動化技術和精密控制。它扮演重要的角色在自動控制、缺陷可以補償精度,傳感器可以快速獲得信息在不同環境中,是關鍵的自動化控制。
3 數控技術的應用領域
3.1 生產制造業
工業應用數控技術在制造業的主要控制有序生產線由計算機自動編程模塊和操作過程在生產線,可以節省大量的勞動力,創造更多的經濟利潤,以確保產品達到質量要求。特別是在故障條件下的生產,確保工人的安全,維護正常的生產過程中,數控技術是傳感系統的生產和傳輸的信息,計算機控制系統,自動停止和反應來保護。
3.2 汽輪機葉片加工
葉片加工國際競爭主要是反映在汽輪機葉片數控加工技術,不斷創新和完善,數控加工技術,主要反映在。在特定的試劑生產,不斷提高葉片加工數控加工質量、工作效率,減輕了工人的勞動強度,葉片輪廓接近理論概要文件提供了保障。渦輪葉片加工材料庫存主要是精細鑄造、鍛造和鋼。其中,對于葉片鑄造過程是復雜的,好空白一個刀片,尺寸精密鍛鋼,材料是用來制造一個簡單的靜態葉片。
3.3 機床加工
數控技術是關鍵技術在機械加工、編程、加工效率可以實現自動化生產,機器自動執行零件加工需要。過程和幾何信息自動控制機床組件在系統傳輸到數控技術、數字處理。為了實現數控加工生產線,實現生產的自動化和集成處理。編程的優點為數控機床是改變自動加工、裝配指令程序可以實現輸入,處理相應的代碼,編程加工需求,多樣化生產的要求,數控機床實現按照人們的要求。綜合分析數控加工程序的案例:方法的數控機床主要用于切割和嘗試,減少設計錯誤的機器零件,可以大大提高精度的元素。
4 結論
在實際的生產制造業,數控技術已經不斷發展和應用先進的技術,但與國外相比,我們的核心競爭力在數控加工技術仍然處于相對弱勢地位,創新和改革的數控加工技術,它將更加促進發展較高層次的生產和加工機械制造行業。只有用這種方法,能適應變化的全球變化的行業,以降低生產成本,增強產品的市場競爭優勢。
參考文獻
[1]劉治華.機械制造自動化技術[M].鄭州:鄭州大學出版社,2009.63-67.
[2]黃海鳴,郭連水,吳波.基于KBE葉片快速設計方法的研究與實現[J].汽輪機技術,2007(02):106-108.
篇5
【關鍵詞】數控加工技術;模具制造;具體應用
對于我國來說,數控加工技術興起的比較晚,但是發展的比較迅速,而對于數控加工技術在模具制造中的應用這一問題的研究,我國相關的專家和學者已經對其進行了相應的分析,也給出了相應的建議和實施方案,本文主要是在借鑒了相關專家和學者既有研究成果的基礎上,結合自身多年來的工作經驗和所掌握的理論知識,對此問題的進一步分析,希望能夠對行業相關工作人員相關工作的開展起到一定的參考和借鑒的作用。
1數控加工技術的內涵及特點
可以說,數字加工技術的出現帶來了一場新的革命,概括的來講,數控加工技術主要包括數控編程和數控機床加工兩個方面。數控編程是一種專業性特別強的編程,尤其是對于比較復雜的模具來說,其難度更大,而數控加工技術中的數控編程是一種高質量的編程,能夠很好的滿足多種模具的加工要求,也能夠充分的發揮數控機床工作的性能,對于模具加工質量和效率的提高都有著很好的促進作用。而數控機床加工屬于模具制造的硬件設施應用,他對模具加工的質量和效率也有著十分重要的影響,所以,就目前情況來看,數控機床正朝著高效、高速、高精度“三高”方向發展,以求得模具尺寸的精確度更高、表面質量更好,而與此同時,也能夠使得模具的設計、加工方案變得更好、更高效,而從數控加工技術這些變革來看,也使得模具制造工作發生了革命性的變化。而至于數控加工技術的特點,通過相關的分析和研究,總結出如下幾點:第一,生產效率比較高。也就是說相比其他的技術,數控加工技術是一種數字一體化的控制技術,所以,將其應用到模具制造的實踐工作中去,能夠使得整個工作流程變得更加高效、高速,這樣一來,不僅使得模具制造的時間得到了有效的減少,而且對于產品質量的提高也有著一定的促進作用。而具體來說,相對于傳統的模具加工技術,數控加工技術既能夠有效的節省單個產品的生產加工時間,而且也能夠有效的縮減各個工序的交接時間,對于生產效率的有效提高有著很好的促進作用。第二,數控加工技術使得模具生產自動化的程度得到了有效的提高。相比傳統的模具加工方法,數控加工技術的應用采用的是數字化的機械操作技術,不僅連續性強,而且自動化程度也很高,這樣一來,不僅有效的降低了實際操作工人的勞動強度,而且也能夠有效的降低模具生產的錯誤率,使得模具的質量得到有效的提高。第三,數控加工技術的應用使得整個模具生產工作變得更加穩定。相比傳統的模具加工方法,數據加工機床配備了一系列的核心裝置,而這些裝置是由很多高科技的硬件和軟件構成的,例如具有CRT顯示器、印刷電路板等等,而這些核心裝置的應用,使得整個工作變得精確度更高,模具質量更穩定。第四,數控加工技術的應用能夠實現多坐標的聯動。也就是說,數控機床主要由主軸電機、進給單元、進給電機以及主軸驅動單元等幾個關鍵部分組成,之后,通過電氣和電液確保幾個進給的聯動,同時,也很好的完成了定位、直線以及平面和空間曲線的加工工作,這一操作也比較適合復雜模具的加工,對于加工效率和效果的提高都有著不同程度的促進作用。
2數控加工技術在模具制造中的具體應用
數控加工技術在模具制造中的具體應用,主要從計算機建模、模具的機械加工、機械加工過程中可能出現的問題三個方面進行了分析,具體內容如下所述:第一,對于計算機建模環節,主要是以客戶的要求為根本的出發點和落腳點將二維圖紙轉換為三維圖紙,先使用UG軟件對虛擬模具進行分模,之后由相關的編程人員根據數控機床的實際性能進行編程加工,也就是說將所編的程序轉化格式類型,將其處理成數據機床能夠自動識別和運行的程序,為后續工作的開展奠定有效的基礎。第二,模具的機械加工可以說是應用數控加工技術進行模具加工的整個工作環節中最重要的一個環節了,在整個環節中的重要內容就是選擇合適的專用刀具來進行必要的粗加工和精加工,而且刀具的選擇會對模具加工的質量、成本和效率產生直接的影響。就拿最常見的模具加工過程中的銑削加工為例,在銑削加工的過程中經常會用到圓角立銑刀、球頭刀、錐度銑刀、平端立銑刀等等,而在實際加工的過程中,對于刀具的選擇,一般以被加工模具的型面形狀為主要的參考依據來選擇道具,而且在進行精加工和粗加工環節所需要的刀具也是不一樣的,此外,在選擇刀具的過程中需要遵循由大到小、粗加工時盡可能的選擇圓角立銑刀等等,也只有這樣,才能在增加刀具使用壽命的同時,使得模具加工的質量也得到有效的提高。例如,由于原型材料選用不當出現的加工工藝參數設置不當等系列問題,而且在實際進行模具加工的過程中,也會由于采用的銑刀不合適或者是工藝參數不合理等出現模具表面拉毛等問題,而且在數控銑削的過程中,如果是時間比較長的話就容易出現粘刀等情況,所以,為了有效的避免上述問題的出現,就需要我們在實際加工的過程中做到嚴格遵守紀律規則,并做到精益求精。又如,對于旋轉類模具,一般采用數控車削加工,如車外圓、車孔、車平而、車錐而等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤等模具,都可以采用數控車削加工。對于復雜的外形輪廓或帶曲而模具,電火花成型加工用電極,一般采用數控銑加工,如注塑模、壓鑄模等,都可以采用數控銑加工。對于微細復雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具,都可以采用數控電火花線切割加工。模具的型腔、型孔,可以采用數控電火花成型加工,包括各種塑料模,橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等。對精度要求較高的解析幾何曲而,可以采用數控磨削加工。
3提高數控加工技術在模具制造中應用有效性的建議
為了切實的提高數控加工技術在模具制造中應用的有效性,我認為需要從以下幾個方面來努力:第一,對模具進行合理的分類,并選擇合適的數控機床。事實上,在實際進行模具加工的過程中,用于模具加工的數控機床的類型是很多的,比如數控銑加工、數控電火花加工等等,而在實際加工的過程中,需要將其進行合理的分類,并能夠遵循成本最低、生產效果最好的基本原則。第二,要時刻關注行業技術的發展,不斷的優化和改進既有的方法和技術。當今時代,各項技術都得到了新的發展和進步,而要想提高數控加工技術在模具制造中應用的有效性,就需要在不脫離當前發展形勢的前提下,不斷的進行研發和開發,采用更多新的材料和技術,提高模具制造的質量,以不斷的提高模具生產的速度,讓技術得到不斷的革新,也只有這樣,才能更快更好的生產出更多的模具,提高整個工作的效率和效果。第三,要不斷的優化整個加工的程序,提高生產效率。整個加工程序的優化是提高生產效率和效果的關鍵內容,而為了不斷的優化整個加工程序,一方面需要制定和完善相關的制度規范,細化制度規范的內容和準則,并將其落到實處;另一方面,還需要不斷的提高行業工作人員的綜合素質,使其整個工作變得更加專業,而這就需要行業工作人員自身要樹立終身學習和不斷提高自己的理念,同時,也需要企業定期的對其進行相關的培訓和考核,從宏觀層面對其進行必要的刺激和激勵,此外,還需要制定相關的獎懲機制,并與行業工作人員的切身利益直接關聯,以此來提高工作人員的責任感和使命感,避免人為原因造成的各種失誤和錯誤,這樣一來,不僅使得數控加工技術得到了有效的應用,而且能夠真正的提高整個模具制造工作的效率和效果。
4結語
總的來說,數控加工技術在近年來得到了廣泛的發展和應用,而這一技術的發展也在很大程度上推動了模具加工行業的發展和進步,對于企業規模的擴大,和企業現代生產的發展和進步都有著一定的推動作用,而由于本人能力有限,本文所做的相關分析僅僅是本人工作經驗和理論知識的總結,同時,本人也將在今后的學習和實踐工作中做進一步的研究和努力。
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篇6
關鍵詞:整體葉輪;數控加工技術;應用;探討
整體葉輪技術是透平機械的重要組成部分,這一技術成果已經被大范圍的應用于工業領域以及航空領域,這一數控技術與其他的分體式葉輪結構相比,它更加強調設計的整體性,使輪轂和葉片的實現了有機的統一,同時也間接地提升了軟件的制造性能,更加保障了零件加工的精確度,如果在實際的加工過程中,出現葉片制造失誤的情況,而后還會導致零件報廢,因此在對這一技術進行應用時,一旦出現應用不當等問題,將會大大的降低零件生產效率,最終導致零件出現變形等問題,這將會大大的降低零件的生產效率和質量,因此,對整體葉輪技術的應用進行分析和探討就顯得尤為必要,筆者首先對這一技術的發展現狀進行了分析,而后對其技術的運作方式予以切實的探討。
1對于整體葉輪數控加工技術的發展現狀分析
自從整體葉輪數控技術問世以來,它就備受各國專家學者的關注,有國外的專業對這一技術的應用方法進行了切實的分析。歐共體科學技術委員對復雜曲面數控加工相關技術進行了研究,發現它可以大范圍的應用于發動機葉片以及葉輪的制造或是生產中,在軟件應用方面,現階段廠家都會應用CAM/CAD商用軟件編制葉輪數控加工技術,國際上仍舊有很多生產廠家都會應用葉輪加工數控技術,進行葉輪的生產和制造,為了更好地提升生產效益,實現葉輪數控技術的進一步更新和發展,研發出了像MAX-AB、MAX-5以及STARRAG等軟件[1]。國內西北工業大學的有關學者對這一技術進行了系統的研究和探討,而后經過多年的探究和實驗,開發出葉輪類零件坐標NC編程專用軟件系統。此外,哈爾濱工業大學以及北京航空航天大學也在此基礎上進行了進一步的研究,分析了數控加工技術的實際應用和運作原理。但是,縱觀我國總體層面上對于葉輪開發工作的探究,這一技術的研發和探究力度仍需進一步的加強[2]。
2對于整體葉輪數控加工技術的分析
2.1從流道可加工層面分析
之所以分析流道可加工技術,就是為了確定流道可以滿足刀具直徑通過,分析后發現可通過,那么,則可運用環繞葉片走刀的方法,避免葉片出現變形加工的情況,同時還會解決葉片出現刀痕的問題;如果研究后發現無法通過刀具,則要運用分片加工或是多次裝夾的途徑進行進一步的探究。為了更好地辨別葉片之間的流道是否存在刀具通過,可以選擇兩個葉片根部位置作為距離的分析點,以此為刀尖點,選取適當的刀具,并對刀軸矢量予以適宜的調整,進一步計算出葉片和刀軸的距離,如果在探究之后發現二者不相干涉,那么,可以選取環繞葉片走刀的方法實現技術運作[3]。
2.2從葉片數控加工刀軌層面分析
葉輪葉片曲面在實際建模時,它的葉根以及葉尖應當予以適當的剪裁,在此之后,再對剪裁之后的葉片曲面的有關參數進行計算,以往的曲面數控加工刀具軌跡生產,要通過曲面參數予以規劃和分析,此時的葉片刀具軌跡如果無法與裁剪的葉片曲面相吻合,那么則說明此曲面數控方式不具備合理性和科學性。因此,基于這一問題就應當及時的解決,進而使葉片運作方式更為合理和高效,可以運用參數映射方法將這一問題予以處理,在參數計算的給主程序,會防止刀軌的空行程現象,進而大大的提升生產效率,也會為零件性能提供切實的保障。
2.3從前后緣角的處理層面分析
受整體葉輪的性能需求的約束,葉片的前后緣位置的圓角半徑通常情況下都較小,比如,葉輪葉尖的半徑僅為0.2毫米,此時將會無法與刀具的半徑相吻合,進而將會出現嚴重的誤差,這一問題也就是常講的啃切問題[4]。要想對整體葉輪的數控技術的實際應用方式進行分析,就要充分的意識葉輪的構造原理,并重視到圓角的處理是否符合技術的應用需求,為了更好地防止分析誤差,就又要積極地運用改進弦截法將這一問題予以處理,這一方式將會大大的降低誤差的發生幾率,同時可以再此過程中,實現變量的替換,進而確保解在正確的范圍內,使最終的解更具精準性和科學性。
3對于刀軸矢量的生成以及平滑處理方式的分析
整體葉輪結構極具繁雜性,受葉片形態的影響,在進行實際的數控加工過程中,將會極易出現碰撞的問題,特別是利用環繞葉片進行走刀的過程,首先要將葉片通過流道,那么,此時將會很容易導致葉片的碰撞問題,對比閉式和開式的整體葉輪的性能,將會發現閉式葉輪的葉片碰撞問題大大的小于開式整體葉輪,因此,為了更好地探究整體葉輪數控技術的應用就應當從刀軸矢量的生成以及平滑處理方式層面予以分析。可以通過設置關鍵幀的方式,在葉片頁面變化較為劇烈的位置設置關鍵刀軸矢量,而后再運用弦長參數的方式,將有關的參數數據帶入函數中,這樣就能計算出葉片曲面刀軸矢量的生產或是平滑的處理方式是否具備合理性。
4結語
綜上所述,隨著社會的發展以及時代的進步,當前各類的技術成果已經在人們的生產生活中有所融入,極大的提升了人們的生產效率,同時也提高了人們的生活水平。以整體葉輪數控加工技術為例,在應用這一數控技術手段進行零件生產的過程中,要想提升零件的生產成品率,就要首先保證葉片的質量,這樣才能提升整體的零件生產效率,現階段的葉輪加工技術一般都是運用數控銑削加工、鑄造、電解加工以及電火花加工方法等,其中的坐標數控加工方式具備諸多的優勢,像生產周期短、生產較為靈活、生產效率高效等。從筆者上述的分析和探究可知,整體性葉輪數控加工技術已經廣泛的在工業生產中或是葉輪零件制造中應用,在此過程中,也充分的體現了技術應用的可行性。
作者:唐啟金 單位:重慶航天職業技術學院
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論文摘要:高速切削技術是機械制造業發展的必然趨勢,其應用將大幅度地提高加工效率和加工質量。高速切削技術不僅涉及到高速切削加工工藝及高速切削機理,而且包括高速切削所用的刀具、機床等諸多因素。本文著重介紹了高速切削各相關技術的研究動態,并對高速切削技術的應用前景進行了展望。
一、 高速加工的技術優勢
高速加工在切削原理上是對傳統切削認識的突破。據資料介紹,在國外的高速加工試驗中已經證實,當切削速度超過一定值(V=600m/min)后,切削速度再增高,切削溫度反而降低,在切削過程中產生的熱量進入切削并從工件處被帶走。試驗條件下的測試證明了在大多數應用情況下,切削時工件溫度的上升不會超過3℃。相應地,在已給定的金屬切除率下,當切削速度超過某一數值之后,實際切削力會近似保持不變。
經過理想的高速加工后,切屑變形及其收縮加工的實現與應用對航空制造業有著重要的意義。高速加工自身必須是一個各相關要素相互協調的系統,是多項先進技術的綜合應用,為此機床廠商應進行大力的開發研制,推出與高速加工相關的新技術設備。
二、 數控高速加工的發展現狀
實用的高速加工技術跟隨引進的先進數控自動生產線、刀具(工具)、數控機床(設備),在機械制造業得到廣泛應用,相應的管理模式、技術、理念隨之融入企業。在我國航天、航空、汽輪機、模具等行業,程度不同地應用了高速加工技術,其間的差距在于國家對該行業投入資金、引進政策等支持的多少,以及企業家們對高速加工系統技術認識的深淺。相對于汽車制造業而言,這類機械制造行業基本上是屬于工藝離散型制造業。其高速加工技術主要表征在對高速數控機床與刀具技術的應用上。目前國內已引進的加工中心、數控鏜、銑床主軸轉速一般≤8 000r/min(極少有12 000r/min),快進速度≤40m/min。對鑄鋁、鍛鋁合金體、高強度鑄鐵和結構鋼件,多采用超細硬質合金、涂層硬質合金刀具材料和標準結構的各類刀具加工。超硬刀具材料及專用結構刀具應用還較少,加之機床主軸轉速偏低,一般不能進入高速切削領域。以銑削加工為例,這些行業加工鋁合金工件:切削速度
三、 數控高速加工機床的關鍵技術
高速機床是實現高速切削加工的前提和關鍵。具有高精度的高轉速主軸,具有控制精度高的高軸向進給速度和進給加速度的軸向進給系統,又是高速機床的關鍵所在。分述如下:
1. 高速主軸
高速主軸是高速切削最關鍵零件之一。目前主軸轉速在10 000~20 000 r/ min的加工中心越來越普及,轉速高達100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的實用高速主軸也正在研制開發中。高速主軸轉速極高,主軸零件在離心力作用下產生振動和變形,高速運轉摩擦和大功率內裝電機產生的熱會引起高溫和變形,所以必須嚴格控制。為此對高速主軸提出如下性能要求:(1)高轉速和高轉速范圍;(2)足夠的剛性和較高的回轉精度;(3)良好的熱穩定性;(4)大功率;(5)先進的和冷卻系統;(6)可靠的主軸監測系統。
2. 快速進給系統
高速切削時,為了保持刀具每齒進給量基本不變,隨著主軸轉速的提高,進給速度也必須大幅度地提高。目前高速切削進給速度已高達50m/min~120m/min,要實現并準確控制這樣的進給速度對機床導軌、滾珠絲杠、伺服系統、工作臺結構等提出了新的要求。而且,由于機床上直線運動行程一般較短,高速加工機床必須實現較高的進給加減速才有意義。為了適應進給運動高速化的要求,在高速加工機床上主要采用如下措施:(1)采用新型直線滾動導軌,直線滾動導軌中球軸承與鋼導軌之間接觸面積很小,其摩擦系數僅為槽式導軌的1/ 20左右,而且使用直線滾動導軌后,“爬行”現象可大大減少;(2)高速進給機構采用小螺距大尺寸高質量滾珠絲杠或粗螺距多頭滾珠絲杠,其目的是在不降低精度的前提下獲得較高的進給速度和進給加減速度;(3)高速進給伺服系統已發展為數字化、智能化和軟件化,高速切削機床己開始采用全數字交流伺服電機和控制技術;(4)為了盡量減少工作臺重量但又不損失剛度,高速進給機構通常采用碳纖維增強復合材料;(5)為提高進給速度,更先進、更高速的直線電機己經發展起來。直線電機消除了機械傳動系統的間隙、彈性變形等問題,減少了傳動摩擦力,幾乎沒有反向間隙。直線電機具有高加、減速特性,加速度可達2g,為傳統驅動裝置的10~20倍,進給速度為傳統的4~5倍,采用直線電機驅動,具有單位面積推力大、易產生高速運動、機械結構不需要維護等明顯優點。
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3. 高速切削刀具技術
(1)刀具材料。高速切削加工要求刀具材料與被加工材料的化學親合力要小,并具有優異的機械性能和熱穩定性,抗沖擊、耐磨損。目前在高速切削中常用的刀具材料有單涂層或多涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金剛石等。
(2)高速切削刀具結構。高轉速引起的離心力在高速切削中會使抗彎強度和斷裂韌性都較低的刀片發生斷裂,除損傷工件外,對操作者和機床會帶來危險。因此,高速切削刀具除了滿足靜平衡外還必須滿足動平衡要求。動平衡一般對小直徑刀具要求不嚴,對大直徑刀具或盤類刀具要求嚴格。外伸較長的刀具,必須進行動平衡。另外需要對刀具、夾頭、主軸等每個元件單獨進行平衡,還要對刀具與夾頭組合體進行平衡。最后,將刀具連同主軸一起進行平衡。但目前還沒有統一的平衡標準,對ISO1940-1標準中的平衡質量G值為平衡標準也有不同的看法,有的企業以G1為標準(所謂G1,即刀具在10 000r/min回轉時,回轉軸與刀具中心軸線之間只允許相差1Lm),有的以G215為標準。
(3)高速切削刀具幾何參數。高速切削刀具刀刃的形狀正向著高剛性、復合化、多刃化和表面超精加工方向發展。刀具幾何參數對加工質量、刀具耐用度有很大的影響,一般高速切削刀具的前角平均比傳統加工刀具小10b,后角約大5b~8b。為防止刀尖處的熱磨損,主、副切削刃連接處應采用修圓刀尖或倒角刀尖,以增大刀尖角,加大刀尖附近刃區切削刃的長度,提高刀具剛性和減少刀刃破損的概率。
(4)高速切削刀柄系統。加工中心主軸與刀具的連接大多采用7B24錐度的單面夾緊刀柄系統,ISO、CAT、DIN、BT等都屬此類。用在高速切削加工時,這類系統出現了許多問題,主要表現為:剛性不足、ATC(自動換刀)的重復精度不穩定、受離心力作用的影響較大、刀柄錐度大,不利于快速換刀及機床的小型化。針對這些問題,為提高刀具與機床主軸的連接剛性和裝夾精度,適應高速切削加工技術發展的需要,相繼開發了刀柄與主軸內孔錐面和端面同時貼緊的兩面定位的刀柄。兩面定位刀柄主要有兩大類:一類是對現有7B24錐度刀柄進行的改進性設計,如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系統;另一類是采用新思路設計的1B10中空短錐刀柄系統,有德國開發的HSK、美國開發的KM及日本開發的NC5等幾種形式。
4. 高速切削工藝
高速切削具有加工效率高、加工精度高、單件加工成本低等優點。高速加工和傳統加工工藝有所不同,傳統加工認為,高效率來自低轉速、大切深、緩進給、單行程,而在高速加工中,高轉速、中切深、快進給、多行程則更為有利。高速切削作為一種新的切削方式,目前尚沒有完整的加工參數表可供選擇,也沒有較多的加工實例可供參考,還沒有建立起實用化的高速切削數據庫,在高速加工的工藝參數優化方面,也還需要做大量的工作。高速切削NC編程需要對標準的操作規程加以修改。零件程序要求精確并必須保證切削負荷穩定。多數CNC軟件中的自動編程都還不能滿足高速切削加工的要求,需要由人工編程加以補充。應該采用一種全新的編程方式,使切削數據適合高速主軸的功率特性曲線。目前, Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM軟件,都已添加了適合于高速切削的編程模塊。
5. 高速機床的床身、立柱和工作臺
通過計算機輔助工程的方法,特別是用有限元進行優化設計,能獲得減輕重量、提高剛度的床身和工作臺。
四、 結語
高速加工技術是現代先進制造技術之一,其產生是市場經濟全球化和各種先進技術發展的綜合結果。在此背景下,高速加工技術應運而生,逐步發展成為綜合性系統工程技術,并得到越來越廣泛的應用。高速加工的巨大吸引力在于實現高速加工的同時,保證了高速加工精度。航空航天、汽車及模具制造業對高速加工的認同與強烈要求,推動著高速加工技術在國際上的發展。
參考文獻
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【關鍵詞】數控機床;加工技術
【中圖分類號】TU691【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3954(2011)02-0140-01
一、數控加工技術
數控機床具有生產效率和加工自動化程度高,零件的加工精度和產品的質量穩定性好,能完成許多普通機床難以加工或根本無法加工的復雜型面加工,幾乎不要專用的工裝卡具、減少在制品,提高經濟效益和大大減輕操作工人的勞動強度等一系列優點。隨著制造業的迅速發展,大力發展以數控機床為先導的裝備制造業已成為我國政府的一項產業政策,將對數控機床的發展產生重大的影響。用好數控機床提高數控機床的利用率具有重要的現實意義,它不僅能增加企業的效益,而且還有助于提高我國制造業的整體素質和加快建設制造強國的進程。
二、影響數控機床加工質量的因素
1、數控機床應用水平不高
數控加工在中國制造業中已經有了較長的使用時間,雖然有嚴格的數控機床操作規范、良好的機床維護保養,但是其本身的精度損失是不可避免的。為了控制產品的加工質量,我們定期對數控設備進行檢測維修,明確每臺設備的加工精度,明確每臺設備的加工任務。對于大批量成批生產的零件加工工廠,應嚴格區分粗、精加工的設備使用,因為粗加工時追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度,精加工則相反,要求高的加工精度。而粗加工時對設備的精度損害是最嚴重的,因此我們將使用年限較長、精度最差的設備定為專用的粗加工設備,新設備和精度好的設備定為精加工設備,做到對現有設備資源的合理搭配、明確分工,將機床對加工質量的影響降到了最低,同時又保護了昂貴的數控設備,延長了設備的壽命。
2、操刀次數及位置不合理
利用數控車床進行批量生產、特別是大批量生產時,在保證加工質量的前提下,提高加工效率、確保加工過程的穩定性是獲得良好經濟效益的基礎。數控車削批量加工時,選擇簡便的換刀方式,是減少換刀輔助時間、減少機床磨損、降低加工成本的有效途徑。改進換刀點設置是為達此目的進行的有效嘗試之一。為此,在夾具選擇、走刀路線安排、刀具排列位置和使用順序等方面都要精細分析、優化設計,改進換刀點設置,減少運行成本,提高加工效率。
3、編程技巧不強
程序的效率直接影響著機床的工作效率,所以優化編程質量是提高數控機床工作效率的一個重要方法。首先,熟悉機床的指令,充分開發機床的內部功能,尋找高效的編程和加工方法。其次,大力推廣計算機編程,加強計算機切削模擬,提高程序的可靠性,從而減少或取消在數控銑床上調試程序的時間。再次,合理編程,盡量減少機床走空刀的情況。
三、提高數控機床加工技術的方法
1、培養優秀的數控技術人才
數控機床雖然智能程度提高,但是人的作用卻至關重要。沒有技術好的編程人員,數控機床的效率就不可能得到有效提高,沒有好的機床操作者就達不到最佳加工方式,產品的廢品率就會提高,同時也會大大降低數控機床的使用效率和縮短機床的使用壽命。因此,要提高數控加工的效率,就必須培養出優秀的數控技術人員。
2、對數控機床實施科學管理
數控機床不同于普通機床,不能把管理普通機床的方法照搬到數控機床上。據一些使用數控機床較早的用戶多年管理實踐證明,凡是數控機床較多的單位,以相對集中管理的方式較好,即“專業管理,集中使用”的辦法。工藝技術準備由工廠工藝技術部門負責,生產管理由工廠下達任務統一平衡。有條件的可以采用計算機集成管理的生產方式。由計算機把數控機床生產所需的各種作業和加工信息管理起來,實行信息共享,以減少生產準備時間,優化物流路線,可有效的提高生產率。
3、合理選擇切削刀具
刀具的選擇是保證加工質量和提高加工效率的重要環節。為了提高生產率國內外數控機床尤其是加工中心正向著高速、高剛性和大功率方向發展。這就要求具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能,而性能要穩定。在選用刀具材料時,凡加工情況允許選硬質合金刀具時,就不應選用高速鋼刀具。有條件的選用性能更好更耐磨的刀具,如涂層刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。
這里特別強調一下球頭刀具的使用,在進行自由曲加工時,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此為保加工精度,切削行距一般取得很密,故加工效率很低。平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優于球頭具。因此,只要保證不過切,無論是曲面的粗加工還是加工,都應優先選擇平頭刀。
篇9
關鍵詞:數控技術;數控加工;UG;先進制造技術
1引言
數控技術在工業加工中屬于先進的零部件加工技術,而技術的先與否能直接影響著國家在國際上工業加工的重要地位,同時其水平的高低也作為先進制造技術的核心,關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力的重要基礎性產業,其水平高低是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志,因此加工機床及生產過程數控化,己經成為當今制造業的發展方向。
2數控技術的發展趨勢
(1)模塊化、專門化與個性化。為了適應現今數控機床自身的特點,對其機床進行模塊化,并對其數控功能予以功能化。為了提升數控機床的操作技術能被廣泛的應用,在實際的工作中,應對機床自身技術的出售價格進行合理的制定,進而實現機床性能的優化。另外,硬件中各組件的模塊化能為實現工業數控系統標準化起到促進性的作用。按照實際不同功能方面的需求,把基本模塊的型號進行統一,通過這種積木形式的改進,進行功能方面的修正,能實現適當的裁剪,并使得機床當中模塊的相應得到控制,進而形成不同檔次機床加工系統。(2)智能化。該方面的內容主要指的是擬人智能,在數控機床加工的系統進行適當的處理,能在很大程度上增強機床自身的性能。智能化的數控機床加工系統在實際的作業中,通過對加工精度進行適當的檢測和建模,根據實際的加工狀況制定實現加工和成產目標的決策,對加工原料進給速度和切削深度的工藝參數予以控制,能促使機床的實際加工保持在最好的狀態,這樣不僅能提升加工的速度和質量,同時為機床后續的維修和養護提供了的重要的保障。(3)網絡化和集成化。在科學技術迅速發展下,工業加工和生產逐漸趨向網絡化發展,通過自動化系統和移動網絡通信技術的充分結合,為遠程控制機床的生產和加工提供了重要的保障。網絡數控機床系統在實際應用的過程中,在信息技術的輔助下,能對正在工作和即將工作的機床進行遠程控制。不僅如此,在實際的工作中,還能實現對機床故障的檢測和維修,采用網絡化和集成化的技術之后,能為機床加工工廠降低一大部分的支出費用。(4)開放化。具有高性能和超高性價比的開放化系統的研究,其重要的部分是將NC本身與分布式DNC的信息控制系統進行充分的結合。現階段,國內的廣大數控機床系統的研究人員對開放化的系統進行開發,其中以型號為華中I型具有強的代表性,其主要利用工業當中PC機當中適配器卡的系統結構,其主要的建設基礎是通用32位型號的工業PC機與DOS平臺當中的開放形式體系結構為依據,在實際應用中具有較好的模塊化與層次化的優勢。(5)高速、高效、高精度、高可靠性發展方向。在現今的工業領域中,高速與高效的機床系統正向著高速化進行發展,在近幾年的發展中可以看出從精密加工到超精密加工發展中耗費的時間較短,而加工的精準度也得到逐步的升級。高可靠性性能的機床在相對惡劣的環境下,能實現正常工作。這樣的特點,在未來的發展中將是重點的發展趨勢。
3應用UG軟件設計與制造
UG屬于現今走在先進前列的加工控制軟件,該軟件能從事概念方面設計、工業產品的設計工程仿真等領域當中。(1)UG軟件的CAD功能。UG軟件CAD模塊的建模方式是一種復合形式的模型建立,其優勢是在設計的各個環節中,能提供較強的靈活性。并在實際操作當中為機床系統提供支持不同操作工具。在操作和作業的過程中,使用的終端用戶能按照最初的設計方向,進行模型的建立。并能搭建其參數化的加工模型,終端用戶能通過編輯的相應參數對模進行不斷的修改,進而獲得最終的版本。UG系統軟件能夠提供便捷的操作方式,充分的集合了傳統機床加工和參數化。有些時候只有一個簡單的線框模型就足夠了,不需要構建復雜的約束實體模型。不過,建模模塊在實際應用的過程中,還提供了不同形式參數化建模形式,并具有傳統實體形式的建模能力,在應用之后,能增強建模的簡便性和易操作性。(2)零件信息模型建立。零件信息模型建立模塊首先利用UG的CAD功能模塊完成零件造型。由于加工工藝設計需要加工工藝信息,而UG的CAD功能中不能實現在實體造型時加入加工特征信息,所以使用CAD功能擴展把加工工藝信息以屬性的形式添加到零件模型當中。CAD功能擴展是通過UG軟件的二次開發功能實現的。零件信息模型是為加工工藝設計和刀具軌跡提供必要的零件信息,它是通過零件信息識別功能從CAD的零件造型和CAD功能擴展提取出這些必要的零件信息的。零件信息識別是通過UG軟件的二次開發功能實現的。國內外對于零件信息識別進行了很多的研究,現在多數采用特征識別,特征識別要求CAD系統必須能夠進行特征建模或者通過一定的特征識別算法來識別加工特征。特征識別在回轉體零件的識別上已經有成功的例子,但它對非回轉體的識別還有一定的局限性,難以滿足零件信息處理的要求。(3)加工工藝設計。在使用先進加工技術之后,能獲得機床加工數據,主要的方式以下兩種:1)在本系統的輔助下,利用創成的成型的工藝設計模式,得到工藝數據,在實加工的過程中可以自動的形成加工工藝。其先通過對將要加工零件屬性的識別,從這些信息中篩選出能支撐零件加工的信息模型,并作為工藝實際邏輯決策樹的依據,在加工之前,對工藝決策的可行性進行推理。進而生成工藝數據,主要以關系表的形態存儲到數據庫當中。還提供了工藝修改的相應功能,能對自動形成的工藝規劃予以適當的調整。2)自動編程模塊需要加工工藝數據,能從其它CAPP系統中讀取或手工輸入。工藝數據庫中包含了進行工藝決策時使用到的工藝知識,這些知識可以使用數據庫來進行表示,如刀具、進給量、切削速度信息等。工藝決策邏輯以決策樹的形式表現,決策樹包含工藝決策、工具選擇、切削用量選擇等知識,如確定工序、工步的內容及順序的規則、選擇刀具、進給量、切削速度的規則。加工工藝設計是基于工藝決策可以自動生成工藝規程,同時為了使整個系統有更強的實用性,對生成的工藝規程可以進行修改,使生成的工藝規程更加合理。加工工藝設計模塊中的工藝決策雖然沒有采用專家系統型進行推理,但在設計過程中,借鑒了許多專家系統的技術,如知識的表示、框架推理等,這樣使工藝決策的表達和描述都非常的方便和清晰。加工工藝設計模塊的工藝決策是基于框架推理以決策樹的形式進行的,其過程包括確定毛坯、確定表面的最終加工方式、制定工藝路線、工藝設計等。(4)UG軟件編程加工。數控自動編程模塊從數據庫中提取零件信息模型、加工工藝設計所提供的信息,在建立毛坯模型、刀具模型的基礎上,構造UG的加工環境,應用刀具軌跡決策自動完成刀具軌跡生成。然后進行刀具軌跡仿真,在加工過程仿真無誤后,通過利用針對使用機床的后置處理文件輸出適合該機床NC代碼。1)刀具軌跡的自動生成。刀具軌跡的自動生成利用內部接口,工工藝信息,包括加工工序、刀具信息、從加工工藝設計模塊中讀取加切削參數、加工方式、加工對象幾何體等,調用UG內部函數設置加工環境配置和設置,創建操作對應的程序,把從加工工藝設計模塊中讀取到的切削參數賦給操作對應的切削參數選項,最后創建出刀具軌跡。2)刀具軌跡的切削仿真。對于已經生成的刀具軌跡,可以進行實體形式的切削仿真,讓用戶在圖形方式下更直觀地觀察刀具地運動過程,以驗證各刀具軌跡參數設置的合理性。實體形式的切削仿真可以對工件進行比較真實的模擬切削,通過切削模擬可以提高程序的安全性和合理性。切削仿真以實際加工的時間并且在不造成任何損失的情況下檢查零件過切或者未切削到位的現象,通過實體切削模擬可以發現在實際加工過程時存在的某些問題,以便編程人員及時修正,避免工件報廢。通過實體切削模擬還可以反應加工后的實際形狀,為后面的程序編制提供直觀的參考。3)刀具軌跡的后處理。CAM過程的最終目的是生成一個數控機床可以識別的代碼程序。數控機床的所有運動和操作是執行特定的數控指令的結果,完成一個數控加工一般需要連續執行一連串的數控指令,即數控程序。手工編程方法根據零件的加工要求按照所選數控機床的數控指令集編寫數控程序,直接輸入到數控機床的數控系統中。自動編程方法則不同,經過刀具軌跡計算出來的是刀位文件,而不是數控程序,因此,需要設法把刀位源文件轉換為特定機床能執行的數控程序,輸入數控機床的數控系統,才能進行零件的數控加工。把刀位源文件轉換成特定機床能執行的數控程序的過程稱為后置處理。
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篇10
[關鍵詞]數控技術 機械加工技術 應用
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)01-0000-01
數控加工技術是一種新型的機械加工方式,近年來,我國在較大范圍內都應用了數控技術,并取得了較大的發展。數控技術利用本身的自動化技術,能對機械的加工進行有效的控制,使機械加工的技術性和準確度有了極大的提高。
一、數控技術
數控技術就是把計算機技術、光機電技術、機械制造技術等一些傳統技術與高精度的加工技術、自動化技術等本身特有的技術相結合,從而提高機械加工的質量。從另一方面講運用數字控制的技術能進行更精密、更高效的加工機械。與傳統的加工技術相比更具操作性與靈活性,對企業加工產品的質量和效率有著直接的影響。現階段的數控加工就是將編制好的程序利用計算機的操作實現控制。其具有以下幾個特點:多道加工的程序就由一次裝夾的工作來完成,既縮短了輔助的時間也保證了加工產品的精準度。能完成傳統加工方式不能完成的繁雜零件,使零件的曲面形狀能更高品質的加工完成。采用標準的模塊化工具,大大減少了安裝、換刀的時間,使工具管理的水平和工具的標準化程度得到了提高。在改換加工產品時,只要簡單的改變一下數控加工的參數程序,就能對新產品進行加工,極大的方便了企業新產品的研究。
二、數控技術在機械加工技術中的應用
(一)數控技術在工業生產中的應用
在安裝、搬運大型的集裝箱和在惡劣的環境下工作時,工業機器人就起到了非常大的作用。工業機器人主要是將執行機構、驅動單元、控制單元相結合。在實際操控時,由像人類中樞神經作用的控制單元支配著其他程序的工作,由計算機的系統組成,一般都是通過向內核輸入相應的程序并向驅動單元發號施令,指示工業機器人做出原本設置的工作。并同時擔任著檢測的責任,如發生故障、有錯誤出現時,會自動的由傳感系統反應到控制單元,對控制單元進行相應的保護并發出警告信號。執行機構主要服務于機械的構件和系統,并利用動力部分給執行機構傳遞動力,在驅動單元的影響下保證執行機構的規定工作。工業機器人主要在一些機器的生產線中被廣泛的應用。是按照裝置的程序,沿著運動的軌跡、動作,實現搬運貨物、抓取貨物等簡單的自動化工作。而在工業作業中被廣泛的使用,工業機器人可代替人工的勞動力,代替人類在惡劣的工作環境下進行工作。例如在噴砂、噴漆等工作中,可降低人類身體受到損害的程度,也在一定程度上節省了不必要的勞動力。工業機器人還被應用到太空環境、深水作業環境等一些人類無法達到的作業中。數控工業機器人的運用在保證產品質量的同時也提高了企業生產的效率,在工業生產中有著重要的影響。
(二)數控技術在機床中的應用
在機械加工的過程中機床的設備被作為最重要的一部分,控制能力比較好的機床設備在實現自動化的機械加工中有著舉足輕重的作用。而數控機床就是將計算機中的操作裝置利用在機床上,數控技術能有效的控制機床設備,對機床設備的工作做到監督,數控技術為機械的創造提供了一個較好的機床控制能力,既確保了機械制造的質量同時也使機床機械的加工效率得到提高。其工作的原理為把加工機械的步驟、具體的操作方法等程序編程在數控器中,利用輸入的程序數據進行對機床的有效控制,從而完成對機械加工的工作。
(三)數控技術在汽車制造業中的應用
數控技術為汽車制造業提供了有效的技術保障,高效的機械加工技術對汽車制造業的發展起到了至關重要的作用。數控技術在汽車制造業中的有效應用,為汽車機械的加工給予了一種技術支撐,使汽車零件加工的技術得到提高并更加完善。數控技術對汽車機械的加工是將高效的機床加工和高速加工汽車零件技術相互結合為原理,利用數控技術具有的虛擬技術、集成技術等制造技術,將復雜的汽車零件進行簡化,從而更好的加工零件,既保證了汽車零件加工的質量也提高了零件加工的生產效率。大力推動了我國汽車制造業的蓬勃發展,也使汽車企業的經濟效益得到提高。
三、數控技術在我國的可行性
(一)數控機床的經濟型發展
數控技術越來越受到企業的大量應用,但隨著社會發展需求的不斷增高,對數控技術的要求也有所增加。但我國數控技術應用較晚技術相對的落后,遠遠滿足不了現形式下的需求,因此,我國要提高數控加工技術,向經濟型的數控技術中發展,盡可能的加強機械產品的可靠性。還要及時淘汰落后陳舊的設備,這樣既增強了企業資源配置的合理性,還能提高企業的生產水平和生產效率。
(二)向自動編程的轉變
機械生產中的分析圖樣、計算數值、編寫加工零部件的程序、工藝流程的確定等大多都是由人工完成的,這樣使加工機械的效率過低,準確度下降。所以,應快速的進行從人工編程到自動編程的轉變,由計算機替代人工來完成計算數值、編寫加工零部件的程序、工藝流程的編制等工作,這樣不僅極大的提高了工作效率節約了大量的人力物力,還保證了產品的質量。
(三)增強企業領導對數控技術的意識
我國有一部分的企業沒有認識到數控技術對企業發展的重要性,導致企業對數控加工技術開展緩慢、積極性不高。這就需要增強企業領導對數控技術的先進性進行了解與認識,意識到數控技術對企業帶來的利益。支持和鼓勵大力發展數控加工的技術,還要對企業的員工進行技術的培訓,熟練的掌握數控加工的技術和相關的知識,讓數控技術在企業內部大力的發展。
結束語:
工業的發展是我國經濟發展的主要手段,數控技術在機械加工企業的不斷運用,既保證了企業機械加工的質量又提高了機械加工的速度,能有效的減小在機械加工中出現的誤差。
參考文獻
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