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公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 數(shù)控加工范文

數(shù)控加工精選(九篇)

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數(shù)控加工

第1篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞 精加工;數(shù)控技術(shù);譯碼

中圖分類號TG659 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2014)113-0201-02

1 數(shù)控車床精加工程序的分析

數(shù)控機床的所有工作程序和工作內(nèi)容全部是由其內(nèi)部程序控制的,工件最終加工成什么標(biāo)準(zhǔn)也是有這些程序來決定的,即數(shù)控加工程序是數(shù)控機床的控制大腦。實際上數(shù)控機床加工產(chǎn)品水平,一部分是由機床本身精密系數(shù)決定,另一部分就是由其內(nèi)部加工程序來控制的。數(shù)控車削加工操作要求輸入程序盡可能簡化,并一次輸入程序、調(diào)試程序和對刀,確保加工過程中不需要對程序進行修改;數(shù)控車床加工操作程序通常情況下是根據(jù)零件輪廓來編寫的,這種程序?qū)嶋H上就屬于精加工程序,將其結(jié)合系統(tǒng)循環(huán)模塊之后,即可完成多余余量的切除操作。數(shù)控加工特點決定著每一個數(shù)控加工程序中都包含有切削參數(shù)、刀鋸運動類型、主軸轉(zhuǎn)速和機床狀態(tài)等相關(guān)信息,而且不同信息在程序中都有不同代碼和格式相對應(yīng)。在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中,不同廠家生產(chǎn)出來的數(shù)控機床規(guī)格性能和結(jié)構(gòu)等參數(shù)也不同,所以相應(yīng)的輸入其系統(tǒng)數(shù)控加工程序也不同。

數(shù)控加工程序可以看做是由多個程序段組成的,而每一個程序段就是整個程序的單位連續(xù)字節(jié),由多個代碼組成。每一個程序段所包含的內(nèi)容不同,在數(shù)控加工過程中所承擔(dān)的任務(wù)也不同。所謂程序段的格式,就是由哪些字母、數(shù)字或者符號,通過什么樣的形式連接在一起。我們可以根據(jù)數(shù)控機床的型號以及所需要完成的任務(wù)來進行程序段的編寫,并按照規(guī)定格式將單位程序段連接在一起。字地址程序段主要由語句號字、代碼字以及程序段結(jié)束字符所組成,其中語句號字是數(shù)控系統(tǒng)識別成都段標(biāo)號的重要標(biāo)志,通常情況下程序段的起始符為N。

2 譯碼模塊的處理過程

每一個數(shù)控加工任務(wù)確定之后,首先要進行的就是數(shù)控加工程序的編寫,之后就是非常關(guān)鍵的插補運算處理。插補預(yù)處理的主要內(nèi)容有譯碼、刀補計算以及加減速控制這三大塊。譯碼模塊在整個系統(tǒng)中的主要作用就是對數(shù)控加工程序進行插補變化,從而代碼轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可識別的數(shù)據(jù)及控制信息。

1)譯碼準(zhǔn)則

譯碼模塊的程序段譯碼和數(shù)據(jù)處理要按照一定的規(guī)定進行,且整個預(yù)處理過程必須遵循系統(tǒng)程序格式。

刀具上一段的終點即是下一段的起始點:數(shù)控加工過程是一個連續(xù)運動過程,刀具的運動軌跡是連續(xù)的,不能出現(xiàn)跳躍情況。因此在進行數(shù)控加工程序編寫時,完全可以直接將刀具運動的終點作為接下來操作的起始點。

選擇刀尖中心為控制對象:數(shù)控機床加工刀尖是CNC控制軟件主要的控制對象,它被視為加工過程中的一個動點,任何幾何形狀的物體都需要經(jīng)過刀尖的運動得以完成。因此數(shù)據(jù)加工程序就是控制這一點運動軌跡的程序。

按機床坐標(biāo)系譯碼與計算:坐標(biāo)系是數(shù)控機床加工工具的運動范圍,每個機床自其制造完成之后,坐標(biāo)系就已經(jīng)固定了,因此數(shù)控加工程序的編寫要遵循數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定和位置。

2)譯碼方法

編譯方法:所謂編譯方法即數(shù)控系統(tǒng)加工程序的預(yù)編譯,根據(jù)不同加工任務(wù)編譯出相對應(yīng)的加工程序,實際加工時通過插補模塊從系統(tǒng)中提取,用來控制加工工具的運動軌跡,從而實施加工操作。這種數(shù)控加工方法最大的優(yōu)勢就在于不需要在進行程序代碼之間的轉(zhuǎn)換,大大提高了數(shù)控加工效率。但其不足之處是需要占用系統(tǒng)較大的存儲空間,而且對于加工零件較復(fù)雜的情況下,很容易影響系統(tǒng)的操作性能。

解釋方法:該方法采用的是逐行譯碼、預(yù)處理和插補技術(shù),在進行下一步加工程序之前,首先由解釋程序?qū)庸ごa進行預(yù)處理后,再用來控制加工工具。這種數(shù)控加工方法使用起來較為簡單,而且不需要系統(tǒng)提供較大的存儲空間。但由于不同模塊之間數(shù)據(jù)處理時順序串行的,所以對解釋程序的運行速度要求較高,必須要滿足在不同程序段之間的來回轉(zhuǎn)換。

3)數(shù)控加工程序的檢錯

數(shù)控加工程序的檢錯是譯碼過程的第一步,檢錯效果的好壞將直接影響著數(shù)控機床加工程序是否能夠有效控制加工工具。檢錯就是對程序結(jié)構(gòu)、詞法以及語法進行檢查,只有正確合法的程序段才能夠進入系統(tǒng)。

(1)程序結(jié)構(gòu)錯誤檢查

數(shù)個程序段按照一定順序連接后就組成了一個完整的數(shù)控程序,但單位程序段也可以看作是一個小型完整程序,其基本構(gòu)造也是起止符、程序號、程序主體等。所以程序機構(gòu)錯誤的檢查,實質(zhì)上就是對每一個程序段以及程序段之間聯(lián)系進行檢查。

(2)詞法錯誤檢查

詞法也可以簡單理解為語法,即數(shù)控程序語句的編寫規(guī)則。數(shù)控加工程序詞法檢查主要設(shè)計不同功能代碼字以及數(shù)字類型等,不同代碼所對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型也不同。而且每一個數(shù)控加工程度中都不能出現(xiàn)未定義代碼。

(3)出錯處理

數(shù)控加工程序的編寫難免會出現(xiàn)一些錯誤,正常情況下如果數(shù)控加工程序中有錯誤信息,系統(tǒng)會向用戶進行提示,并將具體錯誤信息的出錯原因和位置告知操作人員,以方便進行下一步的編輯修改?;久恳粋€數(shù)控系統(tǒng)都會預(yù)留一定空間存儲區(qū),用于保存錯誤信息。這里我們給出錯誤信息的結(jié)構(gòu)定義:

#define ERROP_DATA_SIZE 50

Struct ERROR_DATA

{ Uint ErrorNo;

Uint Block_Num;

Char ErrorInfo[20];

Int ErrorType;

Char code[5];

}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];

(4)數(shù)據(jù)的整理和存放

數(shù)控加工程序整理過程可以簡述為:首先從待加工程序中選擇提取出需要加工的程序段,并對程序段進行編碼,以明確其初始位置。按照字符串的形式將這些程序段存放至響應(yīng)存儲區(qū),同時按照標(biāo)準(zhǔn)進行格式和詞義檢錯。如經(jīng)檢查沒有發(fā)現(xiàn)錯誤,即可將程序段進行分割,以字符串的形式將這些程序段存入指定存儲區(qū)。

精加工數(shù)控技術(shù)是未來機械工業(yè)發(fā)展的重頭戲,其涉及到很多學(xué)科領(lǐng)域。筆者目前的主要工作內(nèi)容就是精加工數(shù)控技術(shù)的研究,雖然積累了一定的工作經(jīng)驗,但在理論基礎(chǔ)上還有待提高。在今后的工作中,筆者將致力于精加工數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,以期能夠在該領(lǐng)域做出一定成果。

參考文獻

[1]關(guān)桂齊,楊松山,劉國良,陳士朋.我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的分析與研究[J].機械制造,2013,6:88-91.

[2]王燕.解析數(shù)控技術(shù)專業(yè)校內(nèi)生產(chǎn)性實訓(xùn)基地建設(shè)實踐[J].成功(教育),2013,24:88.

[3]陳雅娟.機械數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].科技與企業(yè),2013,24:174.

第2篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞: 數(shù)控加工 加工參數(shù) 優(yōu)化方法

制造業(yè)的發(fā)展,是國家綜合實力的體現(xiàn)。制造業(yè)的主流技術(shù)是數(shù)控加工技術(shù)。因為它會為我們的社會帶來更大經(jīng)濟收益,也是我們縮短和其他數(shù)控加工強國距離的最佳方法。

影響數(shù)控加工參數(shù)的優(yōu)化選擇的因數(shù)主要是機床的主軸轉(zhuǎn)速、功率、切削力的大小、轉(zhuǎn)矩,刀具的磨損、壽命及機床的機械振動等方面。

目前數(shù)控加工參數(shù)的優(yōu)化,總體劃分為在線參數(shù)優(yōu)化和離線參數(shù)優(yōu)化兩大方面。

在線數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化方法,也叫自適應(yīng)控制,它是自適應(yīng)控制理論在數(shù)控加工領(lǐng)域的應(yīng)用。即在加工過程中,通過各種傳感器采集一系列變量,轉(zhuǎn)換為需要的信息,到數(shù)控中的信息的處理中心,通過各種方案的比較,選擇最佳方案,根據(jù)最佳方案的切削參數(shù),獲得需要的加工工藝進行加工,達到預(yù)期的目的。目前還沒有最佳的方法大量運用于數(shù)控加工業(yè)。

數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化方法一是根據(jù)傳感器獲得的信息,建立數(shù)學(xué)公式,確定目標(biāo)函數(shù)及約束條件,選取合適的參數(shù)作為設(shè)計變量;二是選取優(yōu)化算法,對目標(biāo)函數(shù)進行求解;三是對求解結(jié)果進行判斷和分析,獲得優(yōu)化設(shè)計的最優(yōu)方案。

一、數(shù)學(xué)公式的建立

1.如何選擇優(yōu)化設(shè)計數(shù)控銑的參數(shù)

優(yōu)化設(shè)計參數(shù)在設(shè)計過程中一般很多,要學(xué)會抓主要舍次要。以主軸轉(zhuǎn)速、吃刀量、切削速度、進給量為變量隨著路段的不同而不同,把整個加

二、優(yōu)化算法

在線數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化算法,主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法等各種現(xiàn)代優(yōu)化方法,選取其中一種或者幾種混合。

三、結(jié)果判斷

以工時為主要目標(biāo)優(yōu)化參數(shù)時刀具磨損大,成本大;以加工成本為主要目標(biāo)時,刀具磨損小成本低,生產(chǎn)率低;以最大利潤為主要目標(biāo),刀具磨損大、生產(chǎn)率高,工人勞動強度大;以工時、成本及利潤同時為主要目標(biāo)進行多目標(biāo)時縮短工時、刀具磨損一般、成本降低,利潤可觀,優(yōu)化結(jié)果高于單目標(biāo)的優(yōu)化結(jié)果。

總之,為實現(xiàn)數(shù)控加工切削參數(shù)的優(yōu)化,獲得最佳經(jīng)濟效益,宜建立多目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。

參考文獻:

[1]數(shù)控加工切削參數(shù)優(yōu)化的研究[J].沈陽工業(yè)大學(xué)趙緒平碩士論文.

第3篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞:幾何精度;精度補償;誤差分析

數(shù)控機床是當(dāng)前一種加工設(shè)備,代表著一個國家和地區(qū)的生產(chǎn)能力與水平。衡量機床質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是其對金進行屬切削加工時的精度是否達標(biāo)。一個國家和地區(qū)擁有數(shù)控機床總量百分比能夠有效衡量這個國家地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展層次和工業(yè)制造整體水平,所以說,數(shù)控車床是先進生產(chǎn)力的代表,只有全面保證數(shù)控機床質(zhì)量,才能提升產(chǎn)品質(zhì)量,保證區(qū)域競爭力,贏得市場主動權(quán)。現(xiàn)代化,智能化的數(shù)控機床一直是世界各國非常重視的生產(chǎn)加工類設(shè)備,近年來,也隨著科技的進步與發(fā)展而不斷創(chuàng)新,形成了快速發(fā)展的良好態(tài)勢。

1 數(shù)控機床精度分析

數(shù)控機床精度有多方面的體現(xiàn),主要通過幾何精度、位置精度以及加工精度來展現(xiàn),任何一項不達標(biāo),則表明機床精度不符合要求。影響精度的因素也比較多,如果數(shù)控機床材質(zhì)不合格,剛度不到位或者工作時間過長導(dǎo)致溫度提升,均能對機床精度產(chǎn)生影響。

(1)數(shù)控車床幾何精度。主軸幾何精度和直線運動精度也對機床精度有著重要的影響。數(shù)控機床加工運作時,其工作過程主要是主動軸與回轉(zhuǎn)軸之間的運行,二者需要在相對位置保持固定,可是,在實際生產(chǎn)過程中與設(shè)計情況有出入,兩軸之間相對空間位置也并非固定不變,如果控制不好,構(gòu)成主軸軸承零部件在制造環(huán)節(jié)中就會呈現(xiàn)一定的誤差,這就直接造成了工作過程中受溫度、工作強度、等條件影響,使主動軸軸承精度、主軸箱裝配質(zhì)量產(chǎn)生影響,導(dǎo)致主軸和回轉(zhuǎn)部件出現(xiàn)嚴重的不平衡問題。主動軸支承軸頸生產(chǎn)加工時,圓度誤差也是較大的問題,前后同軸度誤差也難以控制,存在一定程度偏差,而加工生產(chǎn)過程中,主軸運轉(zhuǎn)會出現(xiàn)熱效應(yīng)變形,任何一點控制不到,都會導(dǎo)致數(shù)控機床主軸幾何精度不準(zhǔn)。(2)位置精度問題。數(shù)控機床除主動軸產(chǎn)生幾何精度問題外,還會出現(xiàn)慣量匹配的問題,摩擦力及機床所用伺服電機在生產(chǎn)加工時,都會有慣量匹配問題,這種現(xiàn)象對機床位置精度產(chǎn)生影響。因為數(shù)控機床中各個部位的組件如油缸油泵、電動機、液壓機等在長期運轉(zhuǎn)過程中,會通過相互摩擦產(chǎn)生一定的熱能,如果熱能不能轉(zhuǎn)化,則會在長時間連續(xù)工作后造成摩擦熱量,使內(nèi)部一些主要部件發(fā)生受熱膨脹,出現(xiàn)嚴重的形變問題,這也就直接形成了實際尺寸與設(shè)計尺寸存在誤差情況,如果各個零件結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱應(yīng)作用下不對稱,也會使構(gòu)件出現(xiàn)微小的形變,而這種數(shù)控機床運轉(zhuǎn)部件受熱形變問題,最容易造成機床位置精度不準(zhǔn)。(3)加工精度問題。數(shù)控機床加工精度有其特殊性,和幾何精度,位置精度存在本質(zhì)上的區(qū)別,加工精度受綜合因素影響大,是整臺機床在操作過程中各種因素綜合影響的結(jié)果,同時,也與機床幾何精度和位置精度是密不可分的,在加工生a過程中,其加工的精度主要受到傳動系統(tǒng)誤差、檢查校正系統(tǒng)誤差、零件固定部件誤差、刀具位置的誤差等的影響大一些。另外,數(shù)控機床編程問題、生產(chǎn)工藝問題都能形成一定的加工精度影響,所以說,在生產(chǎn)過程中,需要不斷提高加工精度,才能確保幾何精度和位置精度準(zhǔn)確,實現(xiàn)高質(zhì)量加工作業(yè)。

2 檢測數(shù)控機床精度

數(shù)控機床也存在老化的問題,特別是在使用一段時間后,與所有電氣、機械設(shè)備一樣,都有電子元件老化、零部件生銹、機械部件磨損等問題,只有全面做好數(shù)控機床鋪檢測,才能及時發(fā)現(xiàn)問題,通過定期的保養(yǎng),確保設(shè)備運轉(zhuǎn)良好,保養(yǎng)是否科學(xué)合理,對機床精度有著最直接的影響,能夠?qū)?shù)控機床精度做進一步的補償。

2.1 檢測幾何精度

幾何精度對機床的影響較多,需要在運行過程中不斷進行檢測,確保運轉(zhuǎn)良好。對機床幾何精度檢測工作中,需要對直線運動軸直線度進行檢測,一般會用到平尺和千分表來檢測,通過對部件在作業(yè)中的情況,科學(xué)測算垂直運動軸其他兩個坐標(biāo)軸線性偏差是否精準(zhǔn)。對于普通立式數(shù)控加工設(shè)備而言,幾何精度檢測需要做到精細認真,一般檢測項目有對機床工作臺面平面度做檢測,確保平整光滑;運動軸空間坐標(biāo)不同方向移動產(chǎn)生角度是否保證垂直;主軸中心孔徑,回轉(zhuǎn)軸軸心線與機床工作臺面是否保持垂直;機床運動軸X、Y坐標(biāo)方向移動作業(yè)的時候臺面平行度;X坐標(biāo)方向移動臺面T形槽側(cè)面平行度;主軸箱延Z軸坐標(biāo)移動直線度等,通過對各項目的檢測,進一步確認機床鋪幾何精度是否達標(biāo),滿足加工生產(chǎn)需求。

2.2 檢測位置精度

數(shù)控機床位置精度受多方面因素影響,主要是定位精度、反向偏差精度和重復(fù)定位精度,不同的精度對機床造成的影響不同。定位精度就是數(shù)控機床工作臺面或機床其他運動部件在實際運轉(zhuǎn)過程中,是否在設(shè)定的運動位置,和編程指令有沒有出入,是否達到位置一致。機床不同加工操作系統(tǒng)中,伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進給系統(tǒng)出現(xiàn)問題,均會造成一定的誤差,運動部件導(dǎo)軌幾何誤差容易產(chǎn)生位置精度不好的現(xiàn)象,定位出現(xiàn)誤差就會加工生產(chǎn)出不符合設(shè)計的部件,零件尺寸就會不準(zhǔn)確。

3 提高機床精度的措施

3.1 提高設(shè)計水平

從實際生產(chǎn)中看,目前我國使用的數(shù)控機床均是國產(chǎn)設(shè)備,一般機床加工生產(chǎn)企業(yè)都有研發(fā)能力,在自主研發(fā),設(shè)計、制造、改進等方面有一定的水平,但是,還有一些部件是不能自主生產(chǎn)的,需要依靠進口,這就直接影響了整機質(zhì)量。要想有效保證機床精準(zhǔn)度,則需要在設(shè)計研發(fā)上下功夫。

機床主動軸是關(guān)鍵部件,在長期使用過程中,需要保證具備耐磨性和耐高溫性,所以,在設(shè)計時,需要嚴格設(shè)計,保證滿足對溫度的適應(yīng)性,對機床做好性能優(yōu)化,確保機床加工精度。主軸系統(tǒng)設(shè)計需要對影響機床加工精度的構(gòu)件安裝到一個與主動軸中心相交的位置,與機床底座垂直安裝,保持主軸箱兩側(cè)對稱裝配其余構(gòu)件,只有這樣,才能從理論上解決機床因受熱對加工精度的直接影響。

3.2 提高機床幾何精度

數(shù)控機床的幾何精度對產(chǎn)品加工有一定的影響,如果控制不好,則會產(chǎn)生誤差。幾何精度對機床的生產(chǎn)精度起到?jīng)Q定性作用,只有全面做好幾何精度控制,才能保證生產(chǎn)加工的精度。機床對零件加工生產(chǎn)時,主軸軸頸與軸承出現(xiàn)一定程度的摩擦,往往造成溫度快速升高,與主軸箱箱體孔空間位置出現(xiàn)誤差,則會導(dǎo)致軸承滾動,使軸承旋轉(zhuǎn)變緩,影響設(shè)備的精度,只有全面控制好主軸軸承選配間隙,才能保證幾何精度準(zhǔn)確。

3.3 綜合提高加工精度

數(shù)控機床使用是一個復(fù)雜的程序,需要嚴格把握各個環(huán)節(jié),確保設(shè)計、制造、裝配形成一個統(tǒng)一整體,實現(xiàn)機床的使用價值,加工精度合理控制,能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量,需要綜合性考慮,不能依靠改造一個部件來解決。需要充分考慮制造工藝中對機床精度影響的主要因素,通過對數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)補償值的重新設(shè)定,能夠全面提升機床加工精度,保證機床良好運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語

采用數(shù)控機床加工大大提高了生產(chǎn)效率,但是,控制不力,也會造成生產(chǎn)加工的損失,只有全面做好數(shù)控機床檢測與保養(yǎng),才能確保機床生產(chǎn)質(zhì)量,保持更高的加工精度,滿足各方面生產(chǎn)工藝要求。

第4篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞:工藝分析;G73指令;數(shù)控加工

1工藝品“葫蘆”加工發(fā)展現(xiàn)狀

“葫蘆”制品具有極大的發(fā)展空間和潛力,代表中國民間傳統(tǒng)文化銷往世界各國,為傳播中國文化起到了重要作用?!昂J”從原始的一種盛器開始到現(xiàn)代的民間工藝品,對其加工的工藝在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。當(dāng)前國內(nèi)外研究“葫蘆”工藝理論的專業(yè)人員稀缺,每年發(fā)表的專業(yè)論文篇數(shù)少,至今正式出版的相關(guān)著作國內(nèi)也僅有幾部而已。絕大多數(shù)“葫蘆”工藝品的從業(yè)者是以按部就班的傳統(tǒng)方式從事工藝品制作,對經(jīng)驗的總結(jié)很難形成文字性的支持。高校、科研機構(gòu)申請國家社會科學(xué)研究的立項中,關(guān)于“葫蘆”手工藝制作的相關(guān)研究也沒有展開。諸多的原因?qū)е潞J工藝方面的理論知識呈現(xiàn)出發(fā)展“單薄”的局面。傳統(tǒng)方式制作存在的問題有:(1)樣式是由制作師傅的技術(shù)及經(jīng)驗決定;(2)加工方法是以手工為主,完全取決于制作者的技術(shù)水平及經(jīng)驗積累;(3)效率低,制約了該工藝品的創(chuàng)新及發(fā)展。而創(chuàng)新、總結(jié)是“葫蘆”制品發(fā)展的重心。本文以現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計技術(shù),數(shù)控加工技術(shù)為技術(shù)支撐,從外形設(shè)計、加工設(shè)備、加工刀具及加工工藝方法等方面優(yōu)化處理,巧妙利用外形輪廓G73指令編寫加工程序錄入到機床系統(tǒng)里,進行對刀、程序校驗、首件試切加工等作了詳細闡述,對加工難點的突破提出了具體的方案。

2工藝品“葫蘆”設(shè)計

針對傳統(tǒng)加工方法存在的問題,從工人師傅自己的經(jīng)驗為主,到采用計算機輔助設(shè)計,突破了經(jīng)驗為主,該部分以突出現(xiàn)代設(shè)計理念,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工人經(jīng)驗,使結(jié)構(gòu)更合理、美觀、便攜,如上、下的比例及各圓弧的半徑連接需過渡流暢,葫底大小與葫腹的比例,中頸的大小與葫腹的比例,視覺比例等進行優(yōu)化處理。

3工藝品“葫蘆”的加工工藝分析及方法

分析圖紙,加工對象的特點為:(1)直徑大小相差很大,采用圖形尺寸進行循環(huán)切削,空運行次數(shù)多,切削時間長,效率低;(2)刀具切削時,刀刃左右交替參與切削,傳統(tǒng)的左偏刀、右偏刀無法滿足連續(xù)切削,因此本相應(yīng)預(yù)處理。

3.1分析零件圖

結(jié)合加工表面的特點和數(shù)控設(shè)備的功能對零件進行數(shù)控加工工藝分析,為了減少裝夾次數(shù)、換刀次數(shù),提高生產(chǎn)效率,毛坯總長定為130mm,直徑40mm。選用三爪卡盤夾緊工件,選定工件右端面中心為編程原點,通過程序校驗,減少空刀運行時間,選擇X41,Z105作為循環(huán)起始點,以確保加工效率。

3.2確定數(shù)控加工刀具及加工路線

為了減少刀具數(shù)量和裝夾的次數(shù),防止加工時刀具干涉影響切削面,針對要加工的材料是鋁棒、木頭等,這里用R1.5的專用圓弧車刀,可實現(xiàn)單把刀具完成全部加工及切斷工作,不需要反身裝夾和換刀,解決了傳統(tǒng)加工因為刀具選擇不合理,出現(xiàn)刀具干涉工件和換刀次數(shù)過多、反身裝夾影響加工效率的現(xiàn)象.

4工藝方案及編程

4.1工藝方案

(1)粗加工分段切削,減少空刀行程,加工出近似形狀。(2)連續(xù)切削粗加工,切出曲線形狀。(3)精加工,加工出圓弧曲線。(4)拋光,用砂紙進行打磨。

4.2車削工藝編程

刀具選擇,粗加工時可用割刀或者圓弧刃刀,精加工時用圓弧刃刀,拋光時要用砂紙打磨。按粗加工、精加工過程依次利用G73粗加工輪廓指令、G70精加工輪廓指令編寫程序.

5加工難點及解決方案

(1)利用G73指令加工時,在程序中增加了一條單獨的退刀程序,解決了G73自動退刀時,刀具對工件的干涉現(xiàn)象。編寫加工程序,還要注意循環(huán)起始點的問題,如果起始點定不準(zhǔn),會出現(xiàn)刀具空運行,浪費時間,生產(chǎn)效率就會受影響,通過試驗,循環(huán)起始點應(yīng)該定在大于毛坯0.5~2mm之間。(2)對于既有遞增又有遞減的曲面圖形,用輪廓循環(huán)指令G73編制數(shù)控加工程序,關(guān)鍵點是這里利用R1.5圓弧車刀,與刀具半徑補償指令G42的完美搭配,解決了加工中刀具干涉工件產(chǎn)生的過切現(xiàn)象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面,不需要調(diào)頭,不需要換刀,減少了換刀的次數(shù),提高效率,解決了多次換刀、多次調(diào)頭帶來的尺寸精度、位置精度誤差等問題。(3)由于加工越小的葫蘆需要的路徑要求也越高,走刀的總步數(shù)也要越多,參數(shù)U值的計算就尤為重要,走刀路徑太多,浪費時間,降低生產(chǎn)效率。走刀路徑太少,背吃刀量又太大,容易斷刀。為了解決這一問題,提高精度和效率,通過多次試驗總結(jié),合理選擇參數(shù)。(4)由于毛坯材料在最后需要增加一道拋光工序,這道工序,主軸轉(zhuǎn)速2000r/min以上,用微細的紗布在工件上進行打磨拋光,必須要小心、謹慎,這也是整個工序中最費時、費工、最困難的問題,也是今后改進、創(chuàng)新的地方。

6首件試切

在零件加工中,由數(shù)控仿真軟件進行加工。數(shù)控仿真軟件程序驗證通過后,就可以實際加工。數(shù)控車床是采用FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng),把程序作部分更改,輸入到機床存儲中。使用刀具補正設(shè)置坐標(biāo)系,利用試切法對刀,進行機床模擬仿真加工,沒有錯誤就可以實現(xiàn)如圖3所示的加工。通過上述設(shè)計、編程、加工后,完成零件加工全過程。

7結(jié)語

綜上所述,“葫蘆”制品是傳統(tǒng)和現(xiàn)代民間美術(shù)中最活躍的藝術(shù)形式之一。本文的創(chuàng)新之處是突出了現(xiàn)代設(shè)計理念,比傳統(tǒng)的加工效率高、結(jié)構(gòu)更合理、外形更美觀。國內(nèi)的各種文化節(jié)和“葫蘆”藝術(shù)研討會后,形成文字性的文章也多是行業(yè)內(nèi)部資料,數(shù)量少、質(zhì)量低且對外不公開。中國“葫蘆”工藝的理論研究和加工要本著總結(jié)實踐,才能有更好的發(fā)展和提高。本文對工藝品“葫蘆”的制作加工做了詳細的闡述,對參數(shù)設(shè)置也做了相應(yīng)的說明。但還存在一些不足之處,比如缺乏“葫蘆”的后期美化、雕刻、漆藝、彩繪等工藝制作理論的研究,這是需要進一步研究的地方。

作者:馬麗 單位:九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻:

[1]梁艷,錢媛園,張蕓蕓.當(dāng)代葫蘆工藝發(fā)展現(xiàn)狀[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報,2013,32(2):110-112.

第5篇:數(shù)控加工范文

1.1“3+2”軸加工模式“3+2”加工是五軸加工的常用模式,它指的是在五軸加工過程中,在兩個旋轉(zhuǎn)軸(ABC中的兩個)的矢量方向確定后,3個直線軸(XYZ)做三軸聯(lián)合運動完成零件加工的方式。這種加工模式能夠提高生產(chǎn)效率,減少裝夾次數(shù),避免零件的安裝誤差。這種加工模式在加工箱體、模具零件的底部或側(cè)壁時,可使用短刀具加工提高加工剛性。在進行“3+2”五軸加工模式時,先要建立定位坐標(biāo)系,然后確定機床的旋轉(zhuǎn)軸后在進行零件的定位加工,在斜面上加工孔時,采用這種加工模式,體現(xiàn)出很高的效率?!?+2”模式的五軸加工編程相對簡單,對五軸機床的磨損?。ㄐD(zhuǎn)軸的使用壽命比直線的使用壽命低)。“3+2”模式的五軸加工不足是:加工時兩個向量之間存在加工界限,在精度不高的五軸機床上加工時會產(chǎn)生“臺階”,而五軸聯(lián)動加工則可以避免。

1.2“4+1”軸加工模式“4+1”軸加工指的是:在進行五軸加工時,一個旋轉(zhuǎn)軸(ABC軸中的一個)角度確定,剩下的三個直線軸加一個旋轉(zhuǎn)運動軸可同時做聯(lián)合運動完成零件的加工。這種五軸加工模式適合加工近似回轉(zhuǎn)體類的零件。在保證刀具不干涉的情況下使用采用“4+1”軸加工可以減少零件裝夾次數(shù),提高生產(chǎn)效率,提高零件的加工精度。

1.3五軸聯(lián)動加工五軸聯(lián)動加工指五個運動軸(包括XYZ三個直線軸和ABC中的兩個旋轉(zhuǎn)軸)同時運動對零件進行加工的一種模式。在進行五軸聯(lián)動加工時,可對加工過程中的刀具軸線方向進行優(yōu)化,改變刀軸的矢量方向,保證在整個刀具路徑上都可保持最高效的切削模式,具有連續(xù)性,沒有加工的接刀痕跡,表面粗糙度好等優(yōu)點。五軸聯(lián)動加工不僅能控制加工誤差,而且能提高零件表面質(zhì)量,同時可根據(jù)工藝要求,均勻地切除復(fù)雜曲面材料,這樣就能有效控制工件的應(yīng)力和熱變化。例如在加工螺旋槳、航空發(fā)動機的整體葉輪時都需用到五軸聯(lián)動加工保證產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。以上三種加工模式如圖1所示:圖1五軸加工模式

2五軸加工的關(guān)鍵技術(shù)

要加工出高質(zhì)量的五軸零件需要有先進的五軸設(shè)備、高效的五軸編程軟件和合理的五軸加工工藝,三者缺一不可。具體操作流程為:根據(jù)加工條件,用CAD/CAM軟件完成零件的三維造型及刀路設(shè)置,根據(jù)機床性能后置處理生成數(shù)控程序;然后應(yīng)用仿真軟件進行欠切、過切、碰撞檢測以及試切削;最后操作五軸機床完成零件的加工。

2.1五軸機床五軸數(shù)控機床相對于三軸數(shù)控機床來說,不僅僅是增加兩個旋轉(zhuǎn)軸的問題,它在算法、控制技術(shù)上有著很大的提升,其關(guān)鍵技術(shù)包括主軸速度、驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù),這些參數(shù)影響了五軸數(shù)控機床的加工范圍和加工精度。

2.1.1主軸速度。五軸數(shù)控機床在復(fù)雜異形件時,經(jīng)常需要用到小直徑刀具來提高零件表面質(zhì)量,為此需要主軸具有較高的轉(zhuǎn)速。如今五軸機床的主軸大多都采用電主軸(主軸速度基本保持在20000~50000r/min)來提高效率,減少能量損耗。在細微銑削(銑刀直徑一般采用0.1~2mm)加工過程中,需要機床具備更高的主軸轉(zhuǎn)速。

2.1.2驅(qū)動技術(shù)。在進行復(fù)雜曲面加工時,經(jīng)常需要對五軸機床的主軸轉(zhuǎn)速和角度進行制動和變速以適應(yīng)各種型面的加工。為達到在較高的進給速度或在短距離的走刀路徑上,平穩(wěn)地加工零件的輪廓,這就要求設(shè)備具有很高的主軸加速度。因此,在五軸加工過程中,主軸的加速度將控制著零件的加工精度和刀具的壽命。目前,普通的加工中心基本都是采用伺服電機和滾珠絲杠來驅(qū)動直線軸運動,但對于高端數(shù)控設(shè)備現(xiàn)已開始采用直線電機,如德國DMU公司的DMC75VLinear高速五軸加工中心。直線電機的優(yōu)點包括:可簡化機床結(jié)構(gòu),減去機床中將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的機械傳動部件,減少能量損耗,從而有效提高零件加工精度,保證各軸的動態(tài)性能及移動線速度的穩(wěn)定性。如今,大部分的五軸聯(lián)動加工中心基本都采用轉(zhuǎn)矩電機來控制主軸頭和回轉(zhuǎn)工作臺的運動和擺動。轉(zhuǎn)矩電機是一種同步電機,屬于直接驅(qū)動裝置機構(gòu),它在轉(zhuǎn)子上固定有需要驅(qū)動的零部件,這樣就能盡量減少機械傳動零部件。轉(zhuǎn)矩電機的伺服響應(yīng)靈敏,輸出扭矩大、無傳動間隙、無零件間的接觸傳動(避免磨耗)等特點,其角速度是傳統(tǒng)蝸輪蝸桿機構(gòu)的6倍以上,在驅(qū)動主軸頭擺動的加速度可達3g以上。采用轉(zhuǎn)矩電機替代傳統(tǒng)的機械傳動結(jié)構(gòu)可以將設(shè)備簡化,減少零部件數(shù)量,提高傳動效率,同時提高整個機構(gòu)運行的穩(wěn)定性,從而提高零件的加工質(zhì)量和效率。

2.1.3控制技術(shù)。五軸聯(lián)動加工就是要實現(xiàn)5個運動軸的同時運動,完成零件的加工。由于旋轉(zhuǎn)運動軸的存在,導(dǎo)致坐標(biāo)系是運動變化的,使得編程算法比三軸機床的算法復(fù)雜很多,各種插補運算量龐大,同時細微的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸誤差將導(dǎo)致很大的加工誤差。為此,要求五軸聯(lián)動加工中心數(shù)控系統(tǒng)具備強大的控制和伺服能力以及高效的運算速度和控制精度,同時還要求系統(tǒng)具備良好的刀軸中心點控制管理能力,實現(xiàn)刀具長度補償和刀具半徑補償,從而實現(xiàn)圓柱面和傾斜工作面的高效加工。目前在五軸聯(lián)動加工中,常用的數(shù)控系統(tǒng)有:德國Siemens公司的Siemens840D和Heidenhain公司的iTNC530,它們廣泛應(yīng)用于各種高端的數(shù)控設(shè)備中。

2.2五軸加工工藝

五軸數(shù)控加工工藝的劃分模式有:按粗、精加工分,依據(jù)零件的形狀、尺寸及精度等因素,將粗精加工分開的原則進行工藝劃分;按刀具集中分,按選擇的刀具進行工藝的劃分,可以減少換刀次數(shù),縮短加工時間,提高加工精度及效率;按加工部位分,遵循的原則有先近后遠、先簡后繁、先平面后孔。五軸聯(lián)動精加工時,五軸設(shè)備的剛性、切削能力以及被切削材料的硬度都是應(yīng)該考慮的因素。根據(jù)機械加工工藝規(guī)程,在五軸精加工時一般預(yù)留0.5~0.8mm的余量精加工。過大的切削量是不允許的,它將對五軸機床的主軸造成損壞,因此工藝人員在制定工藝方案時,應(yīng)著重考慮五軸聯(lián)動加工時的切削參數(shù),并書面告知操作人員注意事項。同時在進行五軸聯(lián)動加工前應(yīng)進行仿真驗證,避免碰撞及過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。

23五軸加工關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1刀軸控制。五軸聯(lián)動加工過程中的刀具軌跡非常復(fù)雜和抽象,為了加工出復(fù)雜異型零部件的曲面及空間,經(jīng)常需要進行多次坐標(biāo)系和刀軸的變化來完成零件的加工,同時還要考慮各運動軸的協(xié)調(diào)性,避免干涉、碰撞現(xiàn)象的產(chǎn)生,因此在執(zhí)行程序前需要用CAD/CAM軟件對刀軸進行驗證。

2.3.2試切加工。在五軸聯(lián)動加工過程中,為提高多軸加工的效率及保證加工系統(tǒng)的剛性,實際的切削參數(shù)往往要比NC程序中設(shè)定的值低(盡量先將倍率調(diào)到較低值,然后慢慢提高,直至找到一個最佳方案);另外,當(dāng)五軸設(shè)備的五個運動坐標(biāo)軸都在運動時,其剛性比三軸設(shè)備要低,如果處理不好,將直接影響設(shè)備的性能和產(chǎn)品的加工精度。

2.3.3CAD/CAM軟件。要實現(xiàn)復(fù)雜曲面的五軸加工,關(guān)鍵需要五軸CAD/CAM軟件來實現(xiàn)加工工藝。如今能進行五軸編程的軟件有UG、hyperMILL、cimatron、powermill、caxa制造工程師等,其中由于powermill軟件具有功能強大,操作簡便等特點,在國內(nèi)市場的占有率正在逐年提高。現(xiàn)在越來越多的學(xué)校、工廠正在用powermill軟件編制五軸加工刀路,完成復(fù)雜異形零件的加工。powermill軟件中的五軸加工策略很多,其中“曲面投影精加工”策略的加工范圍廣、生成的刀具路徑質(zhì)量高效,特別適用于復(fù)雜曲面的加工,越來越受到機械制造工藝師的青睞。為此,研究“曲面投影精加工”的原理、相關(guān)參數(shù)的含義以及使用方法,對用好該五軸加工策略意義重大。

2.3.4刀路優(yōu)化。在編制NC程序時,要避免刀軸不必要的、過度的擺動,防止因機床主軸或工作臺過于頻繁的擺動,造成機床的損壞。在進行刀路優(yōu)化時,著重要注意連接刀路的設(shè)置,生成多軸刀路后,還需根據(jù)機床性能、零件特征,調(diào)整連接刀路參數(shù),優(yōu)化刀具路徑。

2.3.5仿真驗證。由于五軸設(shè)備貴重,加工程序量大,需要考慮的干涉、碰撞問題較多,所以實際加工前一定要先進行模擬加工。如今的CAM軟件基本只能進行程序的驗證,很難仿真實際的工藝工裝等實際加工情境,所以在進行實際的五軸聯(lián)動加工前,建議編程人員使用專業(yè)的多軸數(shù)控仿真軟件(VERICUT)進行仿真加工,來驗證工藝及程序的安全性、可靠性,同時增強操作者和機床的安全保障。

3結(jié)語

第6篇:數(shù)控加工范文

五軸加工中的直線軸是確定的,即坐標(biāo)軸XYZ,但是旋轉(zhuǎn)軸有三個(ABC),一般在加工時只選擇其中兩個即可。生產(chǎn)前將加工刀具安裝到特定位置后,仔細校驗以確保安裝的規(guī)范性,使五軸能充分發(fā)揮其作用,對多個曲面進行同時加工。在實際生產(chǎn)中,根據(jù)生產(chǎn)需要采用不同的加工模式。

1.1“3+2”軸加工模式。在機床加工中,旋轉(zhuǎn)軸的損耗遠遠大于直線軸,所以如何解決旋轉(zhuǎn)軸的損耗問題是生產(chǎn)工作中的重點?!?+2”模式的編程相對簡單,而且對旋轉(zhuǎn)軸的磨損較小,延長了機床使用壽命,所以是五軸加工中普遍使用的模式。在加工中先要建立坐標(biāo)系,確定兩個旋轉(zhuǎn)軸的方向,之后3個直線軸聯(lián)動對零件加工。進行零件的斜面或者是底部打孔時可以使用短刀,以提高零件的加工效率。但這種模式仍然存在不足之處:由于加工時兩個旋轉(zhuǎn)軸的限制,不能進行360度的全面加工,導(dǎo)致加工界面不是光滑平整的,存在細小的瑕疵,不能實現(xiàn)對零件的精確加工。

1.2“4+1”軸加工模式。在加工類似回轉(zhuǎn)體的零件時,常采用“4+1”加工模式,即確定一個旋轉(zhuǎn)軸的角度,其他四個軸聯(lián)動進行加工。這種加工模式的局限性較大,不適用于所有的零件加工,但能夠避免零件經(jīng)常被安裝,在一定程度上提高了生產(chǎn)效率,所以一直沿用至今。

1.3五軸聯(lián)動加工。五軸聯(lián)動加工是加工中最為精確的一種加工模式,將三個直線軸和兩個旋轉(zhuǎn)軸同時運動,并且在加工中能夠進行方向的調(diào)整,保證加工連續(xù)性和高效性,五軸聯(lián)動能很好的解決加工界面的層次問題,減少加工誤差,將界面打磨光滑、平整。在進行精準(zhǔn)加工時經(jīng)常采用這種模式以提高零件的質(zhì)量,保證零件的精準(zhǔn)度。

2五軸加工的關(guān)鍵技術(shù)

在五軸加工中不僅要有先進的五軸機床設(shè)備,還要有配套的編程軟件及完善的加工工藝。根據(jù)加工零件的具體需要,首先用CAD/CAM軟件對刀具的角度和加工方向進行設(shè)置,編譯相應(yīng)的加工程序。然后進行程序調(diào)試,在計算機上進行仿真加工,檢驗刀具加工路徑是否符合實際加工要求,及時對程序進行修改,確保其科學(xué)、可靠。最后在機床設(shè)備上進行五軸加工。

2.1五軸機床。在三軸數(shù)控機床中只有三個旋轉(zhuǎn)軸,加工的零件較為簡單,精度不高。五軸機床不僅增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸,且加強了對零件的精度控制。在加工前的軟件編譯中對算法進行反復(fù)推敲,在加工中能夠修正刀具的方向控制加工速度,加工后能對生產(chǎn)的零件進行質(zhì)量控制。

2.1.1主軸速度。五軸機床的主軸轉(zhuǎn)速在20000r/min~50000r/min,既可以滿足零件的加工需要又能節(jié)約電力,減少設(shè)備損耗。對于精密度較高的零件,機床的主軸應(yīng)具備更高的轉(zhuǎn)速,以控制較小刀具對零件的細微加工。

2.1.2驅(qū)動技術(shù)。五軸加工不僅實現(xiàn)了技術(shù)改革,而且能夠在加工中及時修改設(shè)備相關(guān)參數(shù),改變主軸轉(zhuǎn)速和刀具行進方向,實施緊急制動,避免零件報廢產(chǎn)生經(jīng)濟損失。在進行復(fù)雜曲面加工時需要不斷改變主軸的轉(zhuǎn)速和角度,使界面保持平整,對轉(zhuǎn)速進行精確控制能延長刀具的使用壽命。目前,國內(nèi)外都在研究新型的電機以精簡機床設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少實際加工中能量的損耗,從而提高設(shè)備的穩(wěn)定性,使其保持高效率的生產(chǎn)。

2.1.3控制技術(shù)。在進行實際加工中,要對運動中的5個軸進行嚴格控制,保證其在應(yīng)有的軌跡上進行運動。加工程序要具備高效的運算速度和控制精度,及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的錯誤,改變刀具行進方向,及時彌補刀具的不足。

2.2五軸加工工藝。根據(jù)加工情況不同五軸加工采用不同的工藝。按照生產(chǎn)零件精密度劃分,分成粗、精加工;按照刀具規(guī)格劃分,以減少換刀次數(shù);按照加工部位劃分,進行先近后遠、先簡后繁、先平面后孔的加工。無論采用哪種加工工藝,加工前都要進行模擬實驗,檢驗所編譯的程序是否存在漏洞,避免實際加工中造成刀具損傷。

2.3五軸加工關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1刀軸控制。在五軸加工中,需要對刀軸進行嚴格控制,經(jīng)常改變軸的方向和加工速度,避免生產(chǎn)中造成刀具的碰撞,發(fā)生事故。

2.3.2試切加工。為了提高五軸機床的使用壽命,程序預(yù)先設(shè)計的參數(shù)比較小,之后反復(fù)調(diào)整,慢慢提高,逐步接近最大效率值,以運用到實際加工中。

2.3.3CAD/CAM軟件。要實現(xiàn)復(fù)雜曲面的五軸加工關(guān)鍵需要五軸CAD/CAM軟件來實現(xiàn)加工工藝。由于powermill軟件具有功能強大操作簡便等特點,在國內(nèi)市場占有率正在逐年提高。軟件中的五軸加工策略很多,其中“曲面投影精加工”策略的加工范圍廣、生成的刀具路徑質(zhì)量高效,特別適用于復(fù)雜曲面的加工,因此受到機械制造工藝師的青睞。

2.3.4刀路優(yōu)化。在編制NC程序時,要避免刀軸不必要的、過度的擺動,防止因機床主軸或工作臺過于頻繁擺動造成機床損壞。在進行刀路優(yōu)化時著重注意連接刀路的設(shè)置,生成多軸刀路后,需根據(jù)機床性能、零件特征,調(diào)整連接刀路參數(shù),優(yōu)化刀具路徑。

2.3.5仿真驗證。由于五軸設(shè)備貴重,加工程序量大,需要考慮的干涉、碰撞問題較多,所以實際加工前一定要先進行模擬加工。如今的CAM軟件基本只能進行程序驗證,很難仿真實際的工藝工裝等實際加工情境,所以在進行實際的五軸聯(lián)動加工前,建議編程人員使用專業(yè)的多軸數(shù)控仿真軟件(VERICUT)進行仿真加工,來驗證工藝及程序的安全性、可靠性,同時增強操作者和機床的安全保障。

3結(jié)語

第7篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞: 數(shù)控車 對刀

對刀是數(shù)控車削加工中的主要操作和重要技能。數(shù)控加工程序編制完成后,正式加工之前首先要進行對刀,確定刀具與工件的相對位置,一旦對刀完畢,加工過程就將自動完成,所以,在一定條件下,對刀的精度直接決定著零件的加工精度,同時,對刀的熟練程度還直接影響數(shù)控加工效率。

對刀時僅僅知道對刀方法是不夠的,還要知道數(shù)控系統(tǒng)的各種對刀設(shè)置方式,以及這些方式在加工程序中的調(diào)用方法,同時要知道各種對刀方式的優(yōu)缺點、使用條件等,這樣才能在數(shù)控加工中熟練、合理地運用各種對刀方法,保證工件質(zhì)量,提高加工效率。

一、 理解對刀的概念。

一般來說,零件的數(shù)控加工編程和上機床加工是分開進行的。數(shù)控編程時根據(jù)零件的設(shè)計圖紙,選定一個方便編程的坐標(biāo)系及其原點,我們稱之為程序坐標(biāo)系和程序原點。程序原點一般與零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計基準(zhǔn)重合,因此又稱作工件原點。

數(shù)控車床通電后,須進行回零(參考點)操作,其目的是建立數(shù)控車床進行位置測量、控制、顯示的統(tǒng)一基準(zhǔn),該點就是所謂的機床原點,它的位置由機床位置傳感器決定。由于機床回零后,刀具(刀尖)的位置距離機床原點是固定不變的,因此,為便于對刀和加工,可將機床回零后刀尖的位置看作機床原點。

在圖1中,O是程序原點,O’是機床回零后以刀尖位置為參照的機床原點。編程時按程序坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制刀具(刀尖)的運行軌跡。由于刀尖的初始位置(機床原點)與程序原點存在X向偏移距離和Z向偏移距離,使得實際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離,因此,須將該距離測量出來并設(shè)置進數(shù)控系統(tǒng),使系統(tǒng)據(jù)此實現(xiàn)刀尖的運動軌跡。

所謂對刀,其實質(zhì)就是測量程序原點與機床原點之間的偏移距離并設(shè)置程序原點在以刀尖為參照的機床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。

二、 確定對刀點。

確定對刀點,是數(shù)控加工工藝分析的重要內(nèi)容之一?!皩Φ饵c”是數(shù)控加工時工具相對零件運動的起點,又稱“起刀點”,也就是程序運行的起點。對刀點選定后,即確定了機床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。

刀具在機床上的位置是由“刀位點”的位置來表示的。不同的刀具,刀位點不同。對平頭立銑刀、端銑刀類刀具、刀位點為它們的底面中心;對鉆頭,刀位點為鉆尖;對球頭銑刀,則為球心;對車刀、鏜刀類刀具,刀位為其刀尖。對刀點找正的準(zhǔn)確度直接影響加工精度,對刀時,應(yīng)使“刀位點”與“對刀點”一致。

對刀點的選擇原則,主要是考慮對刀點在機床上對刀方便、便于觀察和檢測,編程時便于教學(xué)處理和有利于簡化編程。對刀點可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度,減少對刀誤差,對刀點應(yīng)量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以孔定位的零件,應(yīng)將孔的中心作為對刀點。對車削加工,則通常將對刀點設(shè)在工件外端面的中心上。

對數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀面加工數(shù)控機床,在加工過程中需要進行換刀,故編程時應(yīng)考慮不同工序之間的換刀位置(即換刀點)。為避免換刀時刀具與工件及夾具發(fā)生干涉,換刀點應(yīng)設(shè)在工件的外部。

三、 試切對刀原理

對刀的方法有很多種,按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對刀;按是否采用對刀儀可分為手動對刀和自動對刀;按是否采用基準(zhǔn)對刀,又可分為絕對對刀和相對對刀等。但無論采用哪種對刀方式,都離不開試切對刀,試切對刀是最根本的對刀方法。

以圖2對例,試切對刀步驟如下:

(1) 在手動操作方式下,用所選刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件外圓,記下此時顯示屏中的X坐標(biāo)值,記為Xa。(注意:數(shù)控車床顯示和編程的X坐標(biāo)一般為直徑值)。

(2) 將刀具沿+Z方向退回到工件端面余量處一點(假定為a點)切削端面,記錄此時顯示屏中的Z坐標(biāo)值,記為Za。

(3) 測量試切后的工件外圓直徑,記為。

如果程序原點O設(shè)在工件端面(一般必須是已經(jīng)精加工完畢的端面)與回轉(zhuǎn)中心的交點,則程序原點O在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為

Xo = Xa ―

Zo = Za

注意:公式中的坐標(biāo)值均為負值。將Xo、Zo設(shè)置進數(shù)控系統(tǒng)即完成對刀設(shè)置。

四、 多刀對刀

1、 絕對對刀:所謂絕對對刀即是用每把刀在加工余量范圍內(nèi)進行試切對刀,將得到的偏移量設(shè)置在相應(yīng)刀號的偏置補償中,這種方式思路清晰,操作簡單,各個偏移值不互相關(guān)聯(lián)。因而調(diào)整起來也相對簡單,所以在實際加工中得到廣泛應(yīng)用。

2、 相對對刀:所謂相對對刀即選定一把基準(zhǔn)刀,用基準(zhǔn)刀試切對刀,將基準(zhǔn)刀的偏移用G50來設(shè)置,將基準(zhǔn)刀的刀偏補償設(shè)為零,而將其它刀具相對于基準(zhǔn)刀的偏移值設(shè)置在各自的刀偏補償中。

五、 精確對刀

從理論上說,上述通過試切、測量、計算得到的對刀數(shù)據(jù)應(yīng)是準(zhǔn)確的,但實際上由于機床的定位精度、重復(fù)精度、操作方式等多種因素的影響,使得手動試切對刀的對刀精度是有限的。因此還必須精確對刀。

所謂精確對刀,就是在零件加工余量范圍內(nèi)設(shè)計簡單的自動試切程序,通過“自動試切――測量――誤差補償”的思路,反復(fù)修調(diào)偏移量、或基準(zhǔn)刀的程序起點位置和非基準(zhǔn)刀的刀偏量,使程序加工指令值與實際測量值的誤差達到精度要求。由于保證基準(zhǔn)刀程序起點精確是得到準(zhǔn)確的非基準(zhǔn)刀刀偏置的前提,因此一般修正了前者后再修正后者。

對刀是數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié),對刀方法很多,只有在加工實踐中不斷摸索和總結(jié),才能較好掌握對刀的技術(shù),為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率打好基礎(chǔ)。

參考文獻:

1.王愛玲,張吉堂,吳雁?,F(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)[M]。北京:國防工業(yè)出版社,2002。

第8篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞:傳統(tǒng)機加工工藝 數(shù)控加工工藝 特點 比較

中圖分類號:TG659 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)01(c)-0092-01

較之傳統(tǒng)的加工工藝,數(shù)控加工方式作為當(dāng)今的主流加工方式,在加工工藝方面產(chǎn)生了極大的變革,本文認為需要不斷了解這些區(qū)別,才能更好的使用數(shù)控加工工藝,從而保證數(shù)控加工的整個過程都順利進行。

1 工藝復(fù)雜性

數(shù)控加工工藝一般需要考慮加工零件的定位基準(zhǔn)、工藝性、工藝路線制定、刀具選擇、裝夾方式、工藝參數(shù)以及切削方法等,而在傳統(tǒng)加工方式中,這些注意事項均被簡化處理了。所以,數(shù)控加工工藝要比普通加工工藝影響因素更多一些,也更復(fù)雜一些,因此對數(shù)控加工工藝的整個過程要進行全面分析,采用合理的加工工藝,并從整體上對加工方案進行完善。在完成數(shù)控加工任務(wù)中,一樣的任務(wù)有多種不同的方案,可以從加工刀具的角度來選擇加工工藝,也可以從加工部位的角度出發(fā)選擇加工工藝。數(shù)控加工工藝的復(fù)雜、多變是其最為顯著的特征,也是與傳統(tǒng)加工方式的主要區(qū)別所在。

2 刀具選擇

我們應(yīng)該根據(jù)不同的加工方法和加工工藝來選擇不同的刀具。特別是對與傳統(tǒng)速度切削加工機理迥異的高速切削來說,此種切削方式可以有效地提高加工質(zhì)量與加工效率、大大地縮短加工周期以及減少切削變形的顯著優(yōu)勢,由于在制造業(yè)中的應(yīng)用不斷增加致使高速切削刀具的需求也不斷增加。此外,還有一種干切削方式,干切削顧名思義就是在切削時加極少的切削液甚至不加切削液,因其這一特性就對刀具提出了更高的耐熱要求,相比普通機床,它對刀具的性能要求更高。目前刀具制造商的角色也與原先相比發(fā)生了重要的轉(zhuǎn)變,現(xiàn)在的刀具制造商不僅僅單純的從事刀具生產(chǎn)、供應(yīng),也將精力很多地投入到開發(fā)新切削工藝及相應(yīng)的配套技術(shù)、產(chǎn)品。他們合作關(guān)系中地位,也從單純的甲方、乙方提升到了制造企業(yè)在控制產(chǎn)品成本,提升產(chǎn)品質(zhì)量方面的生要合作伙伴,同時他們也積極地為用戶提供更為全面的技術(shù)與服務(wù)支持。

3 夾具選擇

由于數(shù)控加工自身特點,對使用的夾具有著基本要求。第一,機床坐標(biāo)方向較之夾具的坐標(biāo)方向來說,應(yīng)保持固定不變。第二,對于零件和機床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān)系應(yīng)協(xié)調(diào)好,這一點是與普通機床加工的重要區(qū)別。為了要確保機床坐標(biāo)系與零件工作坐標(biāo)系固定的尺寸關(guān)系,數(shù)控加工中心夾具本身應(yīng)該以工作臺的基準(zhǔn)孔或基準(zhǔn)槽進行定位并安裝。裝夾分別有定位與夾緊兩個非常重要的步驟,與傳統(tǒng)加工需要多次裝夾相比,數(shù)控機床可以一次裝夾并加工不同的面,極大地減少了因裝夾頻繁帶來的誤差。為了定位與夾緊更為方便與迅速,生產(chǎn)商也在不斷設(shè)計和使用專用夾具,但是此夾具的生產(chǎn)成本較高,在產(chǎn)量不大的情況下分攤在每個產(chǎn)品上的夾具費也更高,這是個不能忽視的問題,需要慎重選擇。如果采用儀表調(diào)試方法進行定位,選用普通的壓緊元件去夾緊,可以在一定程度上降低成本。

4 熱變形

一般在切削過程中不可避免的都會出現(xiàn)一定程度的熱變形,而精加工時熱變形會影響最終產(chǎn)品加工的精確度,在傳統(tǒng)加工方式中,區(qū)分各加工階段十分容易,因每道工序間的間隔時間較長,故可待前一個加工產(chǎn)生的升溫變?yōu)檎r再進行下步的精細加工,如果精細加工可以分為多個步驟,那么可以通過增加每個步驟之間的時間來進一步降低熱變形帶來的不利影響。

數(shù)控加工中的熱變形則是個較為突出的問題,由于數(shù)控加工是同時對多個面進行加工,這樣導(dǎo)致切削中產(chǎn)生的熱量無法及時消散,但如果像傳統(tǒng)加工那樣空出停留時間則又會影響了加工效率。如果能夠發(fā)現(xiàn)熱變形的規(guī)律并通過編輯生產(chǎn)程序作以適當(dāng)補償是解決這一問題的方法,但可惜的是目前還未找到發(fā)現(xiàn)變形規(guī)律的可靠方法,所以在生產(chǎn)精密度較高的零件時也只能采用普通機床加工先冷卻后再進行精加工這一方式。

5 加工方式

由于數(shù)控加工的自身特點,對于傳統(tǒng)機床來說并不適用的加工方式,在數(shù)控加工中的可行性卻很高,利用尾座導(dǎo)向支撐鏜和傳遞的懸臂鏜,都已經(jīng)被固定循環(huán)方式和調(diào)頭鏜所取代。傳統(tǒng)孔位加工工藝中的修整法、充填法、空刀法都已經(jīng)被背鏜法、數(shù)控修整法和圓弧插補所替換。新的加工工藝硬切削,在降低加工成本、減少設(shè)備資金投入、提高加工效率方面效果顯著,對傳統(tǒng)加工方式造成一定沖擊,用切削取代磨削是未來的主要發(fā)展趨勢。作為綠色加工工藝的干切削,較之濕切削具有很多優(yōu)勢,然而,也有切削變形加劇、切削力增大、工件加工質(zhì)量不易保證、刀具耐用度降低等劣勢,通過分析干切削的影響因素和各種條件,為了彌補切削的缺點,需要尋求相應(yīng)的解決方案及技術(shù)措施,上述缺點對于干切削來說瑕不掩瑜,干切削將是未來的主流加工方式。對于數(shù)控加工來說,高速加工受到廣泛的認可,以模具加工為例,主要具備以下優(yōu)點:傳統(tǒng)加工工藝大致可以分為:粗-半精-精-磨削等流程,而在高速加工時代,這些工序可并為一到兩個流程中,并且由于其在加工精度方面的保障性,可以將磨削加工工序省去。高速加工的切削速度較之普通加工來說有五到十倍的優(yōu)勢,可以大幅節(jié)省加工時間,為直徑較小的刀具使用帶來便利,而且可以加工壁厚較小、強度和硬度都較高的脆性材料,可替代某些工藝,經(jīng)濟效益得到明顯提升,其一道工序的加工質(zhì)量和精度,要普通加工經(jīng)過多道工序方可達到,大大提升了生產(chǎn)效率。

6 柔性化程度

傳統(tǒng)通用機床的特點是擁有較好的柔性,但效率較低;傳統(tǒng)專用機床的特點是有較高的效率,其適應(yīng)性較差,柔性差,剛性大,適應(yīng)市場激烈競爭的能力較低。這就需要我們轉(zhuǎn)變程序,通過數(shù)控的方式進行加工,在實現(xiàn)自動化的同時,柔性和效率都能有所提升,可見,數(shù)控加工對于當(dāng)前市場來說,具有很好的適應(yīng)性。

7 結(jié)論

綜上所述,傳統(tǒng)加工是數(shù)控加工的基礎(chǔ),數(shù)控加工是集傳統(tǒng)加工、CAE、CAM于一體的加工方式,本文通過對傳統(tǒng)機床加工工藝與數(shù)控加工工藝的對比,歸納總結(jié)出各自的優(yōu)點與缺點,以期為數(shù)控加工的發(fā)展提供一些參考,進而更好的編制出科學(xué)合理的文件。

參考文獻

[1] 郭英杰.淺談數(shù)控加工切槽與切斷[J].張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2010(1):51-53.

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第9篇:數(shù)控加工范文

關(guān)鍵詞:高速切削刀具;數(shù)控加工;應(yīng)用

一、高速切削技術(shù)和高速切削刀具

目前,切削加工仍是機械制造行業(yè)應(yīng)用廣泛的一種加工方法。其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技術(shù)已經(jīng)成為機械制造領(lǐng)域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德國的C.S~omom博士提出的,并于1931年4月發(fā)表了著名的切削速度與切削溫度的理論。該理論的核心是:在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi),切削溫度隨著切削速度的增大而提高,當(dāng)?shù)竭_某一速度極限后,切削溫度隨著切削速度的提高反而降低。此后,高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下4個階段:高速切削的設(shè)想與理論探索階段(193l—l971年),高速切削的應(yīng)用探索階段(1972-1978年),高速切削實用階段(1979--1984年),高速切削成熟階段(20世紀90年代至今)。高速切削加工與常規(guī)的切削加工相比具有以下優(yōu)點:第一,生產(chǎn)效率提高3~1O倍。第二,切削力降低30%以上,尤其是徑向切削分力大幅度減少,特別有利于提高薄壁件、細長件等剛性差的零件的加工精度。第三,切削熱95%被切屑帶走,特別適合加工容易熱變形的零件。第四,高速切削時,機床的激振頻率遠離工藝系統(tǒng)的固有頻率,工作平穩(wěn),振動較小,適合加工精密零件。

高速切削刀具是實現(xiàn)高速加工技術(shù)的關(guān)鍵。刀具技術(shù)是實現(xiàn)高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一,不合適的刀具會使復(fù)雜、昂貴的機床或加工系統(tǒng)形同虛設(shè),完全不起作用。由于高速切削的切削速度快,而高速加工線速度主要受刀具限制,因為在目前機床所能達到的高速范圍內(nèi),速度越高,刀具的磨損越快。因此,高速切削對刀具材料提出了更高的要求,除了具備普通刀具材料的一些基本性能之外,還應(yīng)突出要求高速切削刀具具備高的耐熱性、抗熱沖擊性、良好的高溫力學(xué)性能及高的可靠性。高速切削技術(shù)的發(fā)展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出現(xiàn)及發(fā)展。目前常用的高速切削刀具材料有:聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C,N)基金屬陶瓷、涂層刀具fCVD)~超細晶粒硬質(zhì)合金等刀具材料。

二、高速切削刀具的發(fā)展情況

金剛石刀具材料。金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導(dǎo)熱性及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具。然而,由于天然金剛石價格昂貴,加工焊接非常困難,除少數(shù)特殊用途外,很少作為切削工具應(yīng)用在工業(yè)中。近年來開發(fā)了多種化學(xué)機理研磨金剛石刀具的方法和保護氣釬焊金剛石技術(shù),使天然金剛石刀具的制造過程變得比較簡單,因此在超精密鏡面切削的高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,天然金剛石起到了重要作用。

立方氮化硼刀具材料。立方氮化硼(CBN)是純?nèi)斯ず铣傻牟牧?是20世紀50年代末用制造金剛石相似的方法合成的第二種超材料——CBN微粉。立方氮化硼(CBN)是硬度僅次于金剛石的超硬材料。雖然CBN的硬度低于金剛石,但其氧化溫度高達1360℃,且與鐵磁類材料具有較低的親和性。因此,雖然目前CBN還是以燒結(jié)體形式進行制備,但仍是適合鋼類材料切削,具有高耐磨性的優(yōu)良刀具材料。CBN具有高硬度、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能,因此特別適合加工高硬度、高韌性的難加工金屬材料。PCBN刀具是能夠滿足先進切削要求的主要刀具材料,也是國內(nèi)外公認的用于硬態(tài)切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料。PCBN刀具主要用于加工淬硬鋼、鑄鐵、高溫合金以及表面噴涂材料等。國外的汽車制造業(yè)大量使用PCBN刀具切削鑄鐵材料。PCBN刀具已為國外主要汽車制造廠家各條生產(chǎn)線上使用的新一代刀具。

陶瓷刀具。與硬質(zhì)合金相比,陶瓷材料具有更高的硬度、紅硬性和耐磨性。因此,加工鋼材時,陶瓷刀具的耐用度為硬質(zhì)合金刀具的10~20倍,其紅硬性比硬質(zhì)合金高2~6倍,且化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金。陶瓷刀具材料的強度低、韌性差,制約了它的應(yīng)用推廣,而超微粉技術(shù)的發(fā)展和納米復(fù)合材料的研究為其發(fā)展增添了新的活力。陶瓷刀具是最有發(fā)展?jié)摿Φ母咚偾邢鞯毒?在生產(chǎn)中有美好的應(yīng)用前景,目前已引起世界各國的重視。在德國約70%加工鑄件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%~l0%。

涂層刀具。涂層材料的發(fā)展,已由最初的單一TiN涂層、TiC涂層,經(jīng)歷了TiC-112o3-TiN復(fù)合涂層和TiCN、TiA1N等多元復(fù)合涂層的發(fā)展階段,現(xiàn)在最新發(fā)展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元復(fù)合薄膜材料,使刀具涂層的性能有了很大提高。硬質(zhì)涂層材料中,工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛的是TiN。(氮)化鈦基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)金屬陶瓷與由WC構(gòu)成的硬質(zhì)合金不同,主要由陶瓷顆粒、TiC和TiN、粘結(jié)劑Ni、Co、Mo等構(gòu)成。金屬陶瓷的硬度和紅硬性高于硬質(zhì)合金而低于陶瓷材料,橫向斷裂強度大于陶瓷材料而小于硬質(zhì)合金,化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性好,耐剝離磨損,耐氧化和擴散,具有較低的粘結(jié)傾向和較高的刀刃強度。

三、高速切削刀具的具體應(yīng)用情況

理想的刀具材料應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性,與工件有較小的化學(xué)親和力,高的熱傳導(dǎo)系數(shù),良好的機械性能和熱穩(wěn)定性能。理想的刀具使得高速硬切削能夠作為代替磨削的最后成型工藝,達到工件表面粗糙度、表面完整性和工件精度的加工要求。硬質(zhì)合金刀具具有良好的抗拉強度和斷裂韌性,但由于較低的硬度和較差的高溫穩(wěn)定性,使其在高速硬切削中的應(yīng)用受到一定限制。但細晶粒和超細晶粒的硬質(zhì)合金由于晶粒細化后,硬質(zhì)相尺寸變小,粘結(jié)相更均勻地分布在硬質(zhì)相的周圍,提高了硬質(zhì)合金的硬度與耐磨性,在硬切削中獲得較廣泛應(yīng)用。

陶瓷刀具和CBN刀具是在高速硬車削和端面銑削中最常用的刀具。它們所具有的高硬度和良好的高溫穩(wěn)定性,使其能夠承受在硬切削過程中高的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力負荷。與陶瓷刀具相比,CBN刀具擁有更高的斷裂韌性,因此更適合斷續(xù)切削加工。為保證工件較高的尺寸精度和形狀精度,高的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹系數(shù)也應(yīng)是刀具材料所應(yīng)具有的重要性質(zhì)。因此,具有優(yōu)良綜合性能的CBN刀具是最適合用于高速硬切削的刀具。聚晶金剛石刀具的硬度雖然超過立方氮化硼刀具,但即使在低溫下,其對黑色金屬中鐵的親和力也很強,易引起化學(xué)反應(yīng),因此不能用于鋼的硬切削。:

一般而言,PCD刀具適合于對鋁、鎂、銅等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的高速加工;而CBN、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的高速加工。故在模具加工中,特別是針對淬硬性模具鋼等高硬度鋼材的加工,CBN刀具性能最好,其次為陶瓷刀具和涂層硬質(zhì)合金。

結(jié)論

高速切削技術(shù)的問世改變了人對傳統(tǒng)切削加工的思維和方式,極大提高了加工效率和加工質(zhì)量。而高速切削與模具加工的結(jié)合,改變了傳統(tǒng)模具加工的工序流程。高速切削刀具作為高速切削技術(shù)的關(guān)鍵,隨著技術(shù)的不斷完善,將為模具制造帶來一次全新的技術(shù)革新。

參考文獻

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[4]馬向陽李長河高速切削刀具材料[J]現(xiàn)代零部件2008

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