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【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床;編程;零件
要充分發(fā)揮數(shù)控車床加工的作用,關(guān)鍵是編程,即根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求,編制合理、高效的加工程序,常用的數(shù)控編程方法有手工編程和自動編程兩種,手工編程是指從零件圖工藝分析、數(shù)據(jù)計(jì)算、編制程序、輸入程序等步驟主要由人工完成的編程過程。它適用于幾何形狀不太復(fù)雜、計(jì)算較簡單的零件加工,自動編程主要是借助繪圖編程軟件針對幾何形狀復(fù)雜、數(shù)據(jù)難以計(jì)算、程序量很大的零件進(jìn)行自動出程序加工,本文就數(shù)控車床加工中的手工編程進(jìn)行探討。筆者根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了以下數(shù)控車床編程中的技巧性問題和編程策略。
1 合理選擇編程原點(diǎn)
數(shù)控車床編程時(shí),首先要選擇零件上的一點(diǎn)作為數(shù)控程序的編程原點(diǎn),并以此點(diǎn)建立編程坐標(biāo)系,一般來說,編程原點(diǎn)的選擇要盡量滿足程序編制簡單、尺寸換算少、計(jì)算簡單、引起的加工誤差小等條件,通常將編程原點(diǎn)設(shè)定在工件的前端面或后端面中心上。
2 巧用編程模板
數(shù)控車床加工程序雖然對每一種零件都不盡相同,但也有規(guī)律可行,筆者總結(jié)了基于華中世紀(jì)星系統(tǒng)的數(shù)控車床編程模板,適用于大多數(shù)軸類零件的數(shù)控車削編程,大大提高了編程效率。
%0001 ;程序頭
Txxxx ;選擇外圓刀具并建立刀偏
M41/M42 ;確定主軸低\高速檔位
M03Sxxx ;主軸正轉(zhuǎn),同時(shí)確定轉(zhuǎn)速
G00 X_ Z_ ;刀具快速靠近到零件附近
G71U_ R_ P1 Q2 X_ Z_ F_ ;粗加工循環(huán)
N1G00/G01……………… ;精加工程序
N2 G00/G01…
G00X100 ;退刀
Z100
…
…
M05 ;主軸停止
M30 ;程序結(jié)束并復(fù)位
3 理解X、Z坐標(biāo)含義
兩軸聯(lián)動的數(shù)控車床一般只有X、Z軸運(yùn)動,Y軸為虛軸,故參與編程的為X、Z軸,一般情況下X軸表示直徑方向尺寸,且為正值;Z軸表示長度方向尺寸,若編程原點(diǎn)設(shè)定在前端面中心,則多為負(fù)值;若編程原點(diǎn)設(shè)定在后端面中心,則為正值
4 編程時(shí)合理選擇進(jìn)給路線
進(jìn)給路線是刀具在加工過程中的運(yùn)動軌跡,即刀具從對刀點(diǎn)開始進(jìn)給運(yùn)動起,直到結(jié)束加工程序后退刀返回該點(diǎn)及所經(jīng)過的路徑,是編寫程序的重要依據(jù)之一。合理地選擇進(jìn)給路線對于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
(1)盡量縮短進(jìn)給路線,減少空走刀行程,提高生產(chǎn)效率。
巧用起刀點(diǎn)。如在循環(huán)加工中,根據(jù)工件的實(shí)際加工情況,將起刀點(diǎn)與對刀點(diǎn)分離,在確保安全和滿足換刀需要的前提條件下,使起刀點(diǎn)盡量靠近工件,減少空走刀行程,縮短進(jìn)給路線,節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時(shí)間。同時(shí)多把刀具加工時(shí),務(wù)必在安全位置執(zhí)行換刀。
(2)盡量減少程序段數(shù)目
在實(shí)際的生產(chǎn)操作中,經(jīng)常會碰到某一固定的加工操作重復(fù)出現(xiàn),可以把這部分操作編寫成子程序,事先存入到存儲器中,根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用,使程序編寫變得簡單快捷。對那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數(shù)據(jù)不同或含有二次曲線型面系列的零件編程,可以采用宏指令編程,達(dá)到減少乃至免除編程時(shí)進(jìn)行煩瑣的數(shù)值計(jì)算,精簡程序量。
5 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)控車床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,為了充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用,而手動編程目前是數(shù)控車床編程的主流模式,我們需要在編程中掌握一定的編程技巧,編制出合理、高效的加工程序,保證加工出符合圖紙要求的合格工件,同時(shí)能使數(shù)控車床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮,使數(shù)控車床能安全、可靠、高效地工作。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床編程;加工;工藝設(shè)計(jì)
中圖分類號:G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)02-0120
一、引言
隨著UG等各種計(jì)算機(jī)編程軟件的不斷向更高功能的更新和普及,現(xiàn)在的零件已經(jīng)越來越復(fù)雜,要想把一個(gè)零件完整地加工出來,編程前對所加工的零件進(jìn)行工藝分析,訂出工藝方案,選擇合適的刀具,確定切削用量等,都成了工件是否能順利加工完成的首要條件,所謂一棋不就,滿盤皆輸。所以一個(gè)工藝方案要考慮方方面面,數(shù)控車加工與普通車加工相比,有它的一些基本特點(diǎn):1. 數(shù)控車加工的工序內(nèi)容比普通車加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。2. 數(shù)控車床加工程序的編制比普通車床工藝規(guī)程的編制復(fù)雜。
二、數(shù)控車床加工工藝所要考慮的主要內(nèi)容
1. 根據(jù)所要加工的零件的要求,選擇適合在數(shù)控車床上加工的零件,把工序內(nèi)容確定下來。2. 分析所要加工的零件的圖紙,明確加工內(nèi)容,制定好數(shù)控加工走刀路線。3. 全面考慮調(diào)整數(shù)控加工工序,以利于完整加工。4. 根據(jù)實(shí)際情況處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。
三、數(shù)控加工的工藝處理過程
1. 確定工件的加工部位,加工輪廓,加工尺寸等具體內(nèi)容
確定被加工工件需在本機(jī)床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。(1)優(yōu)先選擇普通機(jī)床上無法加工的內(nèi)容作為數(shù)控加工的內(nèi)容。(2)選擇普通機(jī)床難加工,質(zhì)量也難保證的內(nèi)容作為數(shù)控加工的內(nèi)容。(3)普通機(jī)床加工效率低,工人操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容,可考慮在數(shù)控機(jī)床上加工。(4)這個(gè)工件在本工序加工之前的情況是怎樣,例如材料是鑄件、鍛件或棒料、工件的形狀、尺寸、加工余量等。
2. 確定工件的夾具選擇及裝夾方式
由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置,因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件;軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高,為便于工件夾緊,多采用液壓高速動力卡盤,還可使用軟爪夾持工件,軟爪弧面由操作者隨機(jī)配制,可獲得理想的夾持精度。通過調(diào)整油缸壓力,可改變卡盤夾緊力,以滿足夾持各種薄壁和易變形工件的特殊需要。為減少細(xì)長軸加工時(shí)受力變形,提高加工精度,以及在加工帶孔軸類工件內(nèi)孔時(shí),可采用液壓自動定心中心架,定心精度可達(dá)0.03mm。
除此之外,主要考慮下列幾點(diǎn):(1)當(dāng)零件加工批量小時(shí),盡量采用組合夾具,可調(diào)試夾具及其他通用夾具。(2)夾具要開敞,其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀。(3)裝卸零件要方便可靠,以縮短準(zhǔn)備時(shí)間。
3. 確定數(shù)控加工工序
在數(shù)控機(jī)床加工過程中,由于加工對象復(fù)雜多樣,特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響,在對具體零件制定加工方案時(shí),應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對待,靈活處理。只有這樣,才能使所制定的加工方案合理,從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。
確定走刀路線:走刀路線泛指刀具從對刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動起,直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑,包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。
確定走刀路線的工作重點(diǎn),主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線,因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。
(1)尋求最短加工路線,減少空刀時(shí)間。在保證加工質(zhì)量的前提下,使加工程序具有最短的走刀路線,不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間,還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動部件的磨損等。(2)刀具的進(jìn)退刀(切入切出)路線要認(rèn)真考慮,減少在輪廓切削中停刀留下刀痕。(3)要選擇工件在加工后變形小的路線。
4. 制定加工方案的原則
制定加工方案的一般原則為:先粗后精,先近后遠(yuǎn),先內(nèi)后外,程序段最少,走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。
(1)先粗后精
為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量,在切削加工時(shí),應(yīng)先安排粗加工工序,在較短的時(shí)間內(nèi),將精加工前大量的加工余量去掉,同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。
當(dāng)粗加工工序安排完后,應(yīng)接著安排換刀后進(jìn)行的半精加工和精加工。其中,安排半精加工的目的是,當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí),則可安排半精加工作為過渡性工序,以便使精加工余量小而均勻。
(2)先近后遠(yuǎn)
這里所說的遠(yuǎn)與近,是按加工部位相對于對刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下,特別是在粗加工時(shí),通常安排離對刀點(diǎn)近的部位先加工,離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工,以便縮短刀具移動距離,減少空行程時(shí)間。對于車削加工,先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性,改善其切削條件。
(3)先內(nèi)后外
對既要加工內(nèi)表面(內(nèi)型、腔),又要加工外表面的零件,在制定其加工方案時(shí),通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔,后加工外表面。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形狀較困難,刀具剛性相應(yīng)較差,刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低,以及在加工中清除切屑較困難等。
走刀路線最短
加工路線與加工余量的關(guān)系
在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量,特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí),則要注意程序的靈活安排,安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。
車螺紋時(shí)的注意事項(xiàng)
數(shù)控車床加工螺紋時(shí),因其傳動鏈的改變,原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí),刀具沿主進(jìn)給軸(多為Z軸)方向位移一個(gè)螺距即可,不應(yīng)受到限制,但數(shù)控車床加工螺紋時(shí),會受到以下幾方面的影響:
車螺紋時(shí),螺紋車刀刀尖及兩側(cè)刀刃都參加切削,每次進(jìn)刀只作徑向進(jìn)給,隨著螺紋深度增加,進(jìn)刀量相應(yīng)減少,否則容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。
車螺紋時(shí),由于是車刀兩個(gè)主切削刀中的一個(gè)在進(jìn)行單面切削,避免了三刃同時(shí)切削,所以容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象,在實(shí)際操作中,要一邊控制左右進(jìn)給量,一邊觀察切屑情況,當(dāng)排出的切屑很薄時(shí),就采用光整為工件車出的螺紋表面光潔。
5. 確定切削用量與進(jìn)給量
在編程時(shí),我們必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí),一定要充分考慮影響切削的各種因素,正確的選擇切削條件,合理地確定切削用量,可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有:機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性;切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率;工件精度及表面粗糙度;刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率;切削液的種類、冷卻方式;工件材料的硬度及熱處理狀況;工件數(shù)量;機(jī)床的壽命。
上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率為主要因素。切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過小,則切削時(shí)間會加長,刀具無法發(fā)揮其功能;若切削速度太快,雖然可以縮短切削時(shí)間,但是刀具容易產(chǎn)生高熱,影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多,概括起來有:
刀具材料。刀具材料不同,允許的最高切削速度也不同。
工件材料。工件材料硬度高低會影響刀具切削速度,同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應(yīng)降低,而加工較軟材料時(shí),切削速度可以提高。
刀具壽命。刀具使用時(shí)間(壽命)要求長,則應(yīng)采用較低的切削速度,反之,可采用較高的切削速度。
切削深度與進(jìn)刀量。切削深度與進(jìn)刀量大,切削抗力也大,切削熱會增加,故切削速度應(yīng)降低。
刀具的形狀。刀具的形狀、角度的大小、刃口的鋒利程度都會影響切削速度的選取。
冷卻液使用。機(jī)床剛性好、精度高可提高切削速度;反之,則需降低切削速度。
在使用數(shù)控機(jī)床刀具方面,對于不同的零件材質(zhì),都分別在一套切削速度,切削深度、進(jìn)給量三者相互適應(yīng)的最佳切削參數(shù),我們在實(shí)踐中要不斷摸索到最好的切削參數(shù)。
關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù) 數(shù)控程序 刀具補(bǔ)償
刀具補(bǔ)償,包括刀具的長度補(bǔ)償、刀具的半徑補(bǔ)償、刀具的空間位置補(bǔ)償(適用于球頭銑刀加工曲面的情形)三種形式。由于曲面加工一般極少采用手工編程加工,所以我們重點(diǎn)來討論前兩者的使用技巧。首先,我們來看看刀具的長度補(bǔ)償?shù)氖褂?。刀具長度補(bǔ)償,是使得多把長度不一的刀具在加工時(shí)有一個(gè)共同的基準(zhǔn),便于編程的簡化。如圖1所示。設(shè)置長度補(bǔ)償?shù)哪康氖鞘沟肁、B、C三把刀的刀尖到達(dá)工件坐標(biāo)系的Z零面時(shí),其編程坐標(biāo)Z值都為零。由圖上我們不難看出,三把刀到達(dá)工件坐標(biāo)系的Z零面時(shí),三把刀的機(jī)械坐標(biāo)Z值均不相等。顯然,有Z(A)>Z(B)>Z(C)。若我們以Z(C)為基準(zhǔn)零點(diǎn),那么要使得A、B刀到達(dá)零平面,則A、B刀應(yīng)向Z-方向進(jìn)給,其進(jìn)給的Z值大小就是其刀具的長度補(bǔ)償值。其次,我們來討論一下刀具的半徑補(bǔ)償。這個(gè)知識點(diǎn)是學(xué)生掌握的最差的一個(gè)。刀具左偏置的數(shù)控代碼是G41,刀具右偏置的數(shù)控代碼是G42,刀具偏置取消的代碼是G40。我們來看看學(xué)生最常犯的幾種錯誤形式:①G41(G42/G40)(即單獨(dú)使用)。②G41(G42/G40)G01Z-10F150。③G41(G42/G40)G02X10Y0R10。④刀具補(bǔ)償使用過程中過切。⑤刀具補(bǔ)償使用過程中少切。⑥刀具補(bǔ)償無法實(shí)現(xiàn)。
第一種錯誤,屬于格式錯誤。G41/G42/G40不能單獨(dú)使用。必須與直線插補(bǔ)代碼G01聯(lián)用。第二種錯誤,屬于理解錯誤。在Z方向無法加入或取消刀具偏置。第三種錯誤,屬于格式錯誤。不能在圓弧插補(bǔ)中加入或取消刀具偏置。第四種錯誤,屬于理解錯誤。常見錯誤形式如圖2:
程序代碼如下:
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第五種錯誤,屬于理解錯誤。常見錯誤如圖3:
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此種錯誤在于取消刀補(bǔ)時(shí)機(jī)過早,從而導(dǎo)致加工少切。
■
第六種錯誤,屬于理解錯誤。在去除加工余量時(shí)加入了刀具補(bǔ)償,導(dǎo)致刀具沒有補(bǔ)償?shù)目臻g,從而出現(xiàn)報(bào)警。如圖4所示:
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結(jié)論:必須深刻理解刀具補(bǔ)償?shù)睦碚摗⒈仨殗?yán)格遵守其格式,在學(xué)習(xí)和練習(xí)過程中必須反復(fù)思考、經(jīng)??偨Y(jié),才能把刀具補(bǔ)償應(yīng)用得更好。
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[關(guān)鍵詞]提升效率 數(shù)控機(jī)床 切削刀具
一、提升數(shù)控加工的意義所在
數(shù)控機(jī)床具有生產(chǎn)效率和加工自動化程度高,零件的加工精度和產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性好,能完成許多普通機(jī)床難以加工或根本無法加工的復(fù)雜型面加工,幾乎不要專用的工裝卡具、減少在制品,提高經(jīng)濟(jì)效益和大大減輕操作工人的勞動強(qiáng)度等一系列優(yōu)點(diǎn)。隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展,大力發(fā)展以數(shù)控機(jī)床為先導(dǎo)的裝備制造業(yè)已成為我國政府的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策,將對數(shù)控機(jī)床的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。用好數(shù)控機(jī)床提高數(shù)控機(jī)床的利用率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,它不僅能增加企業(yè)的效益,而且還有助于提高我國制造業(yè)的整體素質(zhì)和加快建設(shè)制造強(qiáng)國的進(jìn)程。
二、影響數(shù)控機(jī)床加工的因素
1.數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平不高
數(shù)控加工在中國制造業(yè)中已經(jīng)有了較長的使用時(shí)間,雖然有嚴(yán)格的數(shù)控機(jī)床操作規(guī)范、良好的機(jī)床維護(hù)保養(yǎng),但是其本身的精度損失是不可避免的。為了控制產(chǎn)品的加工質(zhì)量,我們定期對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行檢測維修,明確每臺設(shè)備的加工精度,明確每臺設(shè)備的加工任務(wù)。對于大批量成批生產(chǎn)的零件加工工廠,應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分粗、精加工的設(shè)備使用,因?yàn)榇旨庸r(shí)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(shí)對設(shè)備的精度損害是最嚴(yán)重的,因此我們將使用年限較長、精度最差的設(shè)備定為專用的粗加工設(shè)備,新設(shè)備和精度好的設(shè)備定為精加工設(shè)備,做到對現(xiàn)有設(shè)備資源的合理搭配、明確分工,將機(jī)床對加工質(zhì)量的影響降到了最低,同時(shí)又保護(hù)了昂貴的數(shù)控設(shè)備,延長了設(shè)備的壽命。
2.操刀次數(shù)及位置不合理
利用數(shù)控車床進(jìn)行批量生產(chǎn)、特別是大批量生產(chǎn)時(shí),在保證加工質(zhì)量的前提下,提高加工效率、確保加工過程的穩(wěn)定性是獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。數(shù)控車削批量加工時(shí),選擇簡便的換刀方式,是減少換刀輔助時(shí)間、減少機(jī)床磨損、降低加工成本的有效途徑。改進(jìn)換刀點(diǎn)設(shè)置是為達(dá)此目的進(jìn)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(xì)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì),改進(jìn)換刀點(diǎn)設(shè)置,減少運(yùn)行成本,提高加工效率。
3.編程技巧不強(qiáng)
程序的效率直接影響著機(jī)床的工作效率,所以優(yōu)化編程質(zhì)量是提高數(shù)控機(jī)床工作效率的一個(gè)重要方法。首先,熟悉機(jī)床的指令,充分開發(fā)機(jī)床的內(nèi)部功能,尋找高效的編程和加工方法。其次,大力推廣計(jì)算機(jī)編程,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)切削模擬,提高程序的可靠性,從而減少或取消在數(shù)控銑床上調(diào)試程序的時(shí)間。再次,合理編程,盡量減少機(jī)床走空刀的情況。
三、提高數(shù)控機(jī)床加工效率的措施
1.培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才
數(shù)控機(jī)床雖然智能程度提高,但是人的作用卻至關(guān)重要。沒有技術(shù)好的編程人員,數(shù)控機(jī)床的效率就不可能得到有效提高,沒有好的機(jī)床操作者就達(dá)不到最佳加工方式,產(chǎn)品的廢品率就會提高,同時(shí)也會大大降低數(shù)控機(jī)床的使用效率和縮短機(jī)床的使用壽命。因此,要提高數(shù)控加工的效率,就必須培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人員。
2.對數(shù)控機(jī)床實(shí)施科學(xué)管理
數(shù)控機(jī)床不同于普通機(jī)床,不能把管理普通機(jī)床的方法照搬到數(shù)控機(jī)床上。據(jù)一些使用數(shù)控機(jī)床較早的用戶多年管理實(shí)踐證明,凡是數(shù)控機(jī)床較多的單位,以相對集中管理的方式較好,即“專業(yè)管理,集中使用”的辦法。工藝技術(shù)準(zhǔn)備由工廠工藝技術(shù)部門負(fù)責(zé),生產(chǎn)管理由工廠下達(dá)任務(wù)統(tǒng)一平衡。有條件的可以采用計(jì)算機(jī)集成管理的生產(chǎn)方式。由計(jì)算機(jī)把數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)所需的各種作業(yè)和加工信息管理起來,實(shí)行信息共享,以減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,優(yōu)化物流路線,可有效的提高生產(chǎn)率。
3.合理選擇切削刀具
刀具的選擇是保證加工質(zhì)量和提高加工效率的重要環(huán)節(jié)。為了提高生產(chǎn)率國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床尤其是加工中心正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展。這就要求具必須具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能,而性能要穩(wěn)定。在選用刀具材料時(shí),凡加工情況允許選硬質(zhì)合金刀具時(shí),就不應(yīng)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(qiáng)調(diào)一下球頭刀具的使用,在進(jìn)行自由曲加工時(shí),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(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)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(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車工;拋物線;FANUC;編程
數(shù)控車床能夠加工各種類型的回轉(zhuǎn)體的零件,其中對于圓柱面、錐面、圓弧面、球面等零件,利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令就可以完成加工,而對于拋物線等一些非圓曲線的零件,編程時(shí)具有一定的難度。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的數(shù)控系統(tǒng)只提供直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)兩種插補(bǔ)功能,因此,在數(shù)控機(jī)床上對拋物線類零件的加工,多數(shù)采用宏程序來進(jìn)行編程,采用小直線段或者小圓弧段逼近的方法編制。
1.拋物線類零件的編程思路
依據(jù)數(shù)據(jù)密化的原理,我們可以根據(jù)拋物線的曲線方程,利用FANUC數(shù)控系統(tǒng)具備的B類宏程序功能,密集的算出曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)值,然后驅(qū)動刀具沿著這些坐標(biāo)點(diǎn)一步步移動就能加工出具有拋物線等非圓曲線輪廓的工件。實(shí)際上就是利用拋物線的方程,利用X作為自變量,Z作為因變量(或利用Z作為自變量,X作為因變量),找到無數(shù)個(gè)在拋物線曲線方程上的點(diǎn),再用G01指令將這些點(diǎn)連接起來,就加工出拋物線的形狀,自變量變化值越大,拋物線加工就越差,加工時(shí)間較短,反之,自變量變化值越小,拋物線加工就越精確,表面質(zhì)量也越好,同時(shí)時(shí)間也較長,所以要綜合考慮自變量的取值大小。
2.拋物線類零件的編程步驟
2.1.寫出拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程(或參數(shù)方程)。
2.2.對標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從數(shù)學(xué)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化到編程坐標(biāo)系。
2.3.公式轉(zhuǎn)化,即將拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程轉(zhuǎn)化成實(shí)際需要的方程。
2.4.編制加工程序。
3.拋物線類零件的編程舉例
3.1.加工如下圖所示圖紙,零件外形(除拋物線外)已經(jīng)加工完成,要求編制拋物線部分的精加工程序。
3.2.加工參數(shù)選用
3.2.1.刀具選用。加工中所選刀具為93°正偏刀。
3.2.2.加工參數(shù)。由于拋物線的最小直徑為0,所以建議轉(zhuǎn)速不得小于1000r/min。
3.3.程序編制(僅編制拋物線部分精加工程序)
方法一:以X作為自變量
方法二:以Z作為自變量
4.注意事項(xiàng)
4.1.以上兩種方法都可以對拋物線進(jìn)行加工,選擇時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選用,如Z方向的初始值和終止值容易確定,則以Z方向作為自變量。
4.2.自變量的變化值要選擇正確。
4.3.要注意檢查程序,可選擇幾個(gè)特殊點(diǎn)進(jìn)行校對。
5.結(jié)束語
綜上所述,隨著數(shù)控車床的使用日益普遍, 要充分發(fā)揮數(shù)控車床的功能,宏程序編程是必不可少的重要環(huán)節(jié)。使用宏程序編程,大部分零件尺寸和工藝參數(shù)可以傳遞到宏程序中,程序的修改比較方便。圖樣改變時(shí),僅需修改幾個(gè)參數(shù)即可,因此,柔性好,極易實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)。另外,使用宏程序除了能加工拋物線類零件外,還可以加工橢圓、雙曲線等非圓曲線,有效的擴(kuò)展數(shù)控機(jī)床的加工范圍,提高加工效率和品質(zhì),充分發(fā)揮機(jī)床的使用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床數(shù)控銑削加工數(shù)控編程“R”參數(shù)編程
“數(shù)控銑削技術(shù)訓(xùn)練”是我中心新近開設(shè)的一門理論性較強(qiáng)的工程訓(xùn)練科目。在教學(xué)形式上,它不同于過去傳統(tǒng)的、機(jī)械的“金工實(shí)習(xí)”。其訓(xùn)練目的是:了解當(dāng)今先進(jìn)的機(jī)械制造方法,充分發(fā)揮當(dāng)今大學(xué)生知識新、反應(yīng)快、創(chuàng)造力強(qiáng)的特點(diǎn),結(jié)合具體的實(shí)踐教學(xué),廣泛培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
由于受客觀條件和教學(xué)時(shí)間的限制,自動編程(計(jì)算機(jī)編程)在目前各高校的工程訓(xùn)練中還未被普及,為了了解編程的基本原理及方法,手工編程仍為最常用的基本訓(xùn)練內(nèi)容之一。
對于加工形狀簡單的零件,計(jì)算比較簡單,程序不多,采用手工編程較容易完成,因此在點(diǎn)定位加工及由直線與圓弧組成的輪廓加工中,手工編程仍廣泛應(yīng)用。但對于形狀復(fù)雜的零件,特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面的零件,用一般的手工編程就有一定的困難,且出錯機(jī)率大,有的甚至無法編出程序。而采用“R”參數(shù)編程則可很好地解決這一問題。
非圓曲線輪廓零件的種類很多,但不管是哪一種類型的非圓曲線零件,編程時(shí)所做的數(shù)學(xué)處理是相同的。一是選擇插補(bǔ)方式,即首先應(yīng)決定是采用直線段逼近非圓曲線,還是采用圓弧段逼近非圓曲線;二是插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。采用直線段逼近零件輪廓曲線,一般數(shù)學(xué)處理較簡單,但計(jì)算的坐標(biāo)數(shù)據(jù)較多。
等間距法是使一坐標(biāo)的增量相等,然后求出曲線上相應(yīng)的節(jié)點(diǎn),將相鄰節(jié)點(diǎn)連成直線,用這些直線段組成的折線代替原來的輪廓曲線(見圖1)。其特點(diǎn)是計(jì)算簡單,坐標(biāo)增量的選取可大可小,選得越小則加工精度越高,同時(shí)節(jié)點(diǎn)會增多,相應(yīng)的編程費(fèi)也將增加,而采用“R”參數(shù)編程正好可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。
現(xiàn)今數(shù)控銑床一般都具備“R”參數(shù)編程功能,如西門子802D數(shù)控系統(tǒng),這給手工編寫某些復(fù)雜圖形的程序帶來了方便。如圖2、3所示,當(dāng)要加工一個(gè)周期的正弦線時(shí),通常的方法是采用自動編程,若用手工編程,則可用“R”參數(shù)編程較簡單。曲線上坐標(biāo)點(diǎn)選取的多少,可視加工精度而定。
“R”參數(shù)編程的實(shí)質(zhì),就是用變量“R”編寫出“子程序”,并根據(jù)“R”數(shù)值的條件,
多次調(diào)用“子程序”,以簡化編程。如:用變量R1表示上圖中從0到2л各點(diǎn)弧度值;用[X=100*R1/2л,Y=25*SIN(R1)]表示一個(gè)子程序,若要在正弦線上選取1000個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),只可將子程序調(diào)用1000次即可。
合理的選用“R”參數(shù)編程,可以提高某些零件的加工精度(多選節(jié)點(diǎn))和編程效率,它也是手工編制復(fù)雜零件程序的主要方法之一,在不具備計(jì)算機(jī)自動編程的情況下一般常采用這種辦法。
編程舉例:(西門子802D系統(tǒng))
試用“R”參數(shù)編程的方法編制整圓的程序(如圖4)。
分析:若不用圓弧插補(bǔ),可將圓均分成360份,再用直線插補(bǔ)連接。變量R1=50表示半徑,R2=360表示共分了360份,R3=1表示間隔1份,R4=0表示初始角度。
程序如下:
O0001
N10G54G42G90G00X50Y0Z100
N20G01F20S600M03Z-10
N30R1=50R2=360R3=1R4=0
N40AA:X=R1*COS(R4)Y=R1*SIN(R4)
50R4=R4+1R2=R2-R3
N60IFR2>=0GOTOBAA
N70G00Z50
N80G40M2
注解:程序中,N30程序段為條件設(shè)定;N40程序段即為程序名為AA的子程序;N50中R4、R3是參數(shù)變量,每調(diào)用一次,R4將增加1度,R2減少1份;N60中IF為有條件的,GOTOB表示向前跳轉(zhuǎn),就是只有當(dāng)R2大于等于零時(shí)才向前跳轉(zhuǎn)到子程序AA處。
以上程序可以看出,用“R”參數(shù)編程,不管選取的節(jié)點(diǎn)是多少,其程序段不會增加,這就是“R”參數(shù)編程的主要特點(diǎn)。
“R”參數(shù)編程千變?nèi)f化,掌握它的關(guān)鍵就在于抓住圖形輪廓規(guī)律,靈活地運(yùn)用好變量“R”,結(jié)合其他科目知識,開發(fā)自己的思維空間,這一點(diǎn)也是被實(shí)踐教學(xué)所證實(shí)的?!癛”參數(shù)編程對大學(xué)生有著較強(qiáng)的吸引力,它是展示自己數(shù)控編程技巧的體現(xiàn)。例如,我?;W(xué)院2002級封振宇同學(xué)在一天半的數(shù)控銑削加工訓(xùn)練中,就是充分利用了“R”參數(shù)編程功能,設(shè)計(jì)、編制、加工了如圖5的工件,得到了各方面的好評。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;加工效率
中圖分類號: TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
緒論
數(shù)控機(jī)床往往照比人工生產(chǎn)效率要高上很多,并且具有很高的自動化程度,成產(chǎn)出來的零件都具有質(zhì)量極其穩(wěn)定的特點(diǎn),零件的精度也十分高,照比普通機(jī)床來講,可以完成許多普通機(jī)床做不到的復(fù)雜工作,也不需要專門配置工裝卡具,這樣就減少了制品的開支,可以使經(jīng)濟(jì)效益的得到很大提高,工廠工人操作的勞動強(qiáng)度也大大得到減輕,這些都是數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。制造業(yè)現(xiàn)在每天都處在日益發(fā)展的階段當(dāng)中,對數(shù)控機(jī)床裝備進(jìn)行大力的開發(fā)和研究逐漸變成我國政府基本的產(chǎn)業(yè)政策之一,很大程度上促進(jìn)數(shù)控機(jī)床不斷地的向前發(fā)展。一起同時(shí),可以促使我們更好地利用數(shù)控機(jī)床、把數(shù)控機(jī)床利用率提高起來,這也是具有現(xiàn)實(shí)意義的。一方面可以令企業(yè)的效益成倍增加,另一方面也可以將我國制造業(yè)現(xiàn)在的整體素質(zhì)提高起來,不斷地將建設(shè)制造強(qiáng)國的進(jìn)程向前推進(jìn)。
二、影響數(shù)控機(jī)床加工的因索
2.1數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平不高
數(shù)控加工對于中國制造業(yè)來講,有著很長的使用歷史,雖然在數(shù)控機(jī)床日常操作規(guī)范方面有著嚴(yán)格的規(guī)定、日常中也經(jīng)常進(jìn)行機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工作,仍然無法避免機(jī)床的精度出現(xiàn)損失。如果想對產(chǎn)品加工過后質(zhì)量進(jìn)行控制,針對數(shù)控設(shè)備一定要按照一定的時(shí)間周期進(jìn)行保養(yǎng)和檢修,每臺設(shè)備精度與工作狀態(tài)都要做到明確記錄。遇到需要采用大批量生產(chǎn)方式的零件任務(wù),一定要對粗、精加工的設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分,粗加工通常需要的是高效的速度、加工精度的要求不高,精加工恰恰是和粗加工相反的,加工精度要求特別高。粗加工可以給設(shè)備帶來很嚴(yán)重的精度損壞,所以實(shí)際操作中一般把使用年限長并且精度不高的設(shè)備專門用來進(jìn)行粗加工,狀態(tài)較新、精度高的設(shè)備通常專門用來進(jìn)行精加工,這樣才可以做到設(shè)備資源的合理配置,并可以使設(shè)備使用壽命大大延長。
2.2操刀次數(shù)及位置不合理
數(shù)控車床在進(jìn)行削批工序的大批量工作時(shí),在換刀方式上一定要選取最簡單的,這樣才可以使換刀需要的輔助時(shí)間大大減少、機(jī)床也不容易出現(xiàn)磨損、可以在一定程度上使加工成本降低。對換刀點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)置可以讓我們達(dá)到上述的目的,因此許多方面都要進(jìn)行精細(xì)的分析,采樣才可以使運(yùn)行成本減低下來,使加工效率提高上去。
2.3編程技巧不強(qiáng)
程序效率的高低對機(jī)床的工作效率起著很大程度上的影響,因此對編程質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化也可以將數(shù)控機(jī)床工作效率提高起來,這就需要對機(jī)床所有的指令都要熟悉,把機(jī)床擁有的內(nèi)部功能進(jìn)行徹底的開發(fā),不斷探尋有效地編程方法。此外,對計(jì)算機(jī)編程要進(jìn)行強(qiáng)而有力的推廣,不斷完善程序具有的可靠性。在一點(diǎn)就是編程一定要合理,不要讓機(jī)床出現(xiàn)走空刀這樣的情況。
三、提高數(shù)控機(jī)床加工效率的措施
3.1培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才
數(shù)控機(jī)床具有超高的智能程度,但是許多工作和操控還是需要人來完成。如果編程人員不具備高超的業(yè)務(wù)水平,數(shù)控機(jī)床就無法在效率上得到應(yīng)有的提高,機(jī)床操作者如果不具有高超的水平,也不會選擇最優(yōu)的加工方式,產(chǎn)品就會出現(xiàn)很高的廢品率,數(shù)控機(jī)床應(yīng)有的使用效率也會降低很多,使用壽命將會大大縮短。所以,想要將數(shù)控加工的工作效率進(jìn)行提高,就一定要有大量數(shù)控技術(shù)人才才可以滿足。
3.2對數(shù)控機(jī)床實(shí)施科學(xué)管理
數(shù)控機(jī)床照比普通機(jī)床來說有著很大的不同,把管理普通機(jī)床所使用的的方法直接用到數(shù)控機(jī)床上是行不通的。根據(jù)對其使用年限較長的工廠的經(jīng)驗(yàn)來說,一般擁有大量數(shù)控機(jī)床的工廠,最好采用集中管理,按照生產(chǎn)合理進(jìn)行布局。條件允許的話,可以把計(jì)算機(jī)利用進(jìn)來進(jìn)行集成管理,計(jì)算機(jī)對所有的作業(yè)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,這樣就可以實(shí)現(xiàn)信息的共享,可以讓生產(chǎn)所需要的準(zhǔn)備時(shí)間大大減少,生產(chǎn)率自然也就隨著提高起來。
3.3合理選擇切削刀具
對刀具進(jìn)行選擇,一方面可以將加工質(zhì)量提升起來,還可以促使加工效率產(chǎn)生提高。想要將生產(chǎn)率提高上去,國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床都在朝著高速的方向進(jìn)行發(fā)展。這也就給機(jī)床提出了更高的要求:必須可以經(jīng)受住高速切削,同時(shí)還要具有強(qiáng)力切削這樣的功能,并且功能一定要具有極高的穩(wěn)定性。在對刀具材料進(jìn)行選擇時(shí),如果加工可以使用硬質(zhì)合金刀具,那么就不應(yīng)該對高速鋼刀具進(jìn)行選用,條件允許的話可以對耐磨性更高的道具進(jìn)行選用。
在使用中尤其要進(jìn)行注意的是球頭刀具,對自由曲面進(jìn)行加工時(shí),球頭刀具所具有的切削速度通常是零,所以如果想要加工精度不出現(xiàn)偏差,切削行距都要弄得很密才可以,這樣一來加工效率就是很低的。平頭刀在這兩個(gè)方面里都比球頭刀具要好上許多。
3.4編制理想的加工程序
數(shù)控機(jī)床的使用過程中,設(shè)備操作者是否具有高超的技術(shù)水平,直接可以影響到機(jī)床的使用水平。同時(shí),機(jī)床的使用水平還要受到編程人員具有的專業(yè)技巧的影響。好的程序首先要以保證產(chǎn)品的質(zhì)量作為前提,有著最少的程序段、同時(shí)工件具有最短的制造周期。想要使非切削時(shí)間減少,將效率提高起來的話,編程時(shí)就一定要對下面的問題進(jìn)行綜合考慮:
3.4.1指令并行執(zhí)行。
數(shù)控程序一般而言采用的是逐行執(zhí)行的執(zhí)行方式,想要減少非切削所需要的時(shí)間,可以把所有指令放在同一行進(jìn)行執(zhí)行。這樣就可以有效減少非切削所需要的時(shí)間,換刀次數(shù)也會大大減少。
3.4.2采用復(fù)合刀具
除了上述提到的一些措施,如果生產(chǎn)批量較大,并且機(jī)床功率和主軸剛度可以承受的話,可以對復(fù)合刀具進(jìn)行使用,這是可以借助多刀刀具一起加工,就可以有效地減少換刀次數(shù)和換刀所需要的時(shí)間。
3.4.3多點(diǎn)位換刀
通常情況下,編程人員要使加工中心進(jìn)行換刀時(shí)保持安全,一定要使刀具與工件或夾具不發(fā)生觸碰,同時(shí)想要編程方便的話,換刀點(diǎn)要與工件具有一定的距離并且進(jìn)行,也就是把所有的換刀工作都放在這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]董洪軍,羅愛民,張暮生.高聚物銀紋斷裂的研究現(xiàn)狀[J].分子科學(xué)工程.2002,18(4)
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;數(shù)控加工技術(shù);數(shù)控機(jī)床加工
數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用對機(jī)械制造的精度和性能起到了重要的影響。如果不能夠正確地使用數(shù)控加工技術(shù),就不能夠有效地控制機(jī)床和工具的使用,也就不能發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢,反而使得加工機(jī)械出現(xiàn)質(zhì)量、精度或者性能等方面的問題。所以,應(yīng)更加深入理解數(shù)控加工技術(shù),并結(jié)合機(jī)械制造和加工實(shí)踐,掌握影響數(shù)控加工技術(shù)的因素,并提出提高數(shù)控加工水平的措施。
1 影響數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵因素
1.1 操刀問題
利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí),在保證加工穩(wěn)定性和加工產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,通過提高加工效率來提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是一項(xiàng)十分有效的方法。在使用數(shù)控車削加工產(chǎn)品時(shí),使用簡單的換刀方式,是降低機(jī)床磨損,縮短換刀輔助時(shí)間并有效節(jié)約加工成本的可行方法。此外,還可以改進(jìn)換刀點(diǎn)的設(shè)置也是降低運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)加工效率的有效途徑。所以,在數(shù)控加工的過程中,應(yīng)仔細(xì)選擇夾具、合理安排走到路線和刀具排列的使用順序,以使數(shù)控加工技術(shù)能夠有效發(fā)揮其功能。
1.2 數(shù)控機(jī)床的利用問題
數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)已經(jīng)在我國機(jī)械制造行業(yè)使用較為廣泛,在企業(yè)中購置的數(shù)控加工設(shè)備會由于環(huán)境問題和人為原因使設(shè)備進(jìn)行不同程度的折舊。而這種折舊是不能夠避免的,與操作工是否遵循操作規(guī)范和設(shè)備的保養(yǎng)維修沒有直接關(guān)系。這種折舊會使得設(shè)備的精確程度降低,從而降低數(shù)控加工技術(shù)的使用。所以,為了保證設(shè)備的精確程度,保證數(shù)控加工技術(shù)的正常運(yùn)行,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)定期的對設(shè)備進(jìn)行檢修工作,確保設(shè)備是在精確的狀態(tài)下進(jìn)行工作,以發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造過程中的優(yōu)越性。
1.3 編程技術(shù)較低
編程技術(shù)的高低會影響機(jī)床的工作效率。但是在生產(chǎn)實(shí)踐中,操作人員不能夠全面地掌握數(shù)控加工技術(shù)和編程方法,這樣操作人員既不能夠掌握數(shù)控機(jī)床加工的重點(diǎn),也不能夠發(fā)揮數(shù)控機(jī)床所具有的優(yōu)勢,只能夠機(jī)械地使用數(shù)控機(jī)床,導(dǎo)致數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢很難發(fā)揮。此外,數(shù)控機(jī)床操作人員和技術(shù)人員不是專業(yè)的計(jì)算機(jī)工作人員,對計(jì)算機(jī)編程技術(shù)并不熟悉,尤其是在數(shù)控機(jī)床切削模擬方面沒有編程基礎(chǔ),使得調(diào)試時(shí)間過長。數(shù)控加工技術(shù)不能夠正確的使用,直接影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。另外,由于操作人員編程知識的缺乏,導(dǎo)致操作者的編程不合理,設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會時(shí)常出現(xiàn)空刀現(xiàn)象,使得設(shè)備空轉(zhuǎn),直接影響了設(shè)備的工作效率。
2 提高數(shù)控加工技術(shù)的措施
2.1 培養(yǎng)優(yōu)秀數(shù)控技術(shù)人才
提高數(shù)控加工技術(shù)的使用效率,除了提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的職能程度之外,具有高素質(zhì)和高水平操作能力的數(shù)控操作人員也是十分關(guān)鍵的。如果沒有優(yōu)秀的數(shù)控機(jī)床的編程人員,就不能夠有效提高設(shè)備的工作效率;如果沒有優(yōu)秀的數(shù)控機(jī)床操作人員,設(shè)備就不能夠達(dá)到最佳的加工效率,產(chǎn)品的廢品率就會提高,數(shù)控機(jī)床的使用效率和設(shè)備的使用壽命就會降低。所以,為了提升數(shù)控加工技術(shù)的使用水平,就必須培養(yǎng)具備高素質(zhì)的數(shù)控操作人員。
2.2 對數(shù)控機(jī)床加工實(shí)施科學(xué)管理
數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床有所不同,所以不能夠使用傳統(tǒng)機(jī)床的管理方式來管理數(shù)控機(jī)床。通過一些前期的實(shí)踐得出,集中管理數(shù)控機(jī)床可以使數(shù)控機(jī)床的工作效率得到較大的提高,尤其是在數(shù)控機(jī)床數(shù)量較多的情況下。所以,對于數(shù)控機(jī)床的管理通常采取集中化、專業(yè)化的管理方式。由工廠的工藝技術(shù)部門負(fù)責(zé)工藝技術(shù)準(zhǔn)備工作,由工廠統(tǒng)一下達(dá)生產(chǎn)管理任務(wù)以達(dá)到統(tǒng)一平衡。對于較先進(jìn)的制造企業(yè),可以采用計(jì)算機(jī)集成的生產(chǎn)方式。通過計(jì)算機(jī)管理數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中用到的各種作業(yè)和加工信息,能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)部門之間的信息共享,減少了安排生產(chǎn)的時(shí)間,從而能夠提升企業(yè)的制造效率。
2.3 選擇合理的切削刀具
生產(chǎn)中所使用的刀具是加工質(zhì)量和加工效率的重要保證。隨著技術(shù)水平的提高和企業(yè)生產(chǎn)需求的增加,目前國內(nèi)外數(shù)控加工機(jī)床已經(jīng)向高速、高剛性和大功率的方向完善。也就是說,在數(shù)控加工中所使用的刀具在必須具有穩(wěn)定性能的前提下,承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。在選擇的刀具時(shí),應(yīng)遵循在允許使用硬質(zhì)合金刀具時(shí),就不使用高速鋼刀具的準(zhǔn)則。在條件允許時(shí),應(yīng)選擇例如涂層刀具、陶瓷刀片等性能更好,更加耐磨的刀具。
2.4 編制合理的加工程序
合理的加工程序?qū)诤艽蟪潭壬嫌绊憯?shù)控機(jī)床的使用水平。而合理的加工程序的編寫往往取決于編程人員的編程技巧。在能夠保證加工質(zhì)量的前提之下,能夠使程序的片段最少,工件的加工周期最短,是評判一個(gè)程序優(yōu)劣的準(zhǔn)則。一般情況下,可以通過縮短非切削時(shí)間來提高數(shù)控機(jī)床的加工效率。例如,在很多情況下,程序是逐行執(zhí)行的,如果將不沖突的指令轉(zhuǎn)化為并行執(zhí)行,能夠在很大程度上縮短非切削時(shí)間,從而能夠提升工作效率。例如,可以將主軸的啟動停轉(zhuǎn)和快速移動、定位等相重合。
3 總結(jié)
數(shù)控機(jī)床能夠適應(yīng)多種機(jī)械加工種類,加工精確度較傳統(tǒng)的加工工藝較高。因此,數(shù)控加工技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著越來越重要的位置。同時(shí),現(xiàn)階段我國的數(shù)控加工技術(shù)還存在很多的問題,需要進(jìn)行進(jìn)一步的完善和優(yōu)化。
參考文獻(xiàn):
[1]祝成峰.論提高機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)水平的有效策略[J].機(jī)電信息,2012(27):104-105.
關(guān)鍵詞:宏程序 拋物線 程序
一、宏程序介紹
用戶使用變量編制進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算,并控制程序段流向的程序,稱為用戶宏程序。在數(shù)控車削中,使用用戶宏程序可方便地實(shí)現(xiàn)二次曲線(橢圓、拋物線等)的二維編程加工、孔口倒角編程加工等,可簡化程序,提高編程效率,最大限度地發(fā)揮手工編程的優(yōu)勢。常用的語句有以下兩種:
第一,循環(huán)語句WHILE:WHILE條件表達(dá)式…ENDW。
第二,條件判別語句IF,ELSE。① IF條件表達(dá)式…ELSE…END IF;② IF 條件表達(dá)式…ENDIF。
二、公式曲線宏程序編制的基本步驟
宏程序在實(shí)際編制過程中,根據(jù)編程者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識儲備及習(xí)慣等因素會略有不同,以下提供宏程序編制基本步驟。
1.Z向中心點(diǎn)于工件坐標(biāo)系零點(diǎn)重合
以圖1為例:
(1)圖樣上拋物線開口向左,確定編程原點(diǎn)。
(2)因此拋物線的方程為=-x2/12,拋物線的正確性可以通過兩個(gè)特殊坐標(biāo)(X40,Z-33.3)、(X-40,Z-33.3)代入驗(yàn)證。
(3)根據(jù)表達(dá)式方便情況來選定X或Z為自變量,如圖1所示,公式曲線表達(dá)式為=-x2/12,將X選為自變量比較合適。
(4)自變量選定以后,還要確定其變量的范圍值。
(5)程序編制。相關(guān)的表達(dá)式和變量因素值已經(jīng)確定,準(zhǔn)備編制程序,則該零件圖中拋物線的精加工程序如下。
#1=0 X向起始點(diǎn)半徑值
N30 #2=-[#1*#1]/12 因變量Z向值
G01X[2*#1]Z[#2] 用G01的方式插補(bǔ),逼近拋物線輪廓
#1=#1+0.3 X值遞增量為0.3
IF[#1LE18]GOTO 30 判斷是否走到X向終點(diǎn)。
(6)為去除零件的較大余量,零件的粗加工采用G71循環(huán)指令與宏程序嵌套完成曲面加工。完整的粗精車程序如下:
%0001; N1 G90 G98; N2 T0101 M03 S800 F120; N3 G00 X55 Z5; N5 G71 U1.5 R1 ; G71 P6 Q9 U0.5W0 S1200 F80; N6 G42 G00 X0; G01Z0; #1=0; N30 #2=- [#1*#1]/12; G01X[2*#1] Z[#2]; #1=#1+0.3; IF[#1LE18]GOTO 30; G01 Z-70; G01 X50; N9 Z-86; G40 G00 X100 Z100; M05; M30 。
2.X、Z 向偏移凸拋物線零件加工(如圖2所示)
圖2是河南省第五屆數(shù)控大賽數(shù)車組其中的一個(gè)零件圖。圖中,X、Z向均是有偏移的凸拋物線零件圖,這就要求我們在編制程序時(shí),考慮曲線中心點(diǎn)與工件坐標(biāo)系的相對位置關(guān)系。
圖中拋物線的X方向相對工件坐標(biāo)系的位置偏移了32mm,Z方向相對工件坐標(biāo)系的位置偏移了5mm。因此,我們只需在剛才的精加工程序中用G01的插補(bǔ)程序分別加上X、Z向的偏移量即可。
拋物線精加工程序如下:
#1=8
N30#2=-[#1*#1]/12
G01X[2*#1+32]Z[#2-5] 體現(xiàn)出X、Z向的偏移量
#1=#1+0.3
IF[#1GE18]GOTO 30
該零件的粗車可采用G73循環(huán)指令與宏程序嵌套完成曲面加工,此處省略。
三、結(jié)束語
車削后工件的精度與編程所選擇的步距有關(guān)步距值越小,加工精度越高。因此,必須根據(jù)加工要求合理選擇步距,一般在滿足加工要求前提下,盡可能選取較大的步距。
編程時(shí)要考慮曲線的凸凹情況,兩者區(qū)別在于直線插補(bǔ)逼近曲線程序段中的X坐標(biāo)變化。
對于拋物線中心與Z軸不重合的零件,需要將工件坐標(biāo)系進(jìn)行偏置后,再按文中實(shí)例所述的方法進(jìn)行加工。