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(1)數(shù)控技術(shù)的概念
數(shù)控技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高機(jī)械加工的質(zhì)量,并且結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)。較傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)來(lái)說(shuō),其不但具有高準(zhǔn)度與高效率,同時(shí)還具備柔性自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用主要是預(yù)先編制好程序,再通過(guò)控制程序來(lái)控制設(shè)備,一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
(2)數(shù)控加工技術(shù)的主要特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)可以簡(jiǎn)便的改變相關(guān)工藝參數(shù),因此在進(jìn)行換批加工與研制新產(chǎn)品時(shí)非常方便。另外,像普通機(jī)床很難完成的加工復(fù)雜零件與零件曲面形狀等,利用數(shù)控加工技術(shù)都可以高質(zhì)量量完成。數(shù)控加工技術(shù)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具,在換刀與安裝方面都節(jié)省了很多時(shí)間,同時(shí)對(duì)工具的標(biāo)準(zhǔn)化程度與管理水平都有較大的提高。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用意義
(1)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
提高了機(jī)床的控制力近年來(lái)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用,對(duì)機(jī)床控制力有了很大程度上的提高,進(jìn)一步提高了機(jī)械加工的工作效率。采用數(shù)控技術(shù)來(lái)控制機(jī)床設(shè)備,充分發(fā)揮了機(jī)床設(shè)備的功能,同時(shí)使機(jī)床設(shè)備的操作更加簡(jiǎn)單,通過(guò)在數(shù)控器上預(yù)先編制好機(jī)械加工的流程與操作方法,并由控制器依據(jù)相關(guān)數(shù)字信息來(lái)控制機(jī)床運(yùn)行,不但保證了機(jī)械加工的質(zhì)量,同時(shí)也使機(jī)床設(shè)備更具高效化。
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
推動(dòng)了汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)對(duì)進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)有很大的幫助,通過(guò)將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中以提高機(jī)械加工技術(shù)的有效,為進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)提供了技術(shù)保障,在汽車(chē)零件的加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)可有效提高生產(chǎn)率,同時(shí)強(qiáng)化了汽車(chē)進(jìn)行機(jī)械加工的效果,使原本復(fù)雜的操作更加簡(jiǎn)單,提高汽車(chē)零件加工生產(chǎn)的效率同時(shí)促使汽車(chē)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)最大化收益。
3有效提高數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用效果
(1)重視對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
近些年來(lái),數(shù)控技術(shù)雖已被廣泛應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中,但是仍然有一部分企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用缺乏足夠的重視。因此,要想進(jìn)一步將數(shù)控技術(shù)融入到機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中,首先就必須要讓企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理者充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的重要意義,給予充分的重視。同時(shí),積極組織數(shù)控技術(shù)相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn),提高工作人員數(shù)控技術(shù)水平,結(jié)合數(shù)控技術(shù)的實(shí)際操作與理論知識(shí),以便更好的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高機(jī)械加工的質(zhì)量與效率。
(2)在機(jī)械加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程
一般在機(jī)械加工的過(guò)程中都是采用人工手動(dòng)進(jìn)行對(duì)生產(chǎn)制造圖樣與編寫(xiě)零件加工程序單以及工藝過(guò)程進(jìn)行確定,這樣不僅效率低且容易出現(xiàn)人為計(jì)算失誤。因此,應(yīng)注重對(duì)數(shù)控技術(shù)有效性的應(yīng)用,盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程,使用計(jì)算機(jī)來(lái)替代人工操作,不但可保證加工質(zhì)量,同時(shí)提高機(jī)械加工制造的效率,實(shí)現(xiàn)人力與物力的合理化配置,為加工企業(yè)節(jié)約制造成本,進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
(3)合理改進(jìn)并更新機(jī)械加工中的原有設(shè)備
在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下,我國(guó)工業(yè)大力發(fā)展,數(shù)控技術(shù)被越來(lái)越普遍的應(yīng)用到了機(jī)械加工技術(shù)中,而時(shí)代新形勢(shì)對(duì)機(jī)械加工的要求越來(lái)越高,因此,應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新數(shù)控技術(shù),大力倡導(dǎo)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,以保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性與高效性。同時(shí),對(duì)機(jī)械加工中的原有設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理改進(jìn),提升機(jī)械加工的技術(shù)水平,完善數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。
(4)實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
1.1機(jī)械加工中數(shù)控加工特征
機(jī)械加工當(dāng)中對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用,是機(jī)械加工現(xiàn)代化發(fā)展的體現(xiàn),數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前比較廣泛,這是在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)的。在對(duì)數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用下,對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量水平得到了提高,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用對(duì)工藝參數(shù)能進(jìn)行改變,從而在制造新的產(chǎn)品的時(shí)候就提供了很大的方便[1]。在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下,能將普通機(jī)床難以完成的加工要求高效的完成。數(shù)控加工技術(shù)在對(duì)模塊化的標(biāo)準(zhǔn)工具應(yīng)用下,就能節(jié)約時(shí)間,并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)等。
1.2應(yīng)用重要性
數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)床的控制能力可有效提高,數(shù)控加工技術(shù)在近些年得到了廣泛應(yīng)用,尤其是在機(jī)械加工當(dāng)中是主要的應(yīng)用行業(yè),在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下,提高了機(jī)床的控制力,對(duì)機(jī)械加工的整體效率得到了顯著提高。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)床設(shè)備的功能發(fā)揮起到了促進(jìn)作用,使得機(jī)床設(shè)備的操作比較簡(jiǎn)單化,在數(shù)控器上編制好程序之后,按照程序進(jìn)行自動(dòng)化的操作,對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量提高起到了保障作用,也對(duì)機(jī)床設(shè)備操作人員的工作效率有了提高。
2機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控加工應(yīng)用和發(fā)展前景
2.1機(jī)械加工加工技術(shù)中數(shù)控加工應(yīng)用
機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)在多個(gè)環(huán)節(jié)得到了應(yīng)用,如在機(jī)床設(shè)備的加工當(dāng)中應(yīng)用,起到了積極作用。數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床設(shè)備加工當(dāng)中應(yīng)用,對(duì)加工的精度得到了保障,使得操作向著規(guī)范化的方向邁進(jìn),也提高了機(jī)械加工的速度[2]。在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下,對(duì)機(jī)床的刀具以及工作的位置進(jìn)行預(yù)先設(shè)置,正確的排列主軸以及冷卻泵和變速等操作的順序,將這些相關(guān)的數(shù)據(jù)信息輸入到數(shù)控加工控制系統(tǒng)當(dāng)中,在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下,就能對(duì)機(jī)床設(shè)備的工作進(jìn)行指揮。機(jī)床所需要的零部件也能按照程序完整的進(jìn)行加工,大大提高零部件的加工質(zhì)量和效率。機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用中,機(jī)械化操作也愈來(lái)愈普遍化,傳統(tǒng)依靠人工操作的方法已經(jīng)很難滿(mǎn)足當(dāng)前的生產(chǎn)要求。在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下,對(duì)工程生產(chǎn)的技術(shù)支持力度得到了顯著加強(qiáng)。數(shù)控加工技術(shù)作為依托的情況下,對(duì)機(jī)械生產(chǎn)操作的環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化,有效保證機(jī)械加工的安全生產(chǎn)。在編制好相應(yīng)的加工程序后,數(shù)控系統(tǒng)的科學(xué)化控制下,就能按照相應(yīng)的程序進(jìn)行自動(dòng)化的作業(yè)。數(shù)控加工技術(shù)在汽車(chē)加工領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用,也能起到積極促進(jìn)作用,對(duì)汽車(chē)的零部件加工的質(zhì)量水平提高就發(fā)揮著積極作用。汽車(chē)的零部件加工中,零部件加工復(fù)雜程度較大,加工難度比較高,傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式已經(jīng)很難滿(mǎn)足加工精度的需求。而在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下,能對(duì)零部件的高速加工的作用充分發(fā)揮,以及在加工當(dāng)中的質(zhì)量也能有效保證。這樣就滿(mǎn)足了實(shí)際零件加工的實(shí)際需要。在汽車(chē)零部件的更新?lián)Q代下,零部件的加工難度也有了進(jìn)一步的提升,這就對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用需求進(jìn)一步擴(kuò)大,數(shù)控加工技術(shù)的升級(jí)也顯得比較重要,只有在數(shù)控加工技術(shù)的支持下,才能真正有助于滿(mǎn)足汽車(chē)零部件加工的要求。除此之外,數(shù)控加工技術(shù)在零件的質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)中應(yīng)用也比較重要。數(shù)控技術(shù)對(duì)零部件能進(jìn)行全面性的檢測(cè),并且檢測(cè)的過(guò)程也是自動(dòng)化的,這就對(duì)檢測(cè)的效率得到了有效提高,對(duì)檢測(cè)的質(zhì)量也得到了有效提高。
2.2機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控加工發(fā)展前景
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí),機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中的數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用要求也會(huì)進(jìn)一步的提高。我國(guó)在對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段時(shí)間,在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。尤其是在面對(duì)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下,注重?cái)?shù)控加工技術(shù)水平的提高,才能保障機(jī)械加工領(lǐng)域的良好發(fā)展,對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展才能起到積極促進(jìn)作用。數(shù)控加工技術(shù)在未來(lái)會(huì)向著智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的有效性會(huì)加強(qiáng),在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下,對(duì)提高機(jī)械加工的整體效率也打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在未來(lái)的發(fā)展中,機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用就更為重要,要注重從多方面對(duì)生產(chǎn)力水平提高,將數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用作用充分發(fā)揮,為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)支持。
3結(jié)束語(yǔ)
總而言之,數(shù)控加工技術(shù)對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有著積極促進(jìn)作用,只有從多方面充分重視,注重?cái)?shù)控加工技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用,才能有助于機(jī)械加工的整體水平提高。通過(guò)此次對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用研究,從理論上進(jìn)行促進(jìn)機(jī)械加工的發(fā)展。
作者:付晉 梁寧寧 單位:煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:數(shù)字加工技術(shù);特征;應(yīng)用
1 引言
數(shù)字控制加工技術(shù)與電子計(jì)算技術(shù)相似,也包括設(shè)備和程序兩方面,其中作為自動(dòng)加工手段的數(shù)字加工控制裝置被稱(chēng)為硬設(shè)備,它相當(dāng)于電子計(jì)算技術(shù)中的通用電子計(jì)算機(jī),可以進(jìn)行數(shù)字控制加工。而結(jié)合數(shù)控裝置應(yīng)用需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的數(shù)控編程,得到的程序被稱(chēng)為軟設(shè)備,其可以結(jié)合數(shù)控?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)的進(jìn)行繪圖、切割、冷彎等相關(guān)方面的加工。以“軟設(shè)備”和“硬設(shè)備”構(gòu)成的數(shù)字控制加工技術(shù)具有加強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性,筆者在下文中就數(shù)字控制加工技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)行分析,希望對(duì)于提高數(shù)控教學(xué)起到一定的促進(jìn)作用。
2 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)
2.1 數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的背景
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,機(jī)械產(chǎn)品的復(fù)雜程度與日俱增,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求也越來(lái)越高。在航空、航天、微電子、信息技術(shù)、汽車(chē)、軍工和計(jì)算機(jī)技術(shù)等行業(yè)中,零件形狀復(fù)雜各異、結(jié)構(gòu)改型頻繁,零件精度高、加工難、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題日益突出。為解決上述問(wèn)題,以機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化和智能化為重要手段的技術(shù)――數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生了。
2.2 數(shù)控加工技術(shù)定義
數(shù)控加工技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的加工手段,它指的是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法,是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工。利用數(shù)控加工技術(shù)可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工,而且加工的精度和準(zhǔn)度都可以得到很好的保證。它的廣泛應(yīng)用使普通機(jī)械被數(shù)控機(jī)械所代替,使全球制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化。因此,數(shù)控技術(shù)的水準(zhǔn)和普及程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要指標(biāo),同時(shí),也成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。
2.3 數(shù)控設(shè)備的編程
數(shù)字控制加工設(shè)備不同于普通的加工機(jī)床,因?yàn)閿?shù)字加工設(shè)備在執(zhí)行各項(xiàng)功能時(shí),要完全受數(shù)控裝置程序的控制。換句話(huà)說(shuō),數(shù)字加工設(shè)備是在計(jì)算機(jī)程序的控制之下進(jìn)行有效、規(guī)范的運(yùn)作??梢哉f(shuō),數(shù)控系統(tǒng)有效運(yùn)用的關(guān)鍵在于程序設(shè)計(jì),只有確保編程程序合理、有效,才能通過(guò)操作程序控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)的進(jìn)行加工工作。通常數(shù)控系統(tǒng)程序編程主要內(nèi)容包含:
(1)對(duì)零件圖紙進(jìn)行了解,在其中選取基本數(shù)據(jù),如基本坐標(biāo)點(diǎn)、圓心、曲線(xiàn)交點(diǎn)等。根據(jù)零件圖中點(diǎn)線(xiàn)面的關(guān)系,構(gòu)建方程或進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,為合理的進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)編程創(chuàng)造條件。
(2)對(duì)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)操作進(jìn)分析,編制數(shù)控系統(tǒng)加工工藝流程。
(3)確定機(jī)床各部分移動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)關(guān)系。
(4)結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際情況以及計(jì)算機(jī)特點(diǎn),進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)程序編制,并確保所編制的程序可以有效的應(yīng)用。
2.4 數(shù)控裝置的工作原理
在我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,用電子計(jì)算機(jī)為主的數(shù)控裝置有很大程度的優(yōu)化和創(chuàng)新,促使數(shù)控裝置逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床主要由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置(CNC)、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測(cè)、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。其中核心部分是數(shù)控裝置。數(shù)控裝置的工作原理是:該裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序,經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后,輸出各種控制信息和指令,控制機(jī)床各部分的工作,使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。
3 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍
數(shù)控加工具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性,能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量,具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。由于它可以進(jìn)行復(fù)雜的生產(chǎn)活動(dòng),能夠改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,適用于現(xiàn)代化大規(guī)模的生產(chǎn)管理,因此合理地選擇和運(yùn)用數(shù)字加工技術(shù),必定可以提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力,最終大幅度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的具體運(yùn)用,它是一種高度自動(dòng)化的機(jī)床,有著普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn),所以數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大;但數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化產(chǎn)品,技術(shù)含量高,制作成本昂貴,操作起來(lái)具有一定難度,后續(xù)維修和保養(yǎng)費(fèi)用也較高,因此,從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),數(shù)控機(jī)床一般適用于以下幾種類(lèi)型零件的生產(chǎn)加工:(1)多品種、小批量零件;(2)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件;(3)需要頻繁改型的零件;(4)價(jià)格昂貴,不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件;(5)需要最小生產(chǎn)周期的急需零件。
4 結(jié)束語(yǔ)
進(jìn)一步了解和熟悉數(shù)控加工技術(shù)的基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,有助于我們更加有效地應(yīng)用數(shù)控技術(shù),提高設(shè)備加工的準(zhǔn)確性和有效性。相信隨著科技的不斷提高,數(shù)字控制加工技術(shù)將會(huì)更加完善,在數(shù)控系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。作為一名機(jī)械專(zhuān)業(yè)的高校教師,我們除了幫助學(xué)生掌握系統(tǒng)而扎實(shí)的理論知識(shí),更要努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,為社會(huì)輸送既有學(xué)歷又有很強(qiáng)操作能力的數(shù)控加工人才。
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【關(guān)鍵詞】:數(shù)控加工;技術(shù)模具;制造;應(yīng)用
1 、數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中應(yīng)用的重要意義
提高了模具制造的精確度眾所周知,在模具制造過(guò)程中把握模具的精準(zhǔn)度是一件比較困難的事情,正因如此,數(shù)控加工技術(shù)才愈來(lái)愈頻繁地運(yùn)用在模具制造過(guò)程中。諸如數(shù)控成型機(jī)床,數(shù)控銑床設(shè)備等先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備越來(lái)越廣泛地運(yùn)用到模具制造業(yè)中,這樣除了可以使得模具可以更好地滿(mǎn)足空間和曲面的要求,還讓我們對(duì)加工所使用的材料有了更加廣泛的選擇。數(shù)控加工技術(shù)對(duì)于那些不易加工的材料、形態(tài)復(fù)雜的材料、稀有金屬材料等,都能根據(jù)預(yù)先的設(shè)計(jì)進(jìn)行高精確度的加工。
2、數(shù)控加工技術(shù)對(duì)模具制造產(chǎn)生的影響.
2.1 提高模具的制造精度,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀模具的生產(chǎn)
當(dāng)前,模具的生產(chǎn)制造主要是采用銑削、車(chē)削和磨削等機(jī)加工方法。傳統(tǒng)的模具機(jī)械加工是依靠技術(shù)人員手動(dòng)操作普通機(jī)床來(lái)完成工件的加工,生產(chǎn)效率低下、技術(shù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大不說(shuō),最主要的是工件精度不高,工件無(wú)法應(yīng)用于復(fù)雜、高水平機(jī)械的生產(chǎn)。隨著數(shù)控加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用,在模具生產(chǎn)制造中引人更多的數(shù)控加工設(shè)備,如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床和數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)床等,有效解決了工件生產(chǎn)精度問(wèn)題,另外數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用,也使得一些復(fù)雜形狀的模具生產(chǎn)成為可能。
2.2 高速切削,大大提高模具生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力
隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的逐步完善,市場(chǎng)竟?fàn)幁h(huán)境越來(lái)越激烈,模具生產(chǎn)企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)更好的生存與發(fā)展必須想方設(shè)法提高竟?fàn)幠芰?。在社?huì)生產(chǎn)力普遍提高的情況下,模具生產(chǎn)企業(yè)要想獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益,很大程度上取決于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量,通過(guò)不斷縮短模具生產(chǎn)周期、采用更高水平的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)提高模具的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,使企業(yè)在市場(chǎng)中始終立于不敗之地。數(shù)控加工中高速切削技術(shù)的應(yīng)用,可以輕松實(shí)現(xiàn)模具生產(chǎn)企業(yè)的上述目標(biāo),誰(shuí)先采用該技術(shù),誰(shuí)就占領(lǐng)了模具生產(chǎn)的制高點(diǎn)。
2.3 促進(jìn)模具生產(chǎn)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化、智能化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
模具生產(chǎn)過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化、智能化,是指在模具生產(chǎn)制造過(guò)程中使用網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行相關(guān)虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造的技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)化、智能化數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用,不僅可以滿(mǎn)足當(dāng)前制模具生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統(tǒng)和制造企業(yè)的信息化集成需求,也為后續(xù)更新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);網(wǎng)絡(luò)化、智能化數(shù)控加工技術(shù)是未來(lái)模具生產(chǎn)制造企業(yè)發(fā)展的方向,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)控機(jī)床的加工工作指令,不僅可以保證模具工件的生產(chǎn)精度,更重要的是可以大大提高模具的生產(chǎn)效率,通過(guò)“中央控制中心”對(duì)模具生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一協(xié)調(diào)與控制,實(shí)現(xiàn)模具產(chǎn)品的智能化生產(chǎn)。
3、數(shù)控加工技術(shù)在模具制造當(dāng)中的應(yīng)用分析
3.1模具的分類(lèi)
在進(jìn)行模具加工前,首先要進(jìn)行模具的分類(lèi)。并根據(jù)模具的種類(lèi)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的選擇。當(dāng)前較為常用的加工機(jī)床有數(shù)控銑加工、數(shù)控電火花加工、數(shù)控電火花線(xiàn)切割、數(shù)控車(chē)削與數(shù)控磨削加工等。而一些模具適合的機(jī)床是相同的,例如有些模具可以應(yīng)用車(chē)平面,也可以用車(chē)錐面。
3.2不斷改進(jìn)數(shù)控技術(shù)
數(shù)控加工技術(shù)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制的,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的不斷革新,數(shù)控加工技術(shù)也隨之得到不斷的改進(jìn)。特別是數(shù)控加工技術(shù)在各級(jí)高校當(dāng)中教學(xué)和研究,使得數(shù)控加工技術(shù)不斷的進(jìn)步。隨著數(shù)控加工技術(shù)的提高,模具加工的水平和生產(chǎn)速度也隨之提高,在難度較高的模具制造方面也有極大的提高,如復(fù)雜的曲面模具,特別是工藝技術(shù)水平要求較高的模具,能夠利用數(shù)控銑加工結(jié)合數(shù)控電火花加工完成。
3.3不斷優(yōu)化加工程序
數(shù)控加工技術(shù)在很大程度上受到加工程序的影響和制約,加工程序越優(yōu)質(zhì),則加工水平越高,所收獲的加工效益就越高。為了保證加工效益,數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)人員要綜合考量加工的質(zhì)量、加工的時(shí)間以及程序的應(yīng)用三個(gè)方面。主要以加工程序更簡(jiǎn)便、非切削時(shí)間越短、加工質(zhì)量越高為基礎(chǔ)。例如在進(jìn)行主軸的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和停轉(zhuǎn)等步驟的設(shè)計(jì)時(shí),要以上述步驟的轉(zhuǎn)換時(shí)間越短越好。
3.4 實(shí)現(xiàn)模具生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化
隨著模具制造業(yè)的不斷發(fā)展,模具生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化就是在模具生產(chǎn)制造中使用網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化不僅可以滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求,同時(shí)也為新技術(shù)的研發(fā)提供了基礎(chǔ)。數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化和智能化將給模具制造業(yè)帶來(lái)新的歷史變革。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)控機(jī)床的加工下達(dá)工作指令,不僅可以提高模具生產(chǎn)的精準(zhǔn)率,同時(shí)也能提高模具的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)還可以對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行異地實(shí)時(shí)操作和控制,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)試和監(jiān)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況的目的,對(duì)模具制造有一定的實(shí)用性。數(shù)控機(jī)床智能化的發(fā)展,可以實(shí)現(xiàn)在加工過(guò)程中隨時(shí)隨地根據(jù)實(shí)際加工的變量進(jìn)行自動(dòng)選擇和調(diào)節(jié)的功能,從而提高基礎(chǔ)加工的精密度和效率。可見(jiàn),數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使模具制造實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化,為模具的制造業(yè)發(fā)展提供了有力保證。
結(jié)束語(yǔ)
總之,隨著數(shù)控技術(shù)和高新信息的不斷發(fā)展,數(shù)控加工技術(shù)在模具生產(chǎn)中具有重大作用和不可代替的地位,也是模具制造產(chǎn)業(yè)中的重點(diǎn)技術(shù)。數(shù)據(jù)加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用,可以滿(mǎn)足高精度制造的要求和形狀的復(fù)雜變化,可以進(jìn)行高速切削,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,還能實(shí)現(xiàn)模具生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化,為模具制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力的保證。
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對(duì)于中國(guó)這個(gè)制造業(yè)大國(guó)來(lái)說(shuō),模具是制造產(chǎn)品的基礎(chǔ),而如今模具的生產(chǎn)肯定離不開(kāi)數(shù)控加工技術(shù),數(shù)控加工技術(shù)可以連續(xù)對(duì)進(jìn)行切換的工序不間斷加工,節(jié)省了切換工序的時(shí)間,提高了工作效率,從而提高了模具制造企業(yè)的生產(chǎn)效益,節(jié)省了很多的勞動(dòng)力,這也等于節(jié)省了很大一部分成本,而且數(shù)控機(jī)床加工精細(xì),也大大提高了模具的質(zhì)量。
二、模具數(shù)控加工的意義
第一,節(jié)省了模具制造時(shí)間,對(duì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的新模具能夠及時(shí)制造出來(lái)。模具并不是最終產(chǎn)品,而是為新產(chǎn)品提供一個(gè)創(chuàng)造的工具,所以模具的生產(chǎn)并不是大量的,有可能每種模具就只制造一件,產(chǎn)品更新?lián)Q代非???,這就要求新模具的開(kāi)發(fā)要跟上產(chǎn)品的更新?lián)Q代,所以現(xiàn)在新模具的開(kāi)發(fā)時(shí)間也逐漸縮短,而數(shù)控加工縮短了模具的制造時(shí)間,這就給新模具的開(kāi)發(fā)節(jié)省了很大一部分時(shí)間,不僅如此,數(shù)控加工精細(xì)的特點(diǎn)也使加工出來(lái)的模具具有較高的質(zhì)量[1]。第二,對(duì)模具的設(shè)計(jì)進(jìn)行誤差控制。新模具的開(kāi)發(fā)并不是一制造出來(lái)就能生產(chǎn)出所需產(chǎn)品的,新模具的結(jié)構(gòu)往往不是那么固定,即使跟隨所需形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作出來(lái)以后也要進(jìn)行產(chǎn)品的試生產(chǎn),所以在模具制造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)有多處地方需要進(jìn)行修改,這些修改就要對(duì)模具進(jìn)行重新加工,為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量以及外觀,對(duì)模具的設(shè)計(jì)必須要進(jìn)行誤差控制,否則將對(duì)產(chǎn)品有很大的影響,模具要求表面不能有較高的粗糙度,而數(shù)控加工能夠?qū)δ>邇?nèi)外表面進(jìn)行很好的誤差以及粗糙度控制,使模具的生產(chǎn)更加符合生產(chǎn)商要求。
三、數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用
第一,控制模具誤差方面。模具數(shù)控加工一般是通過(guò)控制數(shù)控加工系統(tǒng)誤差來(lái)對(duì)模具的精確度進(jìn)行控制的,所謂控制數(shù)控加工系統(tǒng)就是提高數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性和幾何精度,以用來(lái)提高數(shù)控加工精度,現(xiàn)在的數(shù)控加工精度已經(jīng)可以控制在亞微米階段,有關(guān)專(zhuān)家正在對(duì)納米級(jí)的數(shù)控加工進(jìn)行研究。第二,加工應(yīng)變能力方面。數(shù)控機(jī)床能夠在同一機(jī)床和同一數(shù)控系統(tǒng)之下加工不同形狀的模具,數(shù)控加工不像傳統(tǒng)加工一樣一次只能對(duì)一種模具進(jìn)行加工,數(shù)控加工可以最大程度的實(shí)現(xiàn)加工柔性化,數(shù)控加工系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)存和編輯用戶(hù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行同機(jī)床不同模具的制造。第三,管理方面。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立多種通信協(xié)議,在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上指揮各種工作的完成,比如遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)視、遠(yuǎn)程操作加工程序、網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模具質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)診斷等[2]。除了網(wǎng)絡(luò)操作機(jī)器之外,也在網(wǎng)上監(jiān)督員工的工作情況等。第四,智能化系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制的加工CNC智能系統(tǒng)控制加工過(guò)程,具有自己診斷和自己調(diào)整特點(diǎn)的智能系統(tǒng)在加工過(guò)程中自動(dòng)編程加工數(shù)據(jù)控制加工。
四、國(guó)內(nèi)模具制造技術(shù)的回顧與模具
數(shù)控加工技術(shù)的未來(lái)發(fā)展前景第一,國(guó)內(nèi)模具制造技術(shù)的發(fā)展回顧。自1978年至今,我國(guó)的模具制造業(yè)主要分為三個(gè)發(fā)展階段,第一階段,1978年到1990年的發(fā)展初期,這個(gè)階段我國(guó)主要是靠引進(jìn)硬件設(shè)備結(jié)合相應(yīng)的合資運(yùn)營(yíng)方式來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)的制造工藝,這時(shí)候我國(guó)還不具備模具生產(chǎn)能力,但是引進(jìn)硬件設(shè)備也使我國(guó)生產(chǎn)水平得到了提高,為后來(lái)我國(guó)自己制造模具打下了基礎(chǔ);第二個(gè)階段是從1990年到2000年,這一階段是模具制造技術(shù)在我國(guó)的穩(wěn)步發(fā)展階段,這時(shí)的計(jì)算機(jī)發(fā)展非常迅速,計(jì)算機(jī)用于制造業(yè)帶動(dòng)了制造業(yè)的快速發(fā)展,而機(jī)床作為制造業(yè)的領(lǐng)先者很早就用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,很大程度上提高了我國(guó)模具制造的水平,這一時(shí)期對(duì)于我國(guó)制造業(yè)而言是一次很大的變革,以前不敢想沒(méi)法制造出來(lái)的模具都可以通過(guò)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工制造出來(lái),但是,這一階段的數(shù)控加工技術(shù)還存在著很多的問(wèn)題,比如數(shù)控機(jī)床制造模具的成本過(guò)高,技術(shù)不到位,模具質(zhì)量得不到保證,產(chǎn)量也相對(duì)較低,并且這時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)還主要是進(jìn)口而來(lái),進(jìn)口成本過(guò)高導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床沒(méi)法得到大量應(yīng)用,我國(guó)的制造能力還是很低;2000年至今是第三個(gè)階段,這一階段是我國(guó)模具數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展的階段,我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)能夠自主研發(fā)所需要的數(shù)控系統(tǒng),2001年我國(guó)加入世界貿(mào)易組織WTO,之后在國(guó)際貿(mào)易上我國(guó)終于獲得公平對(duì)待,可以用平常價(jià)引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床,極大的促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,提高了我國(guó)的模具制造水平,由此,數(shù)控技術(shù)開(kāi)始在我國(guó)真正的被廣泛應(yīng)用于模具制造,模具制造技術(shù)得到飛速發(fā)展,從而產(chǎn)生了很多新的模具制造技術(shù),但是,比起發(fā)達(dá)國(guó)家我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù)還相對(duì)比較落后,所以我國(guó)還需加快對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的研究以達(dá)到能對(duì)一些高精度的大型模具進(jìn)行制造[3]。第二,對(duì)模具數(shù)控加工技術(shù)的前景展望。未來(lái)的模具制造可能會(huì)從以下幾點(diǎn)進(jìn)行研究發(fā)展:(1)激光加工技術(shù),近幾年激光加工技術(shù)是模具加工研究的熱點(diǎn),使用激光加工,能使加工的模具更精細(xì)化,還能避免磨損以及加工刀具變形等問(wèn)題;(2)超聲波加工,超聲波是振動(dòng)產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象,模具制造中使用超聲波能對(duì)導(dǎo)電材料和絕緣體進(jìn)行差別化的切削,使切削方法更嚴(yán)密;(3)高壓水射加工,將水的壓力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能對(duì)材料進(jìn)行切削,這種方法零污染且適用于任何材料的切割,對(duì)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中有著傳統(tǒng)加工技術(shù)望塵莫及的優(yōu)勢(shì),其不但能使模具的質(zhì)量有所提高,也能夠節(jié)省勞動(dòng)力降低成本,對(duì)制造企業(yè)而言是非常有利的,我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)相對(duì)還比較落后,但是政府對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的研究非常支持,相信不久我國(guó)的模具數(shù)控加工技術(shù)一定能得到相應(yīng)的成就。
作者:李華波 單位:馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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關(guān)鍵詞:數(shù)控加工技術(shù);汽輪機(jī);葉片;有效應(yīng)用
汽輪機(jī)上的葉片能夠在運(yùn)作過(guò)程中將蒸汽轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,并通過(guò)不斷旋轉(zhuǎn)的形式為汽輪機(jī)提供動(dòng)力,使其能夠產(chǎn)生電力并不斷運(yùn)行,由此可見(jiàn),葉片作為汽輪機(jī)中的重要組成部分,在整個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中有著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)我國(guó)工業(yè)科技水平不斷受到國(guó)際化、科技化的推動(dòng)而提升,而全球工業(yè)的進(jìn)步也對(duì)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)提出了新要求,其中最重要的就是對(duì)葉片的型面設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)工藝加工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)需要,因此必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上融入數(shù)控加工等計(jì)算機(jī)科技手段并不斷對(duì)其優(yōu)化,在確保能夠提高其加工工藝水平的同時(shí)促進(jìn)工業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)效率,促進(jìn)我國(guó)工業(yè)實(shí)力的進(jìn)步與發(fā)展。
1汽輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及運(yùn)作分析
葉片作為汽輪機(jī)中的重要組成部分,不僅是使風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)換能量的重要前提,同時(shí)其質(zhì)量也決定著風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)作效率,是決定汽輪機(jī)是否能夠正常運(yùn)作的基本條件,葉片在通常情況下分為動(dòng)葉片與靜葉片兩種。就動(dòng)葉片而言,其主要由葉身、葉根、拉筋以及型面、葉冠和中間體幾個(gè)部分構(gòu)成。其中,中間葉身的結(jié)構(gòu)是最繁瑣的,平常見(jiàn)到的多數(shù)為扭轉(zhuǎn)型的自由曲面。通常情況下,可將葉身型面劃分成葉根圓角、進(jìn)氣邊圓角、背弧、拉筋以及葉冠圓角、出氣邊圓角和內(nèi)弧幾個(gè)部分。葉身型面均由不一樣的截面型線(xiàn)擬合而成的曲面,葉身型面是由一組間距不一致的截面型線(xiàn)所形成的一種空間扭曲面,通常情況下,將葉身部分的該部分橫截面稱(chēng)作葉型,將每個(gè)橫截面的邊緣叫做型線(xiàn),在通常,一條型線(xiàn)均由三個(gè)部分構(gòu)成,即背弧、進(jìn)氣邊圓弧以及內(nèi)弧與出氣邊圓弧,型線(xiàn)對(duì)葉片的具體工作有著直接性的作用和影響,許多型面均屬于一種彎扭變截面與等截面彎扭曲面。在通常情況下,葉根形式有菱形、T形以及樅樹(shù)形與叉形四種。與動(dòng)葉片不同的是,靜葉片被固定在汽輪機(jī)中的氣缸里的葉片。而氣缸中具有許多靜葉片,每一個(gè)靜葉片都與一個(gè)動(dòng)葉片進(jìn)行組合形成一級(jí),而當(dāng)熱蒸汽進(jìn)入汽缸并進(jìn)入到第一個(gè)葉片級(jí)時(shí),靜葉片就將蒸汽倒入動(dòng)葉片處,并使其產(chǎn)生推力推動(dòng)動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn),而隨著熱蒸汽的不斷進(jìn)入,每一級(jí)葉片都因受到上一級(jí)的推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),并且隨著蒸汽總量與速度進(jìn)入的增加,動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的速度也不斷加快,最終使每一級(jí)的動(dòng)葉片都不斷運(yùn)行,并產(chǎn)生機(jī)械能,為汽輪機(jī)提供動(dòng)力。
2葉片的數(shù)控加工工藝
傳統(tǒng)葉片加工工藝已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)需要,而數(shù)控技工技術(shù)與葉片加工工藝的結(jié)合完美地解決了這一問(wèn)題。其中葉片在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的氣道對(duì)汽輪機(jī)所產(chǎn)生的功率有直接影響作用,因此在進(jìn)行葉片加工時(shí)需要將葉片氣道作為保證葉片質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)能夠熟練地運(yùn)用先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)來(lái)進(jìn)行葉片加工,而現(xiàn)如今我國(guó)仍屬于起步階段,在葉片數(shù)控加工方面略顯不足。因此,我國(guó)相關(guān)科研人員正不斷地研究該技術(shù)并創(chuàng)新,以期為促進(jìn)我國(guó)工業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。數(shù)控加工葉片技術(shù)不僅具有先進(jìn)的科學(xué)性,同時(shí)也具備其它優(yōu)勢(shì)。首先,數(shù)控機(jī)加工技術(shù)在一定基礎(chǔ)上能夠通過(guò)智能化加工及管理有效提高葉片的質(zhì)量,在降低葉片型線(xiàn)誤差值的同時(shí)也為提高汽輪機(jī)整體質(zhì)量提供保障;其次,數(shù)控加工葉片技術(shù)的投入大量節(jié)省人力,并且有效地提高加工工作效率,為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省成本的同時(shí)增加經(jīng)濟(jì)效益。由于受到其工作性質(zhì)影響,加工企業(yè)在選擇葉片材料時(shí)通常采用1Crl3與2Crl3等不銹材料,以確保能夠提高葉片的使用壽命,增加汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換率及機(jī)械利用率。但由于這兩種材料具有高強(qiáng)度、易變形等特點(diǎn),因此在加工過(guò)程中增加了一定難度。
3基于并聯(lián)機(jī)床的汽輪機(jī)葉片的數(shù)控加工應(yīng)用
并聯(lián)機(jī)床是近年才出現(xiàn)的一種有效結(jié)合了科技與工藝的新概念加工機(jī)床,該機(jī)床通過(guò)利用CAD/CAM軟件等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)將機(jī)器人結(jié)構(gòu)與機(jī)床完美結(jié)合,不僅具有低成本、高效率以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),同時(shí)也因其壽命長(zhǎng)、加工精度較高等優(yōu)勢(shì)受到全世界工業(yè)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。通常情況下,基于并聯(lián)機(jī)床的汽輪機(jī)葉片的數(shù)控加工程序由以下幾個(gè)部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn):第一,CAD技術(shù)的處理流程;第二,并聯(lián)機(jī)床的加工流程。并聯(lián)機(jī)床的加工內(nèi)容著重包括葉身型面、葉冠、葉根和葉身以及葉片的葉根和葉冠的交接面?;赨G的葉片數(shù)控加工的編制程序著重涵蓋了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:a.葉片零部件的三維造型;b.對(duì)葉片數(shù)控加工的工藝程序、加工的工具進(jìn)行確認(rèn);c.刀位的精確計(jì)算和所生成的刀具的運(yùn)動(dòng)軌道;d.對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行科學(xué)的校驗(yàn)以及仿真與編輯,同時(shí)形成相應(yīng)的刀位文件;e.以后置處理流程為依據(jù),將刀位文件變成數(shù)控機(jī)床可以讀取的NC代碼。運(yùn)用UG軟件對(duì)葉片進(jìn)行數(shù)控加工,在通常情況下,其數(shù)控加工的編制程序均是在UG/CAM中形成了刀具的軌跡后,在進(jìn)行NT仿真與校驗(yàn),可將加工數(shù)據(jù)與信息輸出視為刀位源的一種具體文件。在刀位源文件中著重包括刀具信息、加工坐標(biāo)系信息、刀具位置以及所有的加工輔助命令信息和姿態(tài)信息,需要通過(guò)一定的后置處理器,把它轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床可以接受的一些數(shù)控程序,同樣,也可擇取并聯(lián)機(jī)床自身所有的后處理程序進(jìn)行相應(yīng)的后處理工作。在UG軟件中,供應(yīng)了在形式上抽象、繁瑣的各種零件的粗精加工,廣大用戶(hù)可按照各種零件架構(gòu)、加工精度以及加工表面形狀等方面的一些具體要求,對(duì)加工類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇,在所有的加工類(lèi)型中都涵蓋了多種形式的加工模塊。運(yùn)用加工模塊能迅速的建立加工操作。在交互操作中,在圖形方式之下對(duì)編輯刀具路徑進(jìn)行交互,進(jìn)而形成適合于機(jī)床的數(shù)控加工流程。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,數(shù)控加工葉片工藝技術(shù)不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)加工工藝中的不足進(jìn)行完善,同時(shí)也能夠提升葉片的整體質(zhì)量。此外,由于在進(jìn)行加工設(shè)計(jì)時(shí),將傳統(tǒng)工藝中的去毛坯余量的步驟放在普通機(jī)床中進(jìn)行,而具體加工則采用并聯(lián)機(jī)床,不僅大大節(jié)省了加工時(shí)間,同時(shí)也能夠利用并聯(lián)機(jī)床的先進(jìn)性與智能性,在提高葉片的加工精度、降低加工誤差值的同時(shí)大量節(jié)省人力財(cái)力,從根本上提高了生產(chǎn)效益,對(duì)促進(jìn)我國(guó)工業(yè)科技水平的提高起到重要作用。
作者:程匯添 單位:哈爾濱汽輪機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司
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關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床;數(shù)控加工;教學(xué)研究
中圖分類(lèi)號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
現(xiàn)代制造技術(shù)正朝著數(shù)字化、集成化、柔性化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化的方向發(fā)展,而數(shù)字化制造技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的核心。尤其是數(shù)控加工技術(shù)在模具制造、汽車(chē)制造、飛機(jī)制造等精加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。為培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需求的高技能人才,需要加強(qiáng)教學(xué)模式、教學(xué)方法的改革與探索。
一、本課程的特點(diǎn)及教學(xué)中遇到的問(wèn)題
1.內(nèi)容繁多,課時(shí)減少
數(shù)控技術(shù)課程體系及其內(nèi)容要緊緊圍繞本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的狀況和趨勢(shì)進(jìn)行,為達(dá)到厚基礎(chǔ)、寬專(zhuān)業(yè)、適應(yīng)性強(qiáng)的培養(yǎng)要求,使學(xué)生掌握比較完整、系統(tǒng)的現(xiàn)代機(jī)械加工理論和技術(shù),所授課程內(nèi)容相對(duì)較多,然而,隨著社會(huì)對(duì)技能性人才需求的急劇增加,教育改革的實(shí)行,各門(mén)課程的教學(xué)時(shí)數(shù)相應(yīng)縮減,教師很難在相應(yīng)學(xué)時(shí)內(nèi)完成所有內(nèi)容的講解。
2.實(shí)踐性強(qiáng),條件有限
數(shù)控加工技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程,沒(méi)有上機(jī)操作時(shí)間保障,相關(guān)課程兒乎形同虛設(shè)。如何給學(xué)生創(chuàng)造必要的上機(jī)操作實(shí)踐學(xué)時(shí),是普及數(shù)字化加工技術(shù)的關(guān)鍵所在。對(duì)此,教學(xué)面臨四種困擾,即:“買(mǎi)不起、養(yǎng)不起、用不起、擔(dān)不起”。
“買(mǎi)”不起是指:數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴,很多學(xué)校買(mǎi)不起。即使是發(fā)達(dá)國(guó)家的高等院校也無(wú)法做到讓學(xué)生敞開(kāi)使用數(shù)控機(jī)床。
“養(yǎng)”不起是指:數(shù)控機(jī)床需要大面積、高潔凈環(huán)境的場(chǎng)地,修理、日常維護(hù)費(fèi)用很多學(xué)校養(yǎng)不起。
“用”不起是指:數(shù)控機(jī)床加工的原材料消耗、 能源消耗、刀具及輔料的消耗大,很多學(xué)校付不起這筆費(fèi)用。
“擔(dān)”不起是指:數(shù)控機(jī)床按程序工作,一旦有誤,危害性遠(yuǎn)大于普通機(jī)床,輕則損機(jī),重則傷人,其經(jīng)濟(jì)責(zé)任或人身傷害的責(zé)任,任課教師承擔(dān)不起,學(xué)校也承擔(dān)不起。而學(xué)生的學(xué)習(xí)階段恰恰就是容易出現(xiàn)失誤高危期,讓教師保證讓眾多初出茅廬的學(xué)生做到萬(wàn)無(wú)一失,兒乎是不可能完成的任務(wù)。
面對(duì)以上困擾的現(xiàn)實(shí)狀況是:學(xué)校要么無(wú)機(jī)可用,要么有機(jī)怕用,學(xué)生普遍無(wú)法獲得掌握數(shù)控技術(shù)必要的基本操作機(jī)時(shí)。各大院校(除培養(yǎng)操作人員的職業(yè)技術(shù)院校外)數(shù)控技術(shù)教學(xué),流于形式者多,總體教學(xué)效果相當(dāng)有限。
二、針對(duì)本課程的特點(diǎn),在教學(xué)中采用個(gè)人便攜式數(shù)控機(jī)床可以起到很好教學(xué)效果。
本文作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)由深圳大學(xué)教授王華權(quán)發(fā)明的個(gè)人便攜式數(shù)控機(jī)床不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的所有功能,還可以直接通過(guò)三維建模來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意,不需要知道程序。
攜式數(shù)控機(jī)床(Personal Portable CNC,以下簡(jiǎn)稱(chēng)PPCNC)是一種針對(duì)數(shù)控加工教學(xué)的教學(xué)設(shè)備。該設(shè)備以PC機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng),用自行開(kāi)發(fā)的數(shù)控軟件界面進(jìn)行加工操作,具有自動(dòng)、手動(dòng)直接輸入操作模式以及刀偏設(shè)置、刀路模擬、診斷等機(jī)床顯示狀態(tài)。
1、在教材建設(shè)方面取得良好效果
筆者認(rèn)為:對(duì)于本科學(xué)生,數(shù)控加工學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)應(yīng)以掌握數(shù)控加工核心技術(shù)和基本概念為主,在我國(guó)現(xiàn)有的教學(xué)條件下,學(xué)校無(wú)法提供足夠的學(xué)時(shí)、機(jī)時(shí),讓學(xué)生去對(duì)數(shù)控加工的每個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行深入鉆研,也沒(méi)有必要讓學(xué)生去作此鉆研。便攜式數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)提取了最核心,最基本的功能要素,擁有一套基于PC機(jī)的專(zhuān)用數(shù)控操作軟件界面,將最基本的自動(dòng)運(yùn)行模式、手動(dòng)直接輸入命令模式、刀具偏置模式、刀路模擬模式以及診斷模式等納入軟件的控制界面中,并編制了詳細(xì)的使用說(shuō)明書(shū)。編寫(xiě)并錄制了一套具有多個(gè)教學(xué)案例的電了版多媒體教材,學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)顯示屏上看到典型工件的建模、刀路設(shè)計(jì)的錄像并戴上耳機(jī)聽(tīng)配音解說(shuō),便于學(xué)生自學(xué)。然后在與計(jì)算機(jī)顯示器并排放置的個(gè)人便攜式機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工。
2、可以積極調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果
首次上課學(xué)生與教師通過(guò)20分鐘的互動(dòng)式學(xué)習(xí),即可對(duì)PPCNC操作自如。 此后的每次課,老師介紹幾個(gè)基本的G指令后,讓學(xué)生邊看音像教材學(xué)邊做加工作業(yè),老師與學(xué)生在輕松的氛圍中進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生感受到了“玩玩具”的樂(lè)趣,極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。相比與現(xiàn)行的將數(shù)控原理理論教學(xué)與環(huán)節(jié)與上數(shù)控機(jī)床操作環(huán)節(jié)分離的教學(xué)模式,此種教學(xué)方式的教學(xué)效率明顯改善,學(xué)生對(duì)掌握數(shù)控加工技術(shù)所需要的時(shí)問(wèn)明顯減少,對(duì)數(shù)控加工技術(shù)理解程度深度明顯深化,教師和學(xué)生的腦力及體力勞動(dòng)強(qiáng)度明顯下降,使數(shù)控加工教學(xué)進(jìn)入一個(gè)近乎可以全部自學(xué),而且是邊學(xué)、邊做、邊玩的境地,有在此前學(xué)過(guò)數(shù)控加工技術(shù)的學(xué)生選修此課后,十分感慨和興奮。
3、與傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床教學(xué)相比,優(yōu)勢(shì)明顯。
第一.造價(jià)低
該設(shè)備的造價(jià)僅為購(gòu)置普通加工中心的十分之一到二十分之一。
經(jīng)深圳大學(xué)教學(xué)統(tǒng)計(jì)和測(cè)算:試驗(yàn)期問(wèn),持續(xù)時(shí)問(wèn)6周的課程,為91名學(xué)生提供了1953人/學(xué)時(shí)的上機(jī)操作時(shí)問(wèn),學(xué)生自行設(shè)計(jì)并完成了雕刻作品一件、三維平面加工零件一件、三維曲面加工作品一件、凹凸配合工件一套、配制鑰匙一把、自選加工作品一件。嘗試使用了塑料、木材和金屬等材料。
91名學(xué)生共消耗毛坯材料0.31m3,價(jià)值約200元;金屬鑰匙批100條價(jià)值30元,損壞刀具10支,價(jià)值20元;按單機(jī)功耗(計(jì)算機(jī)+PPCNC ) 150瓦計(jì),總共耗電251.1度(約
251.1X0.68=170.75元)。材料、刀具損耗、能源消耗,三項(xiàng)合計(jì)費(fèi)用420.748元,平均每位學(xué)生費(fèi)用為4.52元,未出現(xiàn)過(guò)傷及學(xué)生的事故,也未因誤操作造成機(jī)床損壞。這么少的消耗,如此優(yōu)良的安全性能,現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外的數(shù)控加工教學(xué)方法,至今尚難以做到。
第二.安全性好
該設(shè)備采用24 V直流供電,無(wú)需設(shè)置漏洞保護(hù),主軸功率小,刀具工作范圍小且有護(hù)罩保護(hù),設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件細(xì)小,基本不會(huì)出現(xiàn)傷及操作人員的情況, 免去了對(duì)學(xué)生可能遭受工傷的顧忌。
第三.場(chǎng)地要求低
可其置于教學(xué)課桌上,供學(xué)習(xí)使用。100m2的教室可放置40}SOPPCNC和操控電腦。.
第四、維護(hù)費(fèi)低、耗材省
PPCNC在正常使用狀態(tài)下不用特別維護(hù),平均耗電30瓦,每個(gè)加工實(shí)例可在50毫米x5毫米x10毫米的塑料(或代木)上完成(材料費(fèi)用僅0.5 元)。
這些特點(diǎn),可使學(xué)校有效擺脫數(shù)控加工教學(xué)環(huán)節(jié)中,因設(shè)備昂貴、龐大,場(chǎng)地占用多,能耗高,工具及耗材費(fèi)高,維護(hù)費(fèi)用高,工作風(fēng)險(xiǎn)性高所帶來(lái)的困境,為數(shù)控加工教學(xué)提供了安全、高效、經(jīng)濟(jì)的教學(xué)平臺(tái),使得學(xué)校對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)或上機(jī)實(shí)習(xí)存在的:擔(dān)不起心(怕學(xué)生誤操作傷及人身或損壞機(jī)器)、花不起錢(qián)(價(jià)格昂貴買(mǎi)不起)、用不起電(電耗、油耗、料耗)、供不起地(場(chǎng)地需求大、裝修要求高)、換不起件(維修費(fèi)高),養(yǎng)不起人(設(shè)備需要專(zhuān)門(mén)配備人員編制)等一系列困擾,一并消弧。
此外,這種利用PPCNC的教學(xué)模式,比現(xiàn)在教室上理論課然后利用工業(yè)CNC作為實(shí)訓(xùn)設(shè)備的教學(xué)模式,更為直觀、易懂。PPC NC與電腦顯示屏幕可并行地放在課桌上,在PPCNC的MDI模式下,通過(guò)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)可直接輸入G指令,按鍵盤(pán)的回車(chē)鍵后,立即可以看到機(jī)床的動(dòng)作,便于學(xué)生學(xué)習(xí)理解各種G指令的含義(如:在MDI方式下輸G00
G54XOYOZO指令,學(xué)生可看到刀具移動(dòng)到工件原點(diǎn)的過(guò)程……)。
PPCNC的研制與教學(xué)實(shí)踐,開(kāi)創(chuàng)了一種數(shù)控加工教學(xué)的新模式,為普及和提高數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。由于其獨(dú)到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可使其制造成本降到目前院校教學(xué)中廣泛使用的工業(yè)CNC的十分之一,安全顧慮兒乎可以忽略不計(jì)。其教學(xué)應(yīng)用前景廣闊。PPCNC的應(yīng)用除可使機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生受益外,也可成為向非機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生及中小學(xué)生普及數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)平臺(tái),為提高全民族的創(chuàng)新性技能服務(wù)。
總之,我們要重視人才素質(zhì)和能力的培養(yǎng),不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育思想和教學(xué)模式,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),探索更有效的教學(xué)模式和方法。只有如此,才能滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求,使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)能更有效地迎接竟?fàn)幣c挑戰(zhàn)!
[參 考 文 獻(xiàn)]
數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用主要是通過(guò)掌握和使用數(shù)控加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)的,各類(lèi)數(shù)控機(jī)床則是實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主要途徑。數(shù)控機(jī)床具有生產(chǎn)效率和加工自動(dòng)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(wú)法加工的復(fù)雜型面加工,幾乎不要專(zhuān)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(dòng)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(guó)政府的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策,將對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。筆者認(rèn)為,認(rèn)真分析并主動(dòng)改進(jìn)措施,對(duì)提升職業(yè)院校學(xué)生數(shù)控機(jī)床應(yīng)用能力,提高數(shù)控機(jī)床的利用率,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、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(guó)制造業(yè)中已經(jīng)有了較長(zhǎng)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(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)維修,明確每臺(tái)設(shè)備的加工精度,明確每臺(tái)設(shè)備的加工任務(wù)。對(duì)于大批量成批生產(chǎn)的零件加工工廠(chǎng),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(duì)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(zhǎng)、精度最差的設(shè)備定為專(zhuān)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(duì)現(xiàn)有設(shè)備資源的合理搭配、明確分工,將機(jī)床對(duì)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(zhǎng)了設(shè)備的壽命。
2、換刀次數(shù)及位置不合理。利用數(shù)控車(chē)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(guò)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(chē)削批量加工時(shí),選擇簡(jiǎn)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(xiàn)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?xún)?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(kāi)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。
二、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(méi)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(méi)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(huì)提高,同時(shí)也會(huì)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。
對(duì)于企業(yè)而言,獲取優(yōu)秀技術(shù)人才有二個(gè)途徑:一是在現(xiàn)有員工中選拔年輕同志進(jìn)行技能提升培訓(xùn)。這個(gè)辦法具有很強(qiáng)的針對(duì)性,效率會(huì)很高,但是員工學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性會(huì)因?yàn)閷W(xué)習(xí)影響休息而受影響,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)也會(huì)有短期的影響。
企業(yè)獲取優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才的第二個(gè)途徑,是通過(guò)校企合作,在技工院校里進(jìn)行定向培養(yǎng),充分利用技工院校的師資、設(shè)備和人才培養(yǎng)能力,以教學(xué)加生產(chǎn)的方式,使學(xué)生從基本理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)、設(shè)備原理、數(shù)控編程技巧、生產(chǎn)實(shí)習(xí)加工等方面能夠系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,通過(guò)考核鑒定的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試市和評(píng)價(jià),其實(shí)提高人才培養(yǎng)水平。這個(gè)途徑需要企業(yè)緊密與學(xué)校的聯(lián)系,在各個(gè)培養(yǎng)階段,都要加強(qiáng)企業(yè)特色,才能解決好快速和有效,再通過(guò)進(jìn)入企業(yè)的崗前短期培訓(xùn),一批合格的培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才就會(huì)迅速補(bǔ)充到員工隊(duì)伍中。
2、對(duì)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(hù)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(duì)集中管理的方式較好,即"專(zhuān)業(yè)管理,集中使用"的辦法。工藝技術(shù)準(zhǔn)備由工廠(chǎng)工藝技術(shù)部門(mén)負(fù)責(zé),生產(chǎn)管理由工廠(chǎng)下達(dá)任務(wù)統(tǒng)一平衡,以規(guī)?;a(chǎn)品線(xiàn)設(shè)計(jì)加工車(chē)間物流線(xiàn),科學(xué)設(shè)置數(shù)控機(jī)床,縮短運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,有效利用加工時(shí)間,實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工集約化。對(duì)于數(shù)控加工不多但又確實(shí)需要的企業(yè),在優(yōu)化和提高生產(chǎn)工藝方面應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)性設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工集中管理,集中實(shí)施。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(lái),實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),連鎖化管理,通用化對(duì)接,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(xiàn),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(guó)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(guò)切,無(wú)論是曲面的粗加工還是加工,都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。
4、編制理想的加工程序。數(shù)控機(jī)床使用水平的高低不但與設(shè)備操作者的技術(shù)水平有關(guān),而且很大程度上取決于編程人員的編程技巧和機(jī)械加工工藝水平的高低。一個(gè)好的程序應(yīng)該是:在保證加工質(zhì)量的前提下,程序段最少、工件的加工周期最短。為了縮短非切削時(shí)間,提高效率。在編程時(shí)可考慮下列問(wèn)題:指令并行執(zhí)行,由于數(shù)控程序的執(zhí)行方式是逐行執(zhí)行,降低非切削時(shí)間,可將各種指令結(jié)合在同一行執(zhí)行。即根據(jù)各類(lèi)指令所完成的動(dòng)作"使不會(huì)發(fā)生動(dòng)作干涉的部分指令并行執(zhí)行。
縱觀汽車(chē)發(fā)展史,有著太多推陳出新的設(shè)計(jì)。特別是近些年伴隨著模具技術(shù)的快速發(fā)展,汽車(chē)整體造型技術(shù)得到了飛速的更新,“門(mén)把手”這一汽車(chē)設(shè)計(jì)上最常見(jiàn)的配置,也隨著時(shí)間的推移,或因技術(shù)落后或因安全及人性化設(shè)計(jì)不足等原因發(fā)生了日新月異的變化。目前汽車(chē)門(mén)把手最常用的是采用注塑成型技術(shù)如何在最短的時(shí)間內(nèi),用最少的成本開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出使客戶(hù)滿(mǎn)意的產(chǎn)品是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的樣品試制可以選擇成本更為低的逆向以及數(shù)控加工技術(shù),這將大大縮短開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的周期,進(jìn)而縮短交貨周期,降低生產(chǎn)成本。但是這一設(shè)計(jì)過(guò)程的精確性和加工的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到樣品的質(zhì)量,影響產(chǎn)品的外觀和試用的手感,因此廠(chǎng)家都會(huì)提出了較高的要求,本文以某一知名品牌的門(mén)把手的樣品開(kāi)發(fā)為例,主要對(duì)其進(jìn)行逆向成型和數(shù)控仿真加工過(guò)程分析。
2汽車(chē)門(mén)把手的逆向造型
目前,產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程采用兩種截然不同的方式。其中,產(chǎn)品的正向造型工程也被稱(chēng)為傳統(tǒng)造型工程,主要是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工、裝配實(shí)驗(yàn)等所進(jìn)行造型的全過(guò)程。而逆向工程則是一種在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)有模型進(jìn)行改造設(shè)計(jì),它主要以現(xiàn)有產(chǎn)品為藍(lán)本,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)一步消化吸收的基礎(chǔ)上,再對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì),進(jìn)而得到新的更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品的過(guò)程。在門(mén)把手的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果按照傳統(tǒng)的產(chǎn)品的正向造型工程,其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程比較復(fù)雜,消耗大量的人力、物力和財(cái)力。門(mén)把手的逆向建模過(guò)程中,采用了DelcamPowerSHAPE軟件。這是一款逆向/正向混合設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng),它集實(shí)體建模、曲面以及三角形造型建模技術(shù)為一體,在逆向建模過(guò)程中能夠充分發(fā)揮三者混合設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì),減少輸入輸出次數(shù),大大提高了建模的速度和準(zhǔn)確性。本文采用REACOM精睿1M-16(工業(yè)類(lèi))光柵式三維掃描儀進(jìn)行門(mén)把手點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取。其測(cè)量獲得的點(diǎn)云初始數(shù)據(jù)如圖1所示。利用PowerSHAP軟件首先手動(dòng)刪除一些明顯的雜點(diǎn),調(diào)節(jié)優(yōu)化,減少點(diǎn)的數(shù)量減少數(shù)據(jù)運(yùn)算量,防止軟件因運(yùn)算量過(guò)大而崩潰;再生成小平面體,對(duì)小平面體進(jìn)行平滑光順處理如圖2所示。緊接著對(duì)小平面體上抽取曲線(xiàn)作為特征線(xiàn),并對(duì)特征曲線(xiàn)進(jìn)行高斯光順處理得到處理后的特征曲線(xiàn)如圖3所示。最后充分發(fā)揮PowerSHAP的正逆向混合設(shè)計(jì)的特點(diǎn),利用正逆向混合的方式產(chǎn)生曲面,對(duì)門(mén)把手的裝配位置盡量使用正向造型功能以保證裝配精度,最終生成門(mén)把手的三維模型如圖4所示。
3汽車(chē)門(mén)把手的數(shù)控加工
PowerMILL是由英國(guó)達(dá)爾康公司出品的,具有功能強(qiáng)大、加工策略豐富、快速產(chǎn)生粗精加工路徑等特點(diǎn)的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)。并且能夠?qū)?-5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行非常完整的干涉檢查與排除。在2014版本中,增加了Vortex旋風(fēng)銑功能,旋風(fēng)銑是Delcam擁有專(zhuān)利的高速區(qū)域清除加工策略。它通過(guò)控制刀具切入材料的最大切入角,并能始終保持接觸角在最為優(yōu)化狀態(tài),即使在內(nèi)角處,從而優(yōu)化了整個(gè)刀具路徑的切削條件,能夠縮短加工時(shí)間高達(dá)70%,大大的提高了我們的加工效率。3.1門(mén)把手的加工工藝分析門(mén)把手是個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),用對(duì)稱(chēng)面把它分成兩部分加工,這兩部分的分型面設(shè)計(jì)成一柱一銷(xiāo)的裝配結(jié)構(gòu)。每一部分我們均采取如下原則:先加工曲面,再定位面,加工特征;先加工加工精度要求高的幾何形狀,再加工比較低的幾何形狀;基準(zhǔn)面先行原則。3.2門(mén)把手加工軌跡的生成加工過(guò)程分解成相似的兩部分,以其中一部分為例分析其加工的具體過(guò)程。首先進(jìn)行開(kāi)粗處理,粗加工的目的是快速切除毛坯多余量,應(yīng)該選用盡可能大的進(jìn)給量和切削深度,以便在較短的時(shí)間內(nèi)盡可能多的切除切屑。PowerMILL軟件的旋風(fēng)銑可以使用大于3倍刀具直徑的切削深度,充分利用刀具的可切削部分以及可控的切入角能最大限度地提高切削效率。加工過(guò)程如圖5所示。精加工主要是加工出精確輪廓的加工工序,采用硬質(zhì)合金的球頭立銑刀進(jìn)行點(diǎn)加工。為了保證表面加工質(zhì)量,適合采用高轉(zhuǎn)速,快進(jìn)給,小步距的加工切削參數(shù),具體的刀路軌跡如圖6所示。
4后置處理和模擬仿真
后置處理程序的作用是對(duì)刀具加工軌跡的有限元分析。建立基于ANSYS的零件銑削過(guò)程的三維有限元加工模型,對(duì)銑削過(guò)程進(jìn)行加工仿真模擬,能夠獲取切削力、切削熱、應(yīng)力應(yīng)變等曲線(xiàn),再對(duì)它們進(jìn)行分析。主要選擇模擬仿真獲取的銑削力數(shù)據(jù)并用MATABLE軟件對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理發(fā)現(xiàn)刀具受力保持穩(wěn)定,幾乎受力始終保持恒定狀態(tài),如圖7所示。
5結(jié)語(yǔ)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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