提高數控加工技術(shù)的方法
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【摘要】如何利用和發(fā)展數控加工,實(shí)現高效數控加工(High Efficiency NC Machining)已成為企業(yè)普遍關(guān)心的大事。
許多企業(yè)中數控加工效率低下,數控制造能力不足已成為較突出的共性問(wèn)題。
如何通過(guò)高效數控加工技術(shù)的研究提高數控制造技術(shù)水平,提高數控加工的能力,是擺在我們面前的嚴峻課題。
實(shí)現高效數控加工對增強企業(yè)的綜合競爭力,提高可持續發(fā)展能力都具有現實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】數控機床;加工技術(shù)
一、數控加工技術(shù)
數控機床具有生產(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)量穩定性好,能完成許多普通機床難以加工或根本無(wú)法加工的復雜型面加工,幾乎不要專(zhuān)用的工裝卡具、減少在制品,提高經(jīng)濟效益和大大減輕操作工人的勞動(dòng)強度等一系列優(yōu)點(diǎn)。
隨著(zhù)制造業(yè)的迅速發(fā)展,大力發(fā)展以數控機床為先導的裝備制造業(yè)已成為我國政府的一項產(chǎn)業(yè)政策,將對數控機床的發(fā)展產(chǎn)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(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)和加快建設制造強國的進(jìn)程。
二、影響數控機床加工質(zhì)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(yè)中已經(jīng)有了較長(cháng)的使用時(shí)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(chǎn)品的加工質(zhì)量,我們定期對數控設備進(jìn)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(wù)。
對于大批量成批生產(chǎn)的零件加工工廠(chǎng),應嚴格區分粗、精加工的設備使用,因為粗加工時(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)對設備的精度損害是最嚴重的,因此我們將使用年限較長(cháng)、精度最差的設備定為專(zhuān)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(zhì)量的影響降到了最低,同時(shí)又保護了昂貴的數控設備,延長(cháng)了設備的壽命。
2、操刀次數及位置不合理
利用數控車(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)程的穩定性是獲得良好經(jīng)濟效益的基礎。
數控車(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、減少機床磨損、降低加工成本的有效途徑。
改進(jìn)換刀點(diǎn)設置是為達此目的進(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分析、優(yōu)化設計,改進(jìn)換刀點(diǎn)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(zhù)機床的工作效率,所以?xún)?yōu)化編程質(zhì)量是提高數控機床工作效率的一個(gè)重要方法。
首先,熟悉機床的指令,充分開(kāi)發(fā)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(shí)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(shù)的方法
1、培養優(yōu)秀的數控技術(shù)人才
數控機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,數控機床的效率就不可能得到有效提高,沒(méi)有好的機床操作者就達不到最佳加工方式,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(yōu)秀的數控技術(shù)人員。
2、對數控機床實(shí)施科學(xué)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(hù)多年管理實(shí)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(zhuān)業(yè)管理,集中使用”的辦法。
工藝技術(shù)準備由工廠(chǎng)工藝技術(shù)部門(mén)負責,生產(chǎn)管理由工廠(chǎng)下達任務(wù)統一平衡。
有條件的可以采用計算機集成管理的生產(chǎn)方式。
由計算機把數控機床生產(chǎn)所需的各種作業(yè)和加工信息管理起來(lái),實(shí)行信息共享,以減少生產(chǎn)準備時(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。
為了提高生產(chǎn)率國內外數控機床尤其是加工中心正向著(zhù)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力切削的性能,而性能要穩定。
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(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,都應優(yōu)先選擇平頭刀。
4、編制理想的加工程序
數控機床使用水平的高低不但與設備操作者的技術(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械加工工藝水平的高低。
一個(gè)好的程序應該是: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:指令并行執行,由于數控程序的執行方式是逐行執行,降低非切削時(shí)間,可將各種指令結合在同一行執行。
即根據各類(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行。”例如:可把主軸的啟動(dòng)停轉與快速移動(dòng)、定位相重合。
把刀具的準備與尋位,切削過(guò)程相重合。
這樣就減少了非切削時(shí)間,減少換刀次數。
除了,在優(yōu)化工藝路線(xiàn)中,提及的措施外,在有一定的生產(chǎn)批量。
且在機床功率和主軸剛度允許的情況下,可以采用復合刀具。
多軸小動(dòng)力頭,多刃刀具進(jìn)行加工,這就能夠減少換刀次數及其輔助時(shí)間,多點(diǎn)位換刀,編程人員為了保證加工中心換刀時(shí)的安全,刀具不碰到工件或夾具和編程方便。
換刀點(diǎn)一般都設在遠離工件的位置并將換刀點(diǎn)固定。
即所有的換刀都在這個(gè)確定的換刀點(diǎn)進(jìn)行,這種方法的好處是:換刀安全、簡(jiǎn)單、方便。
其不足是:此方法可能造成退刀路徑的增加,退刀過(guò)程中轉折點(diǎn)的增多,從而導致?lián)Q刀時(shí)間的延長(cháng),致使加工效率下降。
為了解決這一問(wèn)題,可根據各工步加工表面的位置及刀具、工件、夾具之間的空間關(guān)系。
設置多個(gè)換刀點(diǎn),以減少退刀過(guò)程中的停頓,定位次數。
由于這樣減少了換刀過(guò)程中主軸快速移動(dòng)距離和移動(dòng)中的停頓定位次數”故有效降低了非切削的輔助時(shí)間。
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