時間:2023-03-29 09:19:02
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英文名稱:Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
主管單位:中國科協
主辦單位:中國機械工程學會生產工程分會;大連組合機床研究所
出版周期:月刊
出版地址:遼寧省大連市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1001-2265
國內刊號:21-1132/TG
郵發代號:8-62
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1959
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
論文摘要隨著液壓伺服控制技術的飛速發展,液壓伺服系統的應用越來越廣泛,隨之液壓伺服控制也出現了一些新的特點,基于此對于液壓伺服系統的工作原理進行研究,并進一步探討液壓傳動的優點和缺點和改造方向,以期能夠對于相關工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎,應用現代控制理論、模糊控制理論,將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中,為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術,它廣泛的應用于國民經濟的各行各業,在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用,尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快,技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高,對液壓控制技術的要求也越來越高,文章基于此,首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點,并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛,液壓伺服控制具有以下優點:易于實現直線運動的速度位移及力控制,驅動力、力矩和功率大,尺寸小重量輕,加速性能好,響應速度快,控制精度高,穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點:(1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接,從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的,電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋,即反饋信號與輸入信號相反,兩者相比較得偏差信號控制液壓能源,輸入到液壓元件的能量,使其向減小偏差的方向移動,既以偏差來減小偏差。(3)系統的輸入信號的功率很小,而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置,功率放大所需的能量由液壓能源供給,供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述,液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號,再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量,使系統向著減小偏差的方向變化,從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中,控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件,常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機,形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點,可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用,是因為它與機械傳動、電氣傳動相比,具有以下主要優點:
1液壓傳動是由油路連接,借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構,這是比機械傳動優越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動,以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大,且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動,不僅操作方便,而且外形美觀大方。
2液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12%~13%。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1/10,可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速,調速范圍可達1:2000,并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
3傳遞運動均勻平穩,負載變化時速度較穩定。因此,金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護,使用安全、可靠,不會因過載而造成主件損壞:各液壓元件能同時自行,因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥,特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時,能很容易的實現復雜的自動工作循環,而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化,便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點:1液壓系統的漏油等因素,影響運動的平穩性和正確性,使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比:2液壓傳動對油溫的變化比較敏感,溫度變化時,液體勃性變化引起運動特性變化,使工作穩定性受到影響,所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作:3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求,液壓元件制造和裝配精度要求比較高,加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源,不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之,液壓傳動的優點是主要的,隨著設計制造和使用水平的不斷提高,有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度,一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小,另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中,對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的,反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時,必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量,一般要求比加工精度高一個數量級??傊呔鹊目刂葡到y必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時,應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行,如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等,待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中,應先做技術性較低的、工作量較大的工作,然后做技術性高的、要求精細的工作,做到先易后難、先局部后整體,有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性。數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備,如果發生故障其損失就更大,所以提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要??煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一,其定義為:產品在規定條件下和規定時間內,完成規定功能的概率。對數控機床來說,它的規定條件是指其環境條件、工作條件及工作方式等,例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規程等。這里的功能主要指數控機床的使用功能,例如數控機床的各種機能,伺服性能等。
論文摘要:對機械加工生產線在節拍時間、柔性化進展、加工精度、綜合自動化程度、可靠性和利用率等方面的進步和發展進行了闡述。并對其未來發展趨勢進行了分析、展望。
從二十世紀20年代開始,隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展,機械加工制造中開始出現自動線,最早出現的是組合機床自動線。機械加工制造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線,也有包括不同性質的工序,如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。
采用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量;產品設計和工藝應先進、穩定、可靠,并在較長時間內保持基本不變。在大批、大量生產中采用自動線能提高勞動生產率,穩定和提高產品質量,改善勞動條件,縮減生產占地面積,降低生產成本,縮短生產周期,保證生產均衡性,有顯著的經濟效益。
一、機械加工生產線的發展狀況
在汽車、拖拉機、內燃機和壓縮機等許多工業生產領域,組合機床生產線仍是大批量機械產品實現高效、高質量和經濟性生產加工的關鍵裝備,也是不可替代的主要加工設備?,F針對組合機床生產線來說明一下國內機械加工生產線的發展情況。
現代組合機床生產線作為機電一體化產品,它是控制、驅動、測量、監控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。我國傳統的組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制,近年來隨著數控技術、電子技術、計算機技術等的發展,組合機床的機械結構和控制系統也發生了翻天覆地的變化。
1.節拍時間進一步縮短。早期的生產線要實現短的節拍,往往要采用并列的雙工位或設置雙線的辦法。現在主要是通過縮短基本時間和輔助時間來實現的??s短基本時間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具,以通過提高切削速度和進給速度來縮短基本時間??s短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進以及加工模塊由快進轉換為工進后至刀具切入工件所花的時間。目前,隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅動的輸送裝置。
2.柔性化進展迅速。數控組合機床的出現,不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統,而且也使組合機床機械結構乃至通用部件標準發生了或正在發生著巨大的變化。傳統意義上的組合機床剛性自動線和生產線,也具有了一定的柔性。由數控加工模塊組成的柔性組合機床和柔性自動線,可通過應用和改變數控程序來實現自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程、工作循環、切削參數以及加工位置等,以適應變型品種的加工。
單坐標加工模塊由數控滑臺和主軸部件(或多軸箱,包括可換多軸箱)組成。雙坐標加工模塊由數控十字滑臺和主軸部件組成,例如數控雙坐標銑削模塊。
多軸加工模塊是又一種重要模塊,主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機床和柔性自動線。這類模塊有多種不同的結構形式,但基本上可分為自動換箱式多軸加工模塊、轉塔式多軸加工模塊和回轉工作臺式多軸加工模塊。自動換箱式模塊由于可在專門設置的多軸箱庫中儲存較多的多軸箱,故可用來加工較多不同品種的工件。而轉塔式和回轉工作臺式多軸加工模塊,由于在轉塔頭和回轉工作臺上允許裝的多軸箱數量有限,所以這種加工模塊只能實現有限品種的加工。
除上述各種 CNC 加工模塊外,機器人和伺服驅動的夾具也是柔性組合機床和柔性自動線的重要部件。特別在柔性自動線上,目前已較普遍地采用龍門式空架機器人進行工件的自動上下料,用于工件的轉位或翻轉。為搬運不同的工件,可在自動線旁設置手爪庫,以實現手爪的自動更換。夾具配備伺服驅動裝置,以適應工件族內不同工件的自動夾緊。
3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對工件加工精度的高要求,除了進一步提高主軸部件、鏜桿、夾具(包括鏜模)的精度,采用新的專用刀具,優化切削工藝過程,采用刀具尺寸測量控制系統和控制機床及工件的熱變形等一系列措施外,目前,空心工具錐柄(HSK)和過程統計質量控制(SPC)的應用已成為自動線提高和監控加工精度的新的重要技術手段。空心工具錐柄是一種采用徑向(錐面)和軸向(端面)雙向定位的新穎工具,其優點是具有較高的抗彎剛度、扭轉剛度和很高的重復精度。SPC 是基于工序能力的用于監控工件加工質量的一種方法。目前,在自動線上這種質量保證系統愈來愈多地被用來對整個生產過程中的加工質量進行連續監控。
4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質量,采用過程監控,對其各組成設備的功能、加工過程和工件加工質量進行監控,以便快速識別故障、快速進行故障診斷和早期預報加工偏差,使操作人員和維修人員能及時地進行干預,以縮短設備調試周期、減少設備停機時間和避免加工質量偏差。
故障診斷技術中的基于知識的故障診斷技術,可對自動線運行中產生的所有故障進行診斷(而不是局限于診斷最常出現的故障),確定故障部位及其原因,這為迅速排除故障贏得了時間,從而顯著地縮短自動線的調試時間和停機時間。
當前,自動線的控制技術已由集中控制方式轉向分散控制方式。根據對這種新的控制模式的研究表明,采用分散控制系統要比采用集中控制系統可節省費用。這主要是由于分散控制系統可減少電纜敷設費用(采用總線系統)、減少電氣保養維修費(由于提高了透明度)、省去控制柜臺架(分散控制系統的控制柜直接設置在自動線的加工工位上)和無需設置集中冷卻裝置等。此外,這種分散控制系統由于總體配置簡單,有利于加快自動線的投入運行,并由于一目了然的結構配置,在產生故障時很容易確定故障的部位。最后,分散控制系統的模塊化和標準化也有利于降低成本和提高透明度。
二、機械加工生產線的發展趨勢
隨著市場競爭的加劇和對產品需求的提高,高精度、高生產率、柔性化、多品種、短周期、數控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統的組合機床生產線,因此,組合機床生產線的發展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。
一、自動化機械制造規模
按規模大小FMS可分為如下4類
(一)自動化制造單元
FMC:的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年,它是由1~2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成,具有設置應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規模最小的FMS,是FMS向廉價化及小型化方向發展和一種產物,其特點是實{目單機自動化化及自動化,迄今已進入普及應用階段。
(二)自動化制造系統
通常包括4臺或更多臺全自動數控機床及人工中心與車削中心等),由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來,可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。
(三)自動化制造線
它是處于單一或少品種大批量非自動化自動線與中小批量多品種f:MS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床,亦可采用專用機床或NC專用機床,對物料搬運系統自動化的要求低于FMS,但生產率更高。
(四)自動化制造工廠
FMt是將多條FMS連接起來,配以自動化立體倉庫,用計算機系統進行聯系,采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使計算機集成制造系統(C1MS)投入實際,實現生產系統自動化化及自動化,進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平,反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控制物質流的智能制造系統IMS)為代表,其特點是實現工廠自動化化及自動化。
二、自動化關鍵技術
(一)計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統,使之具有智能化,可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術,該項新技術是直接利用CAD數據,通過計算機控制的激光掃描系統,將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環操作,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數據,數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
(二)模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整,使系統性能大為改善,其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更起人們極大的關注。
(三)工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合,因而專家系統為FMS的諸方面工作增強了自動化。展望未來,以知識密集為特征,以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在FMS(尤其智能型)中關鍵性的作用。人工智能在未來FMS中將發揮日趨重要的作用。目前用于FMS中的各種技術,預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初,人工智能在FMS中的應用規模將要比目前大4倍。智能制造技術fIMT旨在將人工智能融入制造過程的各個環節,借助模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統能自動監測其運行狀態,在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數,以達到最佳工作狀態,具備自組織能力。
(四)人工神經網絡技術
人工神經網絡fANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并行處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域,神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統,成為現代自支化系統中的一個組成部分。轉貼于 免費論文下載中心
三、啟動控制技術發展趨勢
(一)FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
(二)朝多功能方向發展
由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。FMS是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢,是決定制造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。日本從1991年開始實施的“智能制造系統”frms)國際性開發項目,屬于第二代FMS:完善的第二代FMS正在不斷實現。智能化機械與人之間相互融合、自動化地全面協調從接受訂單貨至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。
【論文摘要】:隨著計算機業的快速發展,數控技術也發生了根本性的變革,是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術,文章結合國內外情況,分析了數控技術的發展趨勢。
1.引言
數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術,是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的,是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎,是現代機床裝備的靈魂和核心,有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。
2.國內外數控系統的發展概況
隨著計算機技術的高速發展,傳統的制造業開始了根本性變革,各工業發達國家投入巨資,對現代制造技術進行研究開發,提出了全新的制造模式。在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來,我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構,CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節,整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數,無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整,更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量,因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見,傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構,限制了CNC向多變量智能化控制發展,己不適應日益復雜的制造過程,因此,大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看,主要有如下幾個方面:
3.1高精度、高速度的發展趨勢
盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢,但是科學技術的發展是沒有止境的,高精度、高速度的內涵也在不斷變化,目前正在向著精度和速度的極限發展。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一,國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。[
3.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
3.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。
目前許多國家對開放式數控系統進行研究,數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
4.結束語
隨著人們對數控技術重視,它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢,另外數控技術的正不斷走向集成化,并行化,仍有廣闊的發展空間。
參考文獻
[1]王立新.淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.
[2]董淳.數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.
論文關鍵詞:先進制造技術,數控機床,發展趨勢,現狀
先進制造技術作為世界上支撐工業行業發展的最主要因素之一,已經放在了各工業大國發展規劃的首要位置。數控機床作為先進制造技術的工作母機,不僅被高端的航空、航天行業所認可,還普及應用到工業加工中的各個方面。各類工業制造企業在提高原有數控技術的基礎上,還對數控系統新技術的研發提出了更高的設想。故本文將對當今世界上數控技術及裝備的現狀和發展趨勢做以如下簡析。
1 高精度與高可靠性
1.1 高精度
由于航天、航空等高端工業行業對產品精密度要求的不斷提高,促使當前世界各工業大國的精密加工階躍到超精密加工階段,其加工精度從微米級到亞微米級乃至納米級。一般的數控機床是通過高速主軸和高速坐標驅動來實現上述加工精度要求的。
1.1.1 高速主軸
高速主軸是高速機床中最為關鍵的部件,高速主軸多采用電機和主軸一體化設計的高速電主軸(HSES)或復合電主軸。軸承作為電主軸的關鍵部件,它決定了電主軸的壽命和負載容量。高質量的鋼軸承現仍有使用,但隨主軸轉速需求的不斷提高,出現了一些新結構、新材料的高速應用軸承,如混合球軸承、磁浮、氣浮和液體靜動壓軸承等。[1]
高主軸轉速并不是高速加工的全部。而對電主軸的大功率、高轉矩和高剛性的需要也應考慮在內,同時還應能控制主軸的溫升等。由于用戶的不斷需求推動了主軸制造技術的進步,也將引導主軸制造技術向輕結構、高強度、高剛性、良好的動平衡和熱控制方向繼續發展。
1.1.2 高速坐標驅動
高速高精加工機床的進給驅動,一般要求容易移動,快速響應,準確定位和具有高重復定位精度。故采用輕質結構溜板、線性導軌和直線伺服電機驅動具有十分重要得意義。
目前,直線伺服電機己被公認為未來機床坐標驅動的最佳形式,但由于其價格、散熱及磁場對周圍灰塵和切屑的吸附作用等原因,非常廣泛被應用還得經過一段時間,但這也正是未來發展的研究改進方向。
1.2 高可靠性
可靠性在成為數控機床的質量的一個衡量標準之后,就自然而然的變成數控行業發展的重要環節。數控機床的可靠性取決于數控系統和各伺服驅動單元的可靠性。數控系統將采用更高集成度的電路芯片,利用大規?;虺笠幠5膶S眉盎旌鲜郊呻娐?,以減少元器件的數量,提高可靠性。機床本體可靠性的提高可通過硬件功能軟件化,適應各種控制功能的要求,同時采用硬件結構機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化,既提高硬件生產批量,又便于組織生產和質量把關。
2 高速加工與高效率
數控機床向高速化方向發展,不但可大幅度提高加工效率,降低加工成本,而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業實現高效、優質、低成本生產有廣泛的適用性。數控系統采用位數、頻率更高的處理器,以提高系統的基本運算速度。同時,采用超大規模的集成電路和多微處理器結構,以提高系統的數據處理能力,即提高插補運算的速度和精度。 [2]
3 多功能與柔性化
3.1 多功能
在現實的零件加工過程中,有大量的無用時間消耗在工件搬運、裝卸、調整、換刀和主軸的升降速上,為了盡可能減少這些無用時間,人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上。因此多功能復合型機床的產生實現了工序的集約化。主要表現在數控機床配有自動換刀機構,能在同一臺機床上同時實現銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工;數控機床還采用了多主軸、多面體切削,即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工;數控系統由于采用了多CPU結構和分級中斷控制方式,即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制,實現所謂的“前臺加工,后臺編輯”。故多功能機床成為近年來發展很快的機種。
3.2 柔性化
數控機床向柔性自動化系統發展,一方面是從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC,FMS,FTL,FML)向面(工段車間獨立制造島)、體(分布式網絡集成制造系統)的方向發展,另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。開放式體系結構的新一代數控系統,作為柔性自動化系統的引申,具有可移植性、互操作性、互交換性、可擴展性、可比例換算、可重用性等優點,它使機器制造商能夠并敢于為他們專門的自動化設計優化選配組件,從而在短的時間內實現創造性設計。
4 綠色化與多軸化
21世紀要實現數控機床切削加工環?;凸澞芑?,就必須對加工工藝進行綠色化改進。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上,因為切削液既污染環境又危害操作者健康。于是我們采用干切削,就是在一般的大氣氛圍或在特殊氣體氛圍氮氣、冷風中進行,而不使用切削液進行的切削。不過,對于某些加工方式和工件組合,完全不使用切削液的干切削尚難于實現,所以又出現了使用極微量的準干切削。
隨著編程軟件的普及,五軸聯動控制的加工中心和數控銑床己經成為當前的一個開發熱點。由于在加工自由曲面時,五軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單,并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速,從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。
5 智能型
隨著無人加工的普及應用智能化加工的發展成為必然,人工智能化加工是一種基于神經網絡控制、模糊控制、數字化網絡技術和理論的加工,它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動,以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預才能解決的問題。目前人工智能化主要表現在數控系統以下幾個方面:①為追求加工效率和加工質量的智能化。②為提高驅動性能及使用連接方便的智能化。③簡化編程、簡化操作的智能化。④智能診斷、智能監控,方便系統的診斷及維修等。
6 向大型化和微小化兩極發展
能源裝備的大型化及航空航天事業等的發展,要求提供300t以上的巨型、高精度、高質量的鍛件,需要建造6~8萬t的模鍛壓機及重型加工中心,這就導致了數控機床的大型化發展。
微米納米技術是21世紀的戰略性技術,微系統技術是微米納米技術的一部分,是集微型機構、微型傳感器、微型執行器及信號處理和控制電路、通信和電源于一體的微型器件系統。所以,需發展能適應微小型尺寸結構和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備。
7 工藝適用性的專門化數控機床正不斷涌現
隨著機械產品的性能優化和輕量化,其零件和構件的形狀、尺寸和精度呈現多樣性,很難用少數幾種標準的、通用的機床結構來最佳地滿足多方面的工藝要求。通過對機床布局和結構的創新,使對不同類型的零件加工具有最佳的適用性,避免一方面出現不能發揮最佳性能,另一方面又存在功能冗余的現象。[3]
8 結語
數控機床技術的進步和發展為現代制造業的發展提供了良好的條件,促使制造業向著高效、優質以及人性化的方向發展。可以預見,隨著數控機床技術的發展和數控機床的廣泛應用,制造業將迎來一次足以撼動傳統制造業模式的深刻革命。
參考文獻:
[1]林勝,林春庭.高速數控機床現狀和發展趨勢[J].精密制造與自動化.2004年第1期:5-8.
[2]曾文健,羅慶紅,張紅娟.基于數控機床新技術發展趨勢的初探[J].廣西職業技術學院學報.2009年4月:13-15.
論文關鍵詞:工程訓練 數控教學 仿真技術
論文摘要:介紹了工程技術訓練中心數控設備與教學的概況,以及科研項目對機械加工的需求及其特點。分析表明,工程訓練中心與科研團隊存在巨大的合作前景,可以在改善教學的同時推進科研項目的進展。
一、引 言
工程訓練中心是培養工科學生的一個重要基地,各學校在工程訓練中心的建設過程中投入巨大,除基本的金屬切削機床、材料成型設備外,各種數控機床、特種加工機床、精密測量等設備也已經成為工程實踐教學的主力裝備。2008年11月,國家機械制造基礎及工程訓練課程指導委員會就《普通高校工程訓練中心建設基本要求》作了詳細闡述,其中數控設備至少應有:6臺數控車床、3臺數控銑床、2臺數控切割機床,并且各學??筛鶕嶋H教學需要,增加一定數量的加工中心,工程訓練中心除教學任務外,還有巨大的潛力可以挖掘。同時,隨著我國經濟的迅速發展,國家在科學研究上的投入力度越來越大,這些科研項目對機械加工都有著巨大的需求,但這些需求一般為單件或者小批量,并且設計尚未完善或者一直處于改進之中,與現代企業的大批量生產存在一定脫節,而工程訓練中心的硬件設施與任務恰好能夠滿足科研項目中機械加工的需求,同時又能改善學生的學習條件。
二、數控機床的特點及教學
數控機床是指可以通過計算機編程,進行自動控制的機床。與普通機床相比,數控機床具有很多優點:高柔性,適合單件、小批量生產,適合新產品的開發;加工精度高、加工質量穩定可靠、生產率高,數控機床的加工自動化,免除了普通機床上工人的疲勞、粗心、估計等人為誤差,提高了產品的一致性;并且數控機床對操作工人的要求降低,一個普通機床的高級技工,不是短時間內可以培養的,而相對來說數控機床操作工人培養時間極短(如數控車工需要一周即可,還會編寫簡單的加工程序)。
由于數控技術教學和培訓都離不開數控機床,而數控機床本身價格比較昂貴,同時訓練過程不可避免地存在誤操作過程,這對機床安全是一個巨大的隱患,同時數控機床的數量有限,難以滿足大量學生實踐訓練的需求。而隨著計算機技術的發展,數控機床加工仿真技術得到了迅猛發展,很好地解決了這些矛盾。數控加工仿真是一種先進的計算機人機交互技術,具有生動的界面和強大的顯示功能,圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設計以滿足不同的監控與學習要求;仿真系統的通用性較強,其語法診斷功能可以幫助學生學習編程。在模擬過程中,系統能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果,很容易發現和修改編寫程序的錯誤,高仿真界面及動態的模擬仿真系統可有效地顯示代替機床實際運行狀況并且還能夠提示操作信息,使數控機床的編程操作易于課堂化教學,從而既節省了機床設備和實習消耗,降低了實做危險,又大大提高了教學效率,規避了實習人員的操作風險。數控加工仿真系統采用了與數控機床操作系統相同的模擬界面,使其具備了整個加工過程的模擬仿真能力,即使仿真系統在模擬中出現人為的編程或操作失誤也不會危及學生和機床安全,學生反而還可以從中吸取大量的經驗和教訓,所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具。因此,數控加工仿真技術在數控教學領域的應用日益廣泛[1][2]。 轉貼于 當然,數控加工仿真技術同真正的數控機床存在一定的差別,容易引起以下弊端:(1)過于依賴計算機完成所有的操作,因為圖紙繪制、G代碼生成、仿真加工都可在計算機上完成,仿真與實際機床之間存在各種差異;(2)忽略加工工藝,仿真系統的仿真加工過程速度一般為5倍(調節范圍:1-100),使得操作人員忽略進給速度、刀具轉速和加工質量等;(3)無法保證加工質量,由于仿真軟件只能仿真加工過程,對于零件的表面粗糙度和尺寸精度等無法保證。
因此,數控教學必須采用數控加工仿真與實訓操作相結合的方法,即先通過仿真系統讓學生對數控編程有一定的了解,再通過實訓操作使學生理解仿真與機床實訓的差別,不能僅僅為了學生和機床安全廢除實訓操作,這樣既可大大減少學生理解錯誤而產生的各種機床損壞及人身傷害,又可提高學生的實際操作技能。
三、科研團隊與工程訓練中心的合作前景
隨著中國經濟的迅速發展,國家和其他組織在科研上的投入力度越來越大,其中理工類的科研對機械加工有著巨大的需求。絕大部分新產品開發或者新技術在開發過程中,對產品的需求并不明確或者存在一個逐漸深化的過程,對零部件的定型需要一個漫長的、反復的過程,需要對零件進行單件或者小批量的試制、修改。一般的科研團隊在機械加工方面的人員、設備力量非常薄弱,如果把這些任務交給企業去做,往往價格昂貴而又費時。而這恰恰是工程訓練中心的強項,并且科研團隊中往往有一大批計算機基礎很好的研究生,利用數控機床的仿真軟件,可以較快地學習數控設備的操作技術。一般說來,在工程訓練中心學習的主要群體是低年級的學生,也有少數高年級的學生,這些學生在此學習的目標往往比較簡單,僅僅是學習基本的操作技術,加工零件也僅僅是作為練習。如果科研團隊與工程訓練中心合作,對科研團隊的研究生進行培訓,訓練他們自己進行機械加工的能力,不僅能節省大量時間促進科研進程,更重要的是積累了加工經驗,這有助于后續的設計與改進。同時,對本科生來說,與研究生一起操作數控機床不僅僅是練習了,而是在生產在科研,能夠極大地提高他們的積極性,培養自信心,增加他們的知識面,能夠進一步推動高年級本科生進實驗室的潮流,部分優秀的低年級學生也能參與到科研中,這對本科生的其他課程學習是非常有益的。
四、結 論
數控機床加工仿真技術已經成為數控教學的重要方法,這種方法功能強大、成本低、安全可靠,可在短時間內大量培訓數控操作工,這些特點與科研項目存在互補之處,雙方合作是互惠互利的,既能改善教學條件,又能推動科研項目的進展。
參考文獻
【關鍵詞】 數控機床 大型錐齒輪 工藝 誤差
1 緒論
隨著經濟的快速發展,人們對物質的要求越來越多、越來越細,提高加工精度已經成為必然的趁勢。而且快速發展的科學技術和機械制造技術,也為提高加工精度提供了基礎。數控機床己成為柔性制造系統、計算機集成制造系統、智能化制造系統及工廠自動化的基本組成單元。所以提高數控機床的加工精度是提高加工產品質量的必要路徑。而控制數控機床加工精度在一定的范圍內是一個需要不斷研究的重要課題。
僅就中國航天、航空制造業來講,要在10年內完成登月之旅,中國的數控機床將要發揮巨大的作用,這就為機床行業提供了商機。并且為貫徹國家“振興東北老工業基地”的戰略方針,促進遼寧省裝備制造業進一步的提高與發展。
2 數控機床大型錐齒輪加工總體框架
依據數控機床系統在通信、數控機床數據采集與處理和數控機床遠程監視與管理方面的需求,利用關鍵技術對傳統方案進行改進,分步設計出數控機床加工大型錐齒輪總體框架。整體思路是首先確定系統的主要組成模塊,然后解決數控機床與上位機通信問題,最后解決數控機床加工精度與誤差分析問題。
在確定系統主要組成模塊之前,簡要介紹一下嵌入式系統。嵌入式系統是對設備、機器或車間的運作,進行控制、監視或輔助的裝置。另外,國內有一個更通俗,而且被普遍認同的定義:以應用為中心、以計算機技術為基礎,軟件硬件可剪裁,能滿足應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。
首先確定系統的主要組成模塊,傳統的系統由上位機,下位機,串口服務器和數控機床組成,上位機和下位機均基于通用 PC機。然而通用PC 機體積大、功耗高且靈活性差,在此,利用嵌入式適配器將下位機與串口服務器的功能集成起來,嵌入式適配器是一個典型的嵌入式系統,可依據需求進行定制,靈活性高。
3 大型錐齒輪主要工藝問題及解決思路
整個工藝設計過程要根據我廠現有加工能力以及裝配車間現場的實際情況進行,并且應用原有數控機床加工及裝配總結下來的經驗,重點要在以下幾個技術方面進行攻關、突破。
(1)床身、工作臺整體部件加工精度保證的問題;
(2)立柱導軌面與橫梁接合面垂直度加工保證問題;
(3)滑鞍Y向導軌與Z軸導軌垂直度精度保證問題;
(4)床身左側單導軌與立柱裝配保證進度問題;
(5)滑鞍、橫梁部件裝配精度保證問題。
4 數控機床誤差源分析
加工精度是機床必須要保證的一項性能指標之一,影響機床加工精度的誤差源主要表現為機床系統的空間誤差、刀具系統的位置誤差、工件和夾具系統的位置誤差、檢測系統的測量誤差、外界干擾誤差。上述所說的各種誤差因不同種類的機床而不同,如下表4-1所示。
工作狀態和環境的不同其占據的權重有所變化。表2.1是某加工中心的誤差源分析結果。
表4-1 誤差結果
為解決上述誤差問題,下面我們要引入多體系統來解決加工中的問題。所謂的多體系統是指通過某種形式聯結而成的多個剛體或柔體的復雜機械系統。多體系統的核心是拓撲結構,而其理論基礎是多體系統運動學理論。即用低序體陣列方法描述多體系統拓撲結構的關聯關系,用4×4階齊次方陣描述點和矢量在廣義坐標系中的變換關系,使有誤差多體系統的運動分析變得簡單、迅速、明了和普遍適用。拓撲結構和低序體陣列一般的用低序體陣列來描述多體系統拓撲結構。設慣性坐標系為B0體,任選一體為B1體,然后沿遠離B1的方向以增長數列標定每個物體的序號,從系統的一個分支到另一個分支,直到全部標定完為止。數控機床是非常典型的多體系統,多體系統理論中,我們把構成了拓撲結構的單元成為體,而低序體陣列是用來描述體與體之間的關系。一般的低序體陣列可通過低序體運算法則來求出。
5 研究結論
大型錐齒輪加工機床的總體布局為龍門框架結構,具有高剛性和高穩定性;機床大件均采用高強度的優質鑄鐵件,使整機具有良好的剛性、抗振性和精度保持性;它的床身工作臺設計成一體化結構,既節省材料,又方便加工,保證了主軸的高剛性、高精度、高穩定性和高轉速又可以任意空間方向加工,提高加工效率;主軸采用HSK型刀柄,刀柄與主軸采用錐面和端面過定位的結合方式,能有效的提高結合剛度,具有良好的高速性能,更具有先進性、適用性、可靠性和安全性。通過對整機加工及裝配的研究與實踐,對于我們日后其他新產品的制造積累了豐富的經驗,此次研究成果顯著,達到了設計之初預想的效果。
參考文獻:
[1]粟時平.多軸數控機床精度建模與誤差補償方法研究.長沙:中國人民國防科學技術大學,2002.
論文摘要:機械制造業在整個國民經濟中占有十分重要的地位,而其中金屬切削加工是基本而又可靠的精密加工手段。在進行數控編程的過程中,刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要,它不僅對被加工零件的質量影響巨大,甚至可以決定著機床功效的發揮和安全生產的順利進行。所以,在編制加工程序時,選擇合理的刀具和切削用量,是編制高質量加工程序的前提。
一、引言
機械制造業在整個國民經濟中占有十分重要的地位,而其中金屬切削加工是基本而又可靠的精密加工手段,在機械、電機、電子等各種現代產業部門中都起著重要的作用。工具的設計、制造和使用自古以來就很受重視,這里我們所說的工具,不僅僅指進行機械加工的機床,我們更關心的是直接進行切削加工的刀具。刀具是推動金屬切削加工技術發展的一個極為活躍而又十分關鍵的因素,可以說切削加工技術發展、革新的歷史就是刀具發展的歷史。
我單位在2008年引進了小巨人公司制作的兩臺車銑加工中心。但一直未能在零件上真正實現和普及數控車銑加工中心的銑削功能。刀具選擇、加工路徑規劃 、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工。因此,數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數控加工的特點。研究掌握數控車銑加工中心的銑削功能,對于形狀復雜以及精度要求很高的回轉體零件的精密加工,提升我單位數控精密加工能力,具有很重要的現實意義。
二、數控銑加工常用刀具的種類
數控銑加工刀具種類很多,為了適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點,所用刀具正朝著標準化、通用化和模塊化的方向發展,主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求,又發展了各種特殊用途的專用刀具。數控銑刀具的分類有多種方法,根據刀具結構可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用焊接或機夾式連接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;③特殊型式,如復合式刀具,減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質合金刀具;③金剛石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為:平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。
三、加工中心刀具類型的選擇
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便,剛性好,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。生產中,被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據。
1)銑削刀具的選用。加工曲面類零件時,為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切,而避免刀刃與工件輪廓發生干涉,一般采用球頭刀,粗加工用兩刃銑刀,半精加工和精加工用四刃銑刀;銑較大平面時,為了提高生產效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀;銑小平面或臺階面時一般采用通用銑刀;銑鍵槽時,為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀; 轉貼于
2)孔加工刀具的選用。數控機床孔加工一般無鉆模,由于鉆頭的剛性和切削條件差,選用鉆頭直徑D應滿足L/D≤5(L為鉆孔深度)的條件;鉆孔前先用中心鉆定位,保證孔加工的定位精度;精絞前可選用浮動絞刀,絞孔前孔口要倒角;鏜孔時應盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進行切削,以平衡鏜削振動;盡量選擇較粗和較短的刀桿,以減少切削振動。在經濟型數控加工中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則:①盡量減少刀具數量;②一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工部位;③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低??傊鶕患庸すぜ牧系臒崽幚頎顟B、切削性能及加工余量,選擇剛性好,耐用度高的銑刀,是充分發揮數控銑床的生產效率和獲得滿意的加工質量的前提。
3)切削速度的確定。進給速度是數控機床切削用量中的重要參數,主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制。在輪廓加工中,在接近拐角處應適當降低進給量,以克服由于慣性或工藝系統變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現象。確定進給速度的原則:1)當工件的質量要求能夠得到保證時,為提高生產效率,可選擇較高的進給速度。一般在100~200mm/min范圍內選取。2)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時,宜選擇較低的進給速度,一般在20~50mm/min范圍內選取。3)當加工精度,表面粗糙度要求高時,進給速度應選小些,一般在20~50mm/min范圍內選取。4)刀具空行程時,特別是遠距離“回零”時,可以選擇該機床數控系統給定的最高進給速度。
4)背吃刀量(或側吃刀量)的確定。在保證加工表面質量的前提下,背吃刀量(ap)應據機床、工件和刀具的剛度來決定,在剛度允許的條件下,應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量,這樣可以減少走刀次數,提高生產效率。
四、結束語
我單位數控加工中心具有軸向和頸相動力頭,能實現三個坐標的聯動。利用極坐標插補指令和圓柱插補指令進行了程序優化和開發,并對機床加工工位重復定位誤差進行了有效的補償,初步實現對回轉體的側面進行快捷可靠的精密銑削加工,提高了加工精度和表面加工質量。
參考文獻