模具高效數(shù)控加工的實現(xiàn)途徑與措施簡介
數(shù)控加工技術作為先進生產(chǎn)力的代表瞻润,在汽車店乐、模具、航空航天撇寞、機械電子等制造領域發(fā)揮著重要的作用顿天,在科研和生產(chǎn)上極大地促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。數(shù)控加工技術的應用從整體上改善了傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展面貌蔑担。制造企業(yè)如何實現(xiàn)其高效數(shù)控加工的目的牌废,一直是企業(yè)領導管理者、研究人員比較關注的核心之一啤握。
數(shù)控技術作為引進多年的先進制造技術鸟缕,其技術含量很高,涉及到多方面的內容排抬,包括數(shù)控加工編程的快速高效化懂从、空間自由曲面多軸聯(lián)動加工、難加工材料的切削蹲蒲、高速切削的應用番甩、數(shù)控工藝程序編制的規(guī)范化與標準化等方面。數(shù)控加工的效率發(fā)揮在很大程度上和企業(yè)本身的技術管理模式相關牲羊,尤其是在早期階段磅芬,如何在短時間內攻克一門新穎有難度的技術應用難關,使其更好地發(fā)揮效率蛮血,是企業(yè)必須重視的主要問題着癞。
一、工藝技術的信息化建設
現(xiàn)有國內企業(yè)工藝技術的管理都存在一些缺陷却怪,企業(yè)沒有根據(jù)自身的實力和發(fā)展戰(zhàn)略采取有效的管理模式晚饰。工藝技術的信息化管理落后主要表現(xiàn)在產(chǎn)品設計制造工藝信息資源共享不充分、數(shù)控工藝程序編制及管理混亂殷感、數(shù)控工藝與普通工藝的結合性差窃橄、CAD/CAM軟件的應用水平參差不齊、數(shù)控加工工藝與程序的規(guī)范化與標準化程度低以及產(chǎn)品設計熏迷、數(shù)控工藝赵腰、數(shù)控編程并行模式實現(xiàn)程度小等方面都癣。針對制造工藝的信息化建設與管理要求,可從以下幾個方面開展工藝的信息化建設敦间。
1. 產(chǎn)品設計瓶逃、工藝信息資源的共享
制造工藝的信息化建設最重要的是充分利用產(chǎn)品設計圖形和文檔資源,充分利用企業(yè)產(chǎn)品成功的制造加工工藝經(jīng)驗廓块,如利用產(chǎn)品的三維圖形可減少數(shù)控編程人員的三維造型時間厢绝,而三維造型幾乎耗費了數(shù)控編程50%的時間。建立刀具信息庫带猴、難加工材料切削參數(shù)庫昔汉、裝夾定位信息、典型材料與零件的加工工藝與程序模板和專家數(shù)據(jù)庫等有助于提高編程的質量和效率拴清,要充分利用PDM及網(wǎng)絡資源建立開發(fā)企業(yè)內部的工藝信息管理系統(tǒng)靶病,共享一切可能利用的制造信息資源。
2. 數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的結合
數(shù)控工藝與普通工藝合理銜接口予,最重要的是針對產(chǎn)品的設計狀態(tài)娄周、批量要求、生產(chǎn)周期沪停、加工精度煤辨、生產(chǎn)成本的不同特點分別采取不同的措施。在工藝方案設計過程中盒止,應對產(chǎn)品的設計狀態(tài)鉴梦、加工方式、工裝夾具的設計制造耘泰、刀具的選擇逐茄、粗精加工方式的結合、工序的集中劃分嘀醋、企業(yè)的設備現(xiàn)狀與能力等方面來綜合考慮张域。實際應用時還需要結合企業(yè)設備能力、技術工人和技術人員的水平等因素讲侵。針對研制產(chǎn)品和批生產(chǎn)產(chǎn)品的加工特點蚪录,采取適合各自要求的研制工藝與批產(chǎn)工藝對策,實現(xiàn)數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的完美結合耸壮。
3. 數(shù)控工藝與編程的并行編制
在工藝的早期階段粤街,數(shù)控程序編制介入變被動為主動,可很大程度上減少此類型的錯誤或風險笑驶。數(shù)控加工只有在進行產(chǎn)品的三維造型和數(shù)控程序的編制過程中职颜,才能完全發(fā)現(xiàn)工藝和程序中存在的問題,這是由于數(shù)控工藝和編制的程序必須保證能夠把合格的產(chǎn)品完全加工出來止嫌变,而不像普通工藝那樣吨艇,只要總體上沒有問題躬它,尺寸沒有遺漏,零件是否能夠完全加工合格取決于技術工人的經(jīng)驗和水平东涡。數(shù)控工藝程序并行模式的實現(xiàn)可從設計產(chǎn)品三維CAD模型的共享冯吓、數(shù)控工藝程序的單人負責制、數(shù)控技術工人參與數(shù)控程序的編制疮跑、數(shù)控加工工藝與程序的專項負責制等方面來實現(xiàn)组贺。
4. 數(shù)控工藝程序編制的規(guī)范化
數(shù)控工藝程序編制的規(guī)范化在一定程度上體現(xiàn)了企業(yè)自身數(shù)控加工技術應用的水平,通過規(guī)范化來約束數(shù)控程序的多樣化祖娘,進而提高刀具軌跡的質量锣披,如在工藝中注明定位基準、對刀基準贿条、坐標系、刀具參數(shù)與切削參數(shù)等增热≌裕可從二維輪廓的加工、三維曲面的加工嗤矾、固定循環(huán)與子程序的使用勒蜘、刀具補償、刀具軌跡粗精加工策略等多個方面進行規(guī)范化編程拒牡。在典型零件的加工工藝經(jīng)驗基礎上炊惊,建立規(guī)范化的加工工藝模板與數(shù)控程序模板,可以大幅度提高工藝程序的質量和產(chǎn)品的加工效率随去。
5. 數(shù)控工藝程序的數(shù)據(jù)庫管理
對不同型號產(chǎn)品零件亮钩、工裝夾具、模具的數(shù)控程序按工序工步的內容扔泵、數(shù)控設備巢驶、刀具、程序清單等進行基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的集中管理闭厕,避免傳統(tǒng)文件夾形式的管理的缺陷个滓,既方便程序的二次使用、查詢多吁、編輯修改等使用尼可,又可節(jié)省數(shù)控人員的程序管理與查找時間,避免程序錯誤使用将鸵,防止程序的丟失或同種產(chǎn)品數(shù)控程序的重復編制勉盅。
6. Vericut機床加工仿真軟件的應用
對于五坐標加工和加工量變化較大的場合,利用Vericut軟件可以實現(xiàn)避免碰撞干涉等優(yōu)化刀具軌跡的目的顶掉。
二菇篡、提高CAD/CAM軟件的應用水平
CAD/CAM軟件的應用水平是數(shù)控加工技術應用水平的因素之一漩符。數(shù)控編程時應根據(jù)產(chǎn)品的特點采取合理的造型編程模式。
1. 手工與CAM編程的結合
充分利用相關數(shù)控機床系統(tǒng)本身提供的編程模塊驱还,如數(shù)控銑削加工矩形槽嗜暴、U形槽、鉆孔循環(huán)议蟆,數(shù)控車削加工的端面闷沥、外圓循環(huán)加工,電火花機床的電極搖動加工功能咐容,線切割加工的放電工藝參數(shù)的專家選擇等舆逃,可大幅度提高數(shù)控編程的效率和正確性。
2. 選擇合理的CAM編程策略
在進行產(chǎn)品加工模型的建立時戳粒,應該針對產(chǎn)品加工對象的具體特點采取有效而簡捷的措施路狮。按產(chǎn)品加工的部位編程,多用于工序的內容比較單一恼芙,且干涉較少的情形结晒,如孔、凹槽龟冻、凸臺等特征多出現(xiàn)于對結構零件的編程與加工中碎准。對產(chǎn)品加工模型進行整體造型,多用于加工工序的內容比較多陋抵、干涉區(qū)域多焚怨、復雜曲面等特征的加工。
3. 數(shù)控編程模板的使用
利用CAM系統(tǒng)創(chuàng)建用戶自己的模板撼柳,并加以重復利用可大大提高編程效率铺描。例如,制造模具時將加工凸模和凹模時的最佳工藝過程定義為加工模板促壕,在加工新的相似產(chǎn)品對象時只需調用模板文件選擇所需的幾何體并啟動這個流程即可狼棠,用戶通過加工向導可非常容易地從模板中獲得專家級的制造過程指導,并通過簡單的交互哀铡,快速生成數(shù)控加工刀具軌跡杯聚。
4. CAD/CAM專家系統(tǒng)的應用
利用CAD/CAM軟件的功能模塊,如鈑金設計抒痒、模具設計幌绍、關聯(lián)設計、零件族設計故响、用戶自定義設計等專家設計知識傀广,有助于減少產(chǎn)品的三維造型時間,從而提高數(shù)控編程的效率和正確性。
5. 專用后置處理程序的開發(fā)
企業(yè)一般都存在數(shù)控系統(tǒng)的多樣性伪冰,如FANUC誓酒、SIMENSE、HEIDENHANE等贮聂,各數(shù)控系統(tǒng)各有優(yōu)點但互不兼容靠柑,很難做到統(tǒng)一。開發(fā)企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控機床系統(tǒng)的后處理程序吓懈,可在通用數(shù)控程序處理的基礎上歼冰,從機床配置、程序輸出格式拷拥、坐標變換等方面众桨,由具有軟件開發(fā)和數(shù)控加工經(jīng)驗的技術工程師對其進行專門的開發(fā),確保在同一類型的機床進行加工時祸遮,在共享同一刀位軌跡的情況下宪凹,能輸出相應數(shù)控機床加工的程序代碼。
6. 設計合理的刀具軌跡
數(shù)控加工最終體現(xiàn)在刀具軌跡的快速木锈、高質量設計上举么,尤其是在模具毛坯除去量很大的情況下更為突出。傳統(tǒng)的方法一般是采用立銑刀進行粗加工槐猪,采用球頭刀進行半精加工與精加工。在粗加工時應力求高效快速排量腮稚,充分利用普通設備與數(shù)控設備結合進行许食。在進行精加工時應考慮企業(yè)模具鉗工的水平,選用合理刀具和步距挽饺,刀具和步距過大或過小都不利于產(chǎn)品的加工效率和制造成本够菊。數(shù)控程序編制應結合材料及加工余量來科學綜合考慮加工的切削參數(shù),以等體積變速切削和高速切削為目標恨溜,建立開發(fā)常用材料刀具的切削工藝參數(shù)庫符衔。
三、數(shù)控設備選型與功能開發(fā)
數(shù)控設備的購買和使用在很大程度上決定了該設備潛能的發(fā)揮糟袁。很多企業(yè)在設備選型和購買后在使用方面存在一些問題判族,如設備的行程、精度项戴、功能形帮、可開發(fā)的潛力等方面。尤其是數(shù)控設備朝高速周叮、精密方向發(fā)展辩撑,在購買高速機床時一定要考慮綜合成本、CAM軟件、經(jīng)驗的積累與應用水平合冀。對于傳統(tǒng)難加工材料的變速或重力切削各薇、一定要考慮主軸刀柄鋼性,盡量選用大型號君躺,如BT50的銑削刀柄峭判,同時要考慮機床功能的擴展。另一方面现熔,在設備本身功能與潛能的開發(fā)服骚、機床附件,如角度銑頭的應用來擴大機床的應用范圍展霸。針對數(shù)控設備的選型和機床功能的開發(fā)使用蝎蛤,可從以下幾個方面開展一些必要的工作。
1. 高中低檔數(shù)控設備的搭配
由于數(shù)控設備的價格相對昂貴莺肌,企業(yè)可根據(jù)自己的實際情況挪吱,在早期進行數(shù)控加工技術的應用時,選用改造數(shù)控設備進行技術應用投資辈喜,取得一定的應用經(jīng)驗后捺柬。再根據(jù)產(chǎn)品的加工特點,如材料狀態(tài)砖伴、類型望泪、精度、批量愧汽、周期要求等宾芥,配置合適的中高檔數(shù)控設備。
2. 設備的驗收
很多數(shù)控機床其補償精度在高速加工的情況下出現(xiàn)較大的誤差横朋,或者是主軸運轉的速度難以長時間運行仑乌,導致主軸因高溫燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。在進行設備驗收時琴锭,除國家的驗收標準外晰甚,可以附加企業(yè)自身產(chǎn)品加工要求的驗收條件。
3. 設備功能開發(fā)
設備功能的開發(fā)涉及數(shù)控系統(tǒng)的掌握程度决帖,刀具及工件材料與切削參數(shù)的合理匹配厕九。例如,立式數(shù)控銑床安裝角度銑頭進行臥式加工地回,數(shù)控銑床進行鏜孔止剖、攻螺紋加工,數(shù)控車削加工的固定循環(huán)落君,數(shù)控線切割機床和電火花機床的電加工參數(shù)的合理選擇等穿香。
四、結束語
要提高產(chǎn)品制造的效率,實現(xiàn)快速制造還要涉及高技能人才培養(yǎng)皮获、實行科學化的管理等方方面面焙蚓,限于篇幅這里不再展開。本文只是從技術的角度裸岁,對這一問題進行了相關的探討届辽,希望能對大家有所幫助。
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