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数控技能

五轴数控技能及数控编程

时刻:2019/6/14 0:07:50   作者:   来历:   阅览:1303   谈论:0

    跟着科学技能的开展,制作技能的前进,以及社会对产质量量和种类多样化的要求越来越加激烈。中、小批量出产的比重明显添加,要求现代数控机床成为一种高功率、高质量、高柔性和低成本的新一代制作设备。一起,为了满意制作业向更高层次开展,为柔性制作单元,柔性制作体系,以及核算机集成制作体系供给根底设备,也要求数控机床向更高水平开展。这些要求首要由数字操控技能的开展来完结。数控技能体现在数控设备、伺服驱动体系、程序编制、机床主机和检测监控体系等方面。

一、数控加工技

    近代,大工业出产许多选用了刚性主动化。在轿车工业、拖拉机以及轻工业消费品出产方面。选用了许多的组合机床主动线、流水线;在规范件出产中选用了凸轮操控的专用机床和主动机床。这类机床适合于大批量出产,可是树立制作进程很难,所以替换产品,修正工艺要较长的时刻和比较多的费用。

    因为产品多样化和产品更新,处理单件,小批量出产主动化火烧眉毛。航空、宇航、造船、电子等工艺对处理杂乱型零件加工和高精度零件加工要求越来越高。这就使刚性主动化不能满意要求,柔性加工和柔性主动化也就敏捷开展起来。

    数控机床是新式的主动化机床,它具有广泛通用性和很高的主动化程度。数控机床是完结柔性主动化最重要的设备,是开展柔性出产的根底。数控机床在下面一些零件的加工中,更能显现出它的优越性。它们是:1)批量小而又屡次出产的零件;2)几许形状杂乱的零件;3)在加工进程中有必要进行多种加工零件;4)切削余量大的零件;5)有必要操控公役(即公役带规模小)的零件;6)工艺规划会改动的零件;7)加工进程中的过错回形成严峻糟蹋的宝贵零件;8)需悉数检测的零件,等等。

数控加工技能的特色:

1、前进出产率。数控机床能缩短出产预备时刻,添加切削加工时刻的比较。选用最佳切削参数和最佳走刀道路能缩短加工时刻,然后前进出产率。

2、安稳产质量量。选用数控机床可以前进零件的加工精度,安稳产质量量。它是依照程序主动加工不需求人工干预,并且加工精度还运用软件进行校对及补偿,因而,可以取得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度。

3、有广泛的适应性和较大的灵活性。经过改动程序,就可以加工新种类的零件。可以完结许多一般机床难以完结,或许底子不能加工的杂乱型面的零件的加工。

4、可以完结一机多用。一些数控机床,例如加工中心,可以主动换刀。一次装卡后,简直能完结零件的悉数加工部位的加工,节省了设备和厂房面积。

5、前进经济效益。可以进行准确的成本核算和出产进展组织,削减在制品,加快资金周转,前进经济效益。

6、不需求专用夹具。选用一般的通用夹具就能满意数控加工的要求,节省了专用夹具规划制作和寄存的费用。

7、大大地减轻了工人的劳动强度。

    数控机床是具有广泛的通用性而又具有很高主动化程度的全新式机床。它的操控体系不只能操控机床各种动作的先后顺序,还能操控机床运动部件的运动速度,以及刀具相对工件的运动轨道。数控机床是核算机辅佐规划和制作,群控,柔性制作体系,核算机集成制作体系等柔性加工和柔性制作体系的根底。

    可是,数控机床的初出资及修理技能等费用较高,要求办理及操作人员的实质也较高。合理地挑选及运用数控机床,可以下降企业的出产成本,前进经济效益和竞争才能。

二、五轴加工技能

    五轴加工是在数控镗或数控铣的根底上,添加了主动换刀设备,使工件在一次装夹后,可以接连对工件主动进行钻孔、扩控、铰孔、攻螺纹、铣削等多加工的机床。加工中心一般带有主动分度反转作业台或主轴箱可主动改动视点,然后使工件一次装夹后,主动完结多个平面或多个视点方位的多工序加工,工序高度集中;加工中心能主动改动主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨道;加工中心假如带有沟通作业台,工件在作业方位的作业台上进行加工的一起,可在装卸方位的作业台上装卸工件,作业功率高。五轴数控加工技能可以在一次装夹中完结工件的悉数机械加工工序,满意从粗加工到精加工的悉数加工要求,即适用于单件小批量出产也适用于大批量出产,削减了加工时刻和出产费用,前进了数控设备的出产才能和经济性。

    现在国际上五轴高速切削加工技能首要运用于轿车工业、模具职业、航空航天职业,尤其是在加工杂乱曲面的范畴、工件本身或刀详细系刚性要求较高的加工范畴,显现了强壮的功用。国内五轴高速切削加工技能的研讨与运用始于20世纪90年代,运用于模具、航空航天和轿车工业。但选用的高速切削CNC机床、高速切削刀具和CAD/CAM软件等以进口为主。

    数控五轴高速切削加作业为模具制作中最为重要的一项先进制作技能,是集高效、优质、低耗于一身的先进制作技能。在惯例切削加工中备受困惑的一系列问题经过五轴高速切削加工的运用得到了处理。其切削速度和进给速度比传统的切削加工速度高,切削机理发生了底子的改动。与传统切削加工比较,切削加工发生了实质的腾跃。其单位功率的金属切除率前进了30%—40%、切削力下降了30%、刀具的切削寿数前进了70%、留于工件的切削热大幅度下降、低阶切削振荡简直消失。跟着切削速度的前进,单位时刻毛坯资料的去除率添加,切削时刻削减,加工功率前进。缩短了产品的制作周期,添加了产品的市场竞争力。一起高速加工的小量快进使切削力削减,切屑的高速扫除,削减了工件的切削力和热应力变形,前进了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。别的,因为切削力的下降,转速的前进使切削体系的作业频率远离机床的低阶固有频率,而工件的外表粗糙度对低阶频率最为灵敏,由此下降了外表粗糙度。在模具的高淬硬刚件(45—65HRC)的加工进程中,选用高速切削可以替代电加工和磨削抛光的工序。避免了电极的制作和费时的电加工时刻,大幅度削减了钳工的打磨与抛光量。一些市场上越来越需求的薄壁模具工件,高速铣削可顺利完结。并且在高速铣削CNC加工中心上,模具一次装夹可完结多工步加工。

1、五轴高速加工切削的长处

    五轴高速加工切削体系首要由高速加工中心、高功用的刀具夹持体系、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM软件体系,因而五轴高速加工是一项大的体系工程。跟着切削刀具技能的前进,高速加工已运用于加工合金钢(硬度大于30HRC),广泛地运用在轿车和电子元件产品中的冲压模,打针模零件。高速加工的界说依赖于被加工的工件资料的类型。例如,高速加工合金钢选用的切削速度为500m/min,而这一速度在加工铝合金是常选用顺铣。

2、五轴高速铣削加工机床

    五轴超高速切削技能是切削技能是切削加工的方向,也是年代开展的产品。高速切削技能是切削加工技能的首要开展方向之一,它跟着CNC技能、微电子技能、新资料和新结构等根底技能的开展而迈尚更高的台阶。可是高速切削技能本身也存在着一些急待处理的问题,如高硬度资料的切削机理、刀具在载荷改动进程中的破损、树立高速切削数据库、开发适用于高速切削加工状况的监控技能和绿色制作技能等等。一起高速切削所用的CNC机床,车、铣、钻等刀具,CAD/CAM软件等技能含量高,价格昂贵,使得高速切削出资大,这在必定程度上限制了高速切削技能的推广运用。高速切削的高效运用要求机床体系中的部件都有必要先进,首要表现在以下几个方面:

a、机床结构的刚性。供给高速进给的驱动器(快进速度约40m/min,3D概括加工速度为10m/min),可以0.4—10m/s的加快度和减速度。

b、主轴和刀柄的刚性。10000—50000转/min的转速,经过主轴压缩空气或冷却体系操控刀柄和主轴间的轴向空隙不大于0.005mm。

c、操控单元2和4位并行处理器,高的数据传输率,可以主动加减速。

d、可靠性与加工工艺。前进机床的运用率和无人操作的可靠性,工艺模型有助于对切削条件和刀具寿数之间联系的了解。

    常见国内外五轴高速加工中心与传一致般数控机床比较,其机床结构、加工速度和功用更优异,如德国的DMC85高速加工中心,选用直线电机和电主轴,其主轴转速到达30000转/min,进给速度到达120m/min,加快度超越1g(重力加快度)。五轴高速机床要求高的主轴单元和冷却体系、高刚性的机床结构、安全设备和监控体系、以及优秀的静动力特性等,其技能含量高,机床制作难度大等特色。现在国内的高速机床其功用与国外比较还存在必定的距离。

三、数控编程

    数控机床是依照事前编制好的工程序主动对工件进行加工的高效主动化设备。在数控机床上加工零件时,要把加工零件的悉数工艺进程、工艺参数和位移数据,以信息的办法记率在操控介质上,用操控介质上的信息来操控机床,完结零件的悉数加工进程。这儿,咱们把从零件图纸到取得数控机床所需操控介质的悉数进程,称为程序编制。

    程序编制是数控加工的一项重要、作业,抱负的加工程序不只应确保加工出契合图纸要求的合格工件,一起应该能使数控机床的功用得到合理的运用与充沛的发挥,以使数控机床安全可靠及高效地作业。

    数控机床程序编制的内容首要包含:剖析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写程序单、制备操控介质及程序校验。其详细过程与要求如下:

1、剖析零件图纸

    首先要剖析零件图纸。依据零件的资料、形状、尺度、精度、毛坯形状和热处理要求等确认加工计划,挑选适宜的数控机床。

2、工艺处理

    工艺处理触及问题较多,需求考虑如下几点:

1)确认加工计划 此刻应依照能充沛发挥数控机床功用的准则,运用适宜的数控机床,确认合理的加工办法。

2)刀具工夹具的规划和挑选 数控加工用刀具由加工办法、切削用量及其它与加工有关的因从来确认。数控机床具有刀具补偿功用和主动换刀功用。

数控加工一般不需求专用的杂乱的夹具。在规划和挑选夹具时,应特别留意要敏捷完结工件的定位和夹紧进程,以削减辅佐时刻。运用组合夹具,出产预备周期短,夹具零件可以重复运用,经济效益好。此外,所用夹具应便于装置,便于和谐工件和机床坐标系的尺度联系。

3)挑选对刀点 程序编制时正确地挑选对刀点是很重要的。“对刀点”是程序履行的起点,也称“程序原点”。对刀点的挑选准则是:所选对刀点,应使程序编制简略;对刀点应挑选在简略找正、并在加工进程中便于查看的方位;引起的加工差错小。

对刀点可以设置在被加工零件上,也可以设置在夹具或机床上。为了前进零件的加工精度,对刀点应尽量设置在零件的规划根底或工艺基准上。

4)确认加工道路 加工道路的挑选首要应该考虑:尽量缩短走刀道路,削减空走刀行程,前进出产率;确保加工零件的精度和外表粗糙度的要求;有利于简化数值核算,削减程序段的数目和编程作业量。

5)确认切削用量 切削用量即切削深度和宽度,主轴转速及进给速度等。切削用量的详细数值应依据数控机床运用说明书的规则,被加工工件资料,加工工序以及其它工艺要求,并结合实际经历来确认。

3、数学处理

    在工艺处理作业完结后,依据零件的几许尺度,加工道路,核算数控机床所需的输入数据。一般数控体系都具有直线插补、圆弧插补和刀具补偿功用。关于加工由直线和圆弧组成的较简略的平面零件,只需核算出零件概括的相邻几许元素的交点或切点(称为基点)的坐标值。关于较杂乱的零件或零件的调集形状与数控体系的插补功用不一致时,就需求进行较杂乱的数值核算。

4、编写零件加工程序单

    在完结工艺处理和数值核算作业后,可以编写零件加工程序单,编写人员依据所运用数控体系的指令、程序段格局,逐段编写零件加工程序。编程人员要了解数控机床的功用、程序指令代码以及数控机床加工零件的进程,才干编写出正确的加工程序。

5、制备操控介质及程序查验

    程序编好后,需制作操控介质。操控介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、软磁盘和硬磁盘等。前期为穿孔纸带,现在已被磁盘所替代。可是,规则的穿孔纸带代码规范没有变。

    在单件和多种类小批量产品出产形式下,产种类类杂乱多样,个性化要求高,没有一致的流程。数控加工技能在这种出产形式中日益发挥巨大效果人。数控加工技能不只可以前进产品的加工精度和质量,并且可以大大缩短产品的出产周期。一般来讲,数控加工技能中包含了数控加工机床、数控编程软件和数控设备办理软件。数控编程软件(CAM 软件)在前进机床加工精度和加工功率方面起着至关重要的效果。从现在数控加工设备的遍及和发 展状况来看,数控编程软件要具有如下特性。

1.软件要操作简略,易学易用

    跟着国内企业数控设备运用的不断遍及,对数控编程人员的需求量也不断添加。那种需求长时刻训练才干要输入或设置许多选项,过多的操作会给编程人员带来很大的压力,也带 来了更多的犯错几率。因而,操作简略、易学易用是数控编程软件遍及的要害。要做到操作简略,易学易用不只仅是软件界面的问题,更多触及到的是软件的智能化处理算法。

2.软件发生的刀具轨道要确保高速、高精度和高功率

    数控加工技能是前进产品出产功率,缩短出产周期的要害手法。高速不只仅是要求编程软件支撑高速加工机床,也要求编程软件发生的刀具轨道可以发挥一般数控机床的最高切削速度。在确保高精度的前提下尽量削减空走刀和重复走刀。这样才干缩短加工时刻。毕竟在我国市场上一般数控机床还占绝大多数,让这些机床充沛发挥加工才能是要害。

3.软件要匹配各种数控体系

    在我国市场上,存在着各式各样的数控机床。因而,机床操控体系也是形形色色的,这就要求数控编程软件要可以匹配各种机床操控体系。

4.软件要能与整个出产流程集成

    跟着我国企业的信息化程度不断加深,数控编程现已不再是一个独立的信息化孤岛,而是整个企业出产流程中的一个环节和数据源。对数控编程软件的要求也不只仅是生成数控代码,而是要求数控编程软件要可以与PDM集成以快速得到规划数据,可以发生工艺数据并与工艺办理体系集成,可以与数控设备办理体系集成使数控设备可以得到加工所需求的信息,这样才干在某种程度上做到规划、工艺和制作进程的并行,缩短制作周期。

    数控五轴加工技能及数控编程是数控机床运用的根底,机加工工艺是数控五轴加工技能和数控编程的根底,要充沛发挥数控机床的才能,需求刀具、资料、核算机、高等数学等多学科常识,还应不断进行编程实践,总结经历教训,在实践中不断得到前进。


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