祁豪

(商丘技師學院,河南商丘 476000)

0 引言

在我國社會生產(chǎn)力不新提高以及現(xiàn)代科學技術推動的背景下,我國制造行業(yè)的生產(chǎn)水平不新提升被廣泛應用在數(shù)控技術和數(shù)控車床設備中。當前我國數(shù)控技術還處于不斷提高的階段,因此,數(shù)控車床的加工精度也需要不新的與時但進。由于影響數(shù)控車床加工的因素較多,所以為了提高數(shù)控車床加工精度,需要準確掌握關鍵影響因素,從而完成工藝處理優(yōu)化,進一步促進數(shù)控車床加工精度的提升,滿足我國現(xiàn)代精密儀器設備對數(shù)控車床的高精度要求

1 機械數(shù)控加工技術的重要性

隨著我國社會科技的發(fā)展我國的工業(yè)行業(yè)也會獲得進一步發(fā)展,因此,機械數(shù)控加工技術也會有很大幅度提升,應用范圍同時也會越來越廣數(shù)控加工技術已經(jīng)成為我國機械制造業(yè)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。機械數(shù)控加工技術是在當前科技社會發(fā)展的基礎上發(fā)展而來的,被廣泛應用于很多加工制造行業(yè),并在這些行業(yè)應用中取得了很好的成績。較普通機床加工而言,機械數(shù)控加工技術的主要應用優(yōu)勢包括以下幾點:第一,能完成更為復雜的加工;第二,適用性強;第三,制造效率高;第四,精密度準確;第五,性能穩(wěn)定;第六,能減少人工操作,解放勞動力。在機械數(shù)控加工技術多年的應用過程中,這些優(yōu)勢被廣大機械制造單位所認可并積極應用,在目前我國的機械數(shù)控制造行業(yè)中占據(jù)了重要地位。

在實際應用過程中,只有提升機械數(shù)控加工技術應用的合理性和科學性,才能最大限度地發(fā)揮這一技術的作用和優(yōu)勢,真正起到提高機械數(shù)控加工生產(chǎn)效率的目的,進而使我國制造行業(yè)的整體素質(zhì)得到提升和發(fā)展。而我國也很重視機械數(shù)控加工技術的應用,目前也在大力應用和推廣機械數(shù)控加工技術,并在實踐中不斷進行研究和創(chuàng)新,逐步根據(jù)實際情況進行拓展和改良。通過改良和拓展工作的開展,可以實現(xiàn)機械數(shù)控加工技術的水平和工藝提升,最終推動機械數(shù)控行業(yè)的發(fā)展,同時推動我國社會經(jīng)濟發(fā)展機械數(shù)控機床加工具體工作的開展過程可歸納如下:首先,工作人員依照指定的程序代碼來編寫加工程序單然后工作人員將加工程序單內(nèi)容輸入到對應的數(shù)控裝備中然后車床就會按照輸入的程序指令開始作業(yè)實現(xiàn)對零部件的自動加工過程。加工過程中不用人員插手。這種技術應用范圍很廣,能夠應用在生產(chǎn)產(chǎn)品形狀較為復雜批量需求小精準度要求高的設備部件加工過程中較傳統(tǒng)加工技術而言更加方便精準,且能夠減少產(chǎn)品誤差、提升生產(chǎn)效率目前在制造行業(yè)中起到了非常重要的作用很大程度上推動了制造業(yè)經(jīng)濟效益提升和行業(yè)發(fā)展[1]。

2 機械數(shù)控加工技術影響要素

目前我國機械數(shù)控加工技術發(fā)展應用過程中還存在很多的問題,這些問題的存在會給機械數(shù)控加工作業(yè)的準確度、質(zhì)量及生產(chǎn)效率等產(chǎn)生不良影響。本文針對常見的機械數(shù)控加工技術問題進行研究和分析,希望給相關人員帶來一些參考和幫助。

2.1 程序編寫不合理

優(yōu)化編程工作開展可以從以下三個方面著手:第一,在程序編寫之前,要對機床的情況及生產(chǎn)要求等進行學習和研究,掌握有關機床的指令,了解機床內(nèi)部的具體功能和問題,方便后期程序編寫與機床實際情況相結(jié)合,實現(xiàn)加工機床質(zhì)量和效率的最優(yōu)化;第二,編寫程序必須結(jié)合機床的實際狀況來開展,以保證編程內(nèi)容的實用性和合理性,規(guī)避機床走空刀的現(xiàn)象出現(xiàn);第三,做好相應的計算機編程的推廣和宣傳工作,提前應用計算機軟件的模擬技術來對編寫程序的加工過程進行演練,發(fā)現(xiàn)存在的問題,并及時做出調(diào)整,保證優(yōu)化程序的合理性和可操作性的同時,縮短程序調(diào)試的時間,最終提升機械設備的加工效率[2]。

2.2 數(shù)控機床應用不合理

機械制造生產(chǎn)過程具有連續(xù)性,機械數(shù)控加工技術應用時間也具有聯(lián)系性或長時間性。一方面,要求制定詳細的設備使用操作規(guī)程,并對所有人員進行專業(yè)化培訓,以保證所有人員能夠掌握對應的使用要求和技能。同時制定檢查管理制度來對人員操作過程進行監(jiān)管,約束工作人員行為,避免工作人員因為馬虎、偷懶省事等心理出現(xiàn)不按規(guī)范操作及維護保養(yǎng)設備的行為。對發(fā)現(xiàn)的違規(guī)行為應該進行考核處理,以提升相關人員的責任性?？傊?要通過制度規(guī)范和管理來對人員形成一定的約束,以減少人為操作問題發(fā)生,最終提升機械數(shù)控加工技術水平。

除此之外,還要重視設備維護保養(yǎng)工作的開展,以這種方式來延長設備的使用壽命。這項工作的開展一方面要與人員管理一樣,制定對應的設備維護保養(yǎng)及檢查管理制度,做好設備的定期檢查、檢維修及維護保養(yǎng)工作,并對維護檢查人員的行為進行監(jiān)管最終提升設備管理的有效性另一方面還要做好設備的使用管控生產(chǎn)任務量很大時需要了解零件的加工要求及設備要求等,例如,在分析是粗加工還是精加工的問題上,應安排合適的設備進行加工,避免“大材小用”的問題出現(xiàn)。一般而言,使用設備使用年限長,精準度低的設備來進行粗加工中,用設備精準度高使用年限較短的設備進行精加工[3]。因為粗加工設備部件對加工精度要求低,同時加工過程也會對數(shù)控設備的精準度產(chǎn)生影響。通過這種合理劃分分配的方式來對加工件進行分類加工,既可以實現(xiàn)資源的合理分配,又可以減少設備損壞問題發(fā)生,延長設備的使用壽命。只有通過合理管控使用數(shù)控機床,才能提升設備的工作質(zhì)量和加工效率,最終體現(xiàn)機械數(shù)控加工技術的優(yōu)越性。

2.3 把握操刀問題

在機械數(shù)控加工技術應用過程中,遇到加工量的情況時,尤其要注意確保零部件的加工質(zhì)量和加工工序的穩(wěn)定性,否則會對整個機械數(shù)控加工工作開展效率產(chǎn)生影響。而換刀、操刀問題也會對加工質(zhì)量和工序穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。實際生產(chǎn)中需要選擇合適的換刀法及換刀節(jié)點,以達到縮短換刀時間、減少設備精準度損失及降低成本投入的目的。換刀方法包括:刀的位置、換刀操作順序等關鍵點,必須針對不同的生產(chǎn)工藝去研究和分析,避免因操刀流程不當,導致的低效率問題。

3 數(shù)控車床加工精度的工藝處理及有效優(yōu)化措施

3.1 提高數(shù)控車床刀具自動化

通過提高刀具自動化程度,能夠提高換刀速度根據(jù)所編輯的程序完成自動化換刀,能夠全面提升數(shù)控車床加工精度。在數(shù)控刀庫設計中加入機械手臂自動換刀裝置,在計算機發(fā)出控制命令后,就能夠?qū)崿F(xiàn)自動取刀、自動換刀的過程,在計算機沒有發(fā)出指令的情況下,機械手臂取刀的零部件會處于閉合的狀態(tài),閉合和張開通過電磁原理來實現(xiàn),根據(jù)產(chǎn)品的實際需求選擇不同的控制方式,計算機系統(tǒng)向機械手臂發(fā)出相應的指令。當進行自動取刀、自動換刀時,機械手就會自動移動到需要更換刀具的位置,將刀庫中需要的刀具通過傳送帶自動傳送到相應的位置,刀具到達指定點位后,計算機系統(tǒng)會收到反饋命令,從而對機械手臂發(fā)出取刀的指令這是提高數(shù)控車床加工精度以及加工效率的有效方式[4]。

3.2 先進制造軟件的應用

先進的制造軟件,集成了產(chǎn)品設計、工程和制造的高性能產(chǎn)品數(shù)字化解決方案,其應用領域貫穿著產(chǎn)品全生命周期。其中CAM擁有零件建模、工裝設計、模具設計、CNC加工編程、EDCAM編程、WEDM編程、CMM測量編程、后處理系統(tǒng)、集成仿直系統(tǒng)等功能。面對復雜零件的加工,為了保證機床的高效率切削、工業(yè)機器人的高效率動作,CAM工具通過應用自動刀具傾斜、交互式碰撞避讓、自動方向矢量控制等功能,實現(xiàn)連續(xù)5軸加工、3+2軸加工、旋風銑粗加工、擺線加工等,并使用虛擬數(shù)控機床動態(tài)仿直NC代碼,輸出安全高效的程序。CAM工具還集成了專業(yè)制造工藝模塊。為了沉淀工廠制造標準,經(jīng)驗豐富的工程師和軟件應用工程師一起編制了專業(yè)制造工藝模塊,沉淀了行業(yè)的先進加工工藝和工廠最先進的經(jīng)驗工藝參數(shù),比如輪轂和葉輪加工、渦輪葉片、引擎端口和歧管等制造工藝模塊,從而高標準、高效率的完成高精度復雜零件的加工。

3.3 建立科學的誤差改進方法

數(shù)控車床在加丁制造過程中誤差補償是一項重要的工作,現(xiàn)階段我國部分制造企業(yè)的數(shù)控車床在加工過程中的精度較低,所以可通過對數(shù)控系統(tǒng)的編程建立誤差補償法來提高加工精度。例如,在伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)式的數(shù)控車床中,這種伺服系統(tǒng)在運行過程中因為反向間隙誤差導致不能實現(xiàn)精準定位,所以就可以采用誤差補償法進行補償,通過對該伺服系統(tǒng)的程序編輯,加入誤差補償功能,則能實現(xiàn)更高精度的生產(chǎn),對于數(shù)控車床精度提升具有良好的作用[5]。

3.4 先進的刀具涂層技術的應用

高效鐵削刀具是保證先進加工技術的關鍵因素之一。先進的涂層技術,刀具基體材質(zhì)、刃邊處理和后處理工藝共同保證了銑削刀具的高精度、高切削效率長切削壽命。先進涂層技術賦予了刀片強大的耐磨能力和更長的壽命,更持久的刀具壽命有利于降低零件制造成本提高生產(chǎn)效率和良好的質(zhì)量。傳統(tǒng)的CVD氧化鋁涂層中,晶體的生長方向是隨機的。新一代的CVD涂層技術,通過控制晶體的成長方向,以確保所有的晶體都沿著相同的方向排列,并使最堅固的部分朝向頂面,從而獲得致密有序的晶體組織緊密排列的單向晶體在切削區(qū)域和鐵屑間構(gòu)造了一個堅固的屏障,改進了抗月牙洼磨損和抗后刀面磨捐特性,并且使切削區(qū)域能夠更快散熱,從而有助于切削刃在更長時間的連續(xù)切削期間保持不變形。

3.5 先進的數(shù)控系統(tǒng)的應用

先進數(shù)控系統(tǒng)擁有強大的硬件架構(gòu)以及智能的控制算法,輔助以出色的驅(qū)動和電機技術,使加工過程擁有極高的動態(tài)性能及精度。同步配置IT 集成方案,大大提高的數(shù)控機床的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率。先進的數(shù)控系統(tǒng)采用最先進多核外理器技術基干驅(qū)動的高性能NCU(數(shù)控單元),具有優(yōu)秀的性能潛力。高性能代表著高度模塊化的數(shù)控機床配備了數(shù)量極多的數(shù)控軸,例如傳輸線或多面回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床高性能還代表著5 軸模具加工中心進行高速切削時的超高精度和動態(tài)加工性能。

3.6 復合加工數(shù)控機床的應用

先進的數(shù)控機床已經(jīng)在單一功能的數(shù)控機床上,加裝動力銑頭、動力刀架、五軸轉(zhuǎn)臺等,實現(xiàn)更加復雜的復合加工要求。新一代復合加工機床,集傳統(tǒng)車銑復合與齒輪加工功能于一身,除傳統(tǒng)的車銑5軸加工,還嵌入了銑齒、滾齒、刮齒加工,最大限度地實現(xiàn)了工序集中,減少人員設備,縮短生產(chǎn)周期。

3.7 確定合理的切削用量

背吃刀量、進給速度以及主軸切削速度是切削用量的主要包含內(nèi)容,對數(shù)控車床加工精度會造成很大的影響。因此,在數(shù)控車床實際加工生產(chǎn)過程中,需要根據(jù)設計作用條件,確定最佳的加工方法,進而選擇最為合理的切削用量。由于在數(shù)控車床加工作業(yè)過程中會產(chǎn)生大量的熱量,摩擦較強,容易出現(xiàn)刀具變形的問題,所以需要采用切削液進行保護,降低摩擦和溫度對刀具的影響,可以采用乳化液,能夠?qū)Φ毒吲c零部件接觸位置起到很好的保護作用,防止出現(xiàn)因刀具變形影響加工精度的情況。

4 結(jié)語

隨著IT技術網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,數(shù)控加工也在不斷的革新應用軟件、工具技術、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床等關鍵技術。制造企業(yè)需要導入先進的制造軟件、先進的刀具技術和涂層技術、先進的數(shù)控機床及數(shù)控銑系統(tǒng)等技術,開發(fā)和應用全自動復合加工數(shù)控機床自動化加工單元,并以先進技術推進制造企業(yè)的自動化數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和市場競爭力。總而言之,機械數(shù)控加工在目前的加工行業(yè)中發(fā)揮了重要作用,并且也是未來市場發(fā)展的趨勢理應受到行業(yè)的關注和推廣。但是在目前機械數(shù)控加工過程中還存在很多的問題需要引起相關企業(yè)和人員的高度重視采取合理的策略來提升加工效果最終推動制造業(yè)朝著科學化和高效化的方向發(fā)展。