数控车的工艺与工装削模板.doc

数控技术 一，中国数控系统发展史 1.中国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统研制和开发。因为受到当初国产电子元器件水平低，部门经济等制约，未能取得较大发展。 2.在改革开放后，中国数控技术才逐步取得实质性发展。经过“六五(81-85年)引进国外技术，“七五”(86-90年)消化吸收和“八五”(91一-95年)国家组织科技攻关，才使得中国数控技术有了质飞跃，当初经过国家攻关验收和判定产品包含北京珠峰企业中华I型，华中数控企业华中I型和沈阳高级数控国家工程研究中心蓝天I型，和其它经过“国家机床质量监督测试中心”测试合格国产数控系统如南京四开企业产品。 3.中国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，很多机床厂从传统产品实现向数控化产品转型。但总来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代早期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超出4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需开启机床市场，加强限制进口数控设备审批，投资关键支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大促进作用，尤其是在1 9 9 9年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。 三，数控车工艺和工装削 阅读：133 数控车床加工工艺和一般车床加工工艺类似，但因为数控车床是一次装夹，连续自动加工完成全部车削工序，所以应注意以下多个方面。 1. 合理选择切削用量 对于高效率金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效加工方法肯定是合理选择了切削条件。 切削条件三要素：切削速度、进给量和切深直接引发刀具损伤。伴伴随切削速度提升，刀尖温度会上升，会产生机械、化学、热磨损。切削速度提升20%，刀具寿命会降低1/2。 进给条件和刀具后面磨损关系在极小范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具影响小。切深对刀具影响即使没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，一样会影响刀具寿命。 用户要依据被加工材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用切削速度。 最适合加工条件选定是在这些原因基础上选定。有规则、稳定磨损达成寿命才是理想条件。 然而，在实际作业中，刀具寿命选择和刀具磨损、被加工尺寸改变、表面质量、切削噪声、加工热量等相关。在确定加工条件时，需要依据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，能够采取冷却剂或选择刚性好刀刃。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时，要选强度高、耐用度好刀具，方便满足粗车时大背吃刀量、大进给量要求。 2) 精车时，要选精度高、耐用度好刀具，以确保加工精度要求。 3) 为降低换刀时间和方便对刀，应尽可能采取机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽可能选择通用夹具装夹工件，避免采取专用夹具； 2) 零件定位基准重合，以降低定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件运动轨迹和方向。 1) 应能确保加工精度和表面粗糙要求； 2) 应尽可能缩短加工路线，降低刀具空行程时间。 5. 加工路线和加工余量联络 现在，在数控车床还未达成普及使用条件下，通常应把毛坯上过多余量，尤其是含有锻、铸硬皮层余量安排在一般车床上加工。如必需用数控车床加工时，则需注意程序灵活安排。 6. 夹具安装关键点 现在液压卡盘和液压夹紧油缸连接是靠拉杆实现，图1。液压卡盘夹紧关键点以下：首先用搬手卸下液压油缸上螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。 四，进行有效合理车削加工 阅读：102 有效节省加工时间 Index企业G200车削中心集成化加工单元含有模块化、大功率双主轴、四轴联动功效，从而使加工时间深入缩短。和其它借助于工作轴进行装夹概念相反，该产品利用集成智能加工单元能够使工件自动装夹到位并进行加工。换言之，自动装夹时，不会影响另一主轴加工，这一特点能够缩短大约10加工时间。 另外，四轴加工很快速，能够同时有两把刀具进行加工。当机床是成对投入使用时候，效率提升更为显著。也就是说，常规车削和硬车能够并行设置两台机床。 常规车削和硬车之间不一样点仅仅在于刀架和集中恒温冷却液系统。但和常规加工不一样是：常规加工可用两个刀架和一个尾架进行加工；而硬车时只能使用一个刀架。在两种类型机床上全部可进行干式硬加工，只是工艺方案制造者需要精心设计平衡节拍时间，而Index机床提供模块结构使其含有更强灵活性。 以高精度提升生产率 伴随生产效率不停提升，用户对于精度也提出了很高要求。采取G200车削中心进行加工时，冷开启后最多需要加工4个工件，就能够达成6mm公差。加工过程中，精度通常保持在2mm。所以Index企业提供给用户是高精度、高效率完整方案，而提供这种高精度方案，需要精心选择主轴、轴承等功效部件。 G200车削中心在德国宝马Landshut企业汽车制造厂应用中取得了良好效果。该厂不仅生产发动机，而且还生产由轻金属铸造而成零部件、车内塑料装饰件和转向轴。质量监督人员认为，其加工精度很正确：连续公差带为15mm，轴承座公差为6.5mm。 另外，加工万向节使用了Index企业全自动智能加工单元。首批两台车削中心用来进行工件打号之前预加工，加工后进行在线测量，然后经过传送带送出进行滚齿、清洗和淬火处理。最终一道工序中，采取了第二个Index加工系统。由两台G200车削中心对转向节轴承座进行硬车。在机床内完成在线测量，然后送至卸料单元。集成加工单元完全融合到车间布局之中，符合人类工程学要求，占地面积大大降低，而且只需两名职员看管制造单元即可。 五，数控车削加工中妙用G00及确保尺寸精度技巧 数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业，怎样高效、合理、按质按量完成工件加工，每个从事该行业工程技术人员或多或少全部有自己经验。笔者从事数控教学、培训及加工工作多年，积累了一定经验和技巧，现以广州数控设备厂生产GSK980T系列机床为例，介绍几例数控车削加工技巧。 一、程序首句妙用G00技巧 现在我们所接触到教科书及数控车削方面技术书籍，程序首句均为建立工件坐标系，即以G50 X Z作为程序首句。依据该指令，可设定一个坐标系，使刀具某一点在此坐标系中坐标值为(X Z)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采取这种方法编写程序，对刀后，必需将刀移动到G50设定既定位置方能进行加工，找准该位置过程以下。 1. 对刀后，装夹好工件毛坯； 2. 主轴正转，手轮基准刀平工件右端面A； 3. Z轴不动，沿X轴释放刀具至C点，输入G50 Z0，电脑记忆该点； 4. 程序录入方法，输入G01 W-8 F50，将工件车削出一台阶； 5. X轴不动，沿Z轴释放刀具至C点，停车测量车削出工件台阶直径，输入G50 X，电脑记忆该点； 6. 程序录入方法下，输入G00 X Z，刀具运行至编程指定程序原点，再输入G50 X Z，电脑记忆该程序原点。 上述步骤中，步骤6即刀具定位在XZ处至关关键，不然，工件坐标系就会被修改，无法正常加工工件。有过加工经验人全部知道，上述将刀具定位到XZ处过程繁琐，一旦出现意外，X或Z轴无伺服，跟踪犯错，断电等情况发生，系统只能重启，重启后系统失去对G50设定工件坐标值记忆，“复位、回零运行”不再起作用，需重新将刀具运行至XZ位置并重设G50。假如是批量生产，加工完一件后，回G50起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系种种弊端，笔者想措施将工件坐标系固定在机床上，将程序首句G50 XZ改为G00 X Z后，问题迎刃而解。其操作过程只需采取上述找G50过程前五步，即完成步骤1、2、3、4、5后，将刀具运行至安全位置，调出程序，按自动运行即可。即使发生断电等意外情况，重启系统后，在编辑方法下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程程序段，按自动运行方法继续加工即可。上述程序首句用 G00替换G50实质是将工件坐标系固定在机床上，不再囿于G50 X Z程序原点限制，不改变工件坐标系，操作简单，可靠性强，收到了意想不到效果。中国金属加工在线 二、控制尺寸精度技巧 1. 修改刀补值确保尺寸精度 因为第一次对刀误差或其它原因造成工件误差超出工件公差，不能满足加工要求时，可经过修改刀补使工件达成要求尺寸，确保径向尺寸方法以下： a. 绝对坐标输入法 依据“大减小，小加大”标准，在刀补001004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了0.1mm，而002处刀补显示是X3.8，则可输入X3.7，降低2号刀补。 b. 相对坐标法 如上例，002刀补处输入U-0.1，亦可收到一样效果。 同理，对于轴向尺寸控制亦如这类推。如用1号外圆刀加工某处轴段，尺寸长了0.1mm，可在001刀补处输入W0.1。 2. 半精加工消除丝杆间隙影响确保尺寸精度 对于大部分数控车床来说，使用较长时间后，因为丝杆间隙影响，加工出工件尺寸常常出现不稳定现象。这时，我们可在粗加工以后，进行一次半精加工消除丝杆间隙影响。如用1号刀G71粗加工外圆以后，可在001刀补处输入U0.3，调用G70精车一次，停车测量后，再在001刀补处输入U-0.3，再次调用G70精车一次。经过此番半精车，消除了丝杆间隙影响，确保了尺寸精度稳定。 3. 程序编制确保尺寸精度 a. 绝对编程确保尺寸精度 编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上，各线段终点位置以该线段起点为坐标原点而确定坐标系。也就是说，相对编程坐标原点常常在变换，连续位移时肯定产生累积误差，绝对编程是在加工全过程中，全部有相对统一基准点，即坐标原点，故累积误差较相对编程小。数控车削工件时，工件径向尺寸精度通常比轴向尺寸精度高，故在编写程序时，径向尺寸最好采取绝对编程，考虑到加工及编写程序方便，轴向尺寸常采取相对编程，但对于关键轴向尺寸，最好采取绝对编程。 b. 数值换算确保尺寸精度 很多情况下，图样上尺寸基准和编程所需尺寸基准不一致，故应先将图样上基准尺寸换算为编程坐标系中尺寸。图2b中，除尺寸13.06mm外，其它均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到编程尺寸。其中， 29.95mm、16mm及60.07mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到编程尺寸。 4. 修改程序和刀补控制尺寸 数控加工中，我们常常碰到这么一个现象：程序自动运行后，停车测量，发觉工件尺寸达不到要求，尺寸改变无规律。如用1号外圆刀加工图3所表示工件，经粗加工和半精加工后停车测量，各轴段径向尺寸以下：30.06mm、23.03mm及16.02mm。对此，笔者采取修改程序和刀补方法进行补救，方法以下： a. 修改程序 原程序中X30不变，X23改为X23.03，X16改为X16.04，这么一来，各轴段全部有超出名义尺寸统一公差0.06mm； b. 改刀补 在1号刀刀补001处输入U-0.06。 经过上述程序和刀补双管齐下修改后，再调用精车程序，工件尺寸通常全部能得到有效确保。 数控车削加工是基于数控程序自动化加工方法，实际加工中，操作者只有含有较强程序指令利用能力和丰富实践技能，方能编制出高质量加工程序，加工出高质量工件。 六，数控机床故障排除方法及其注意事项 因为常常参与维修任务，有些维修经验，现结合相关理论方面叙述，在以下列出，期望抛砖引玉。 一、故障排除方法 （1）初始化复位法：通常情况下，因为瞬时故障引发系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区因为掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必需对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝统计，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊疗。 （2）参数更改，程序更正法：系统参数是确定系统功效依据，参数设定错误就可能造成系统故障或某功效无效。有时因为用户程序错误亦可造成故障停机，对此能够采取系统块搜索功效进行检验，更正全部错误，以确保其正常运行。 （3）调整，最好化调整法：调整是一个最简单易行措施。经过对电位计调整，修正系统故障。如某厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调整后正常。如在某厂，其主轴在开启和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置斜升时间设定过小，经调整后正常。 最好化调整是系统地对伺服驱动系统和被拖动机械系统实现最好匹配综合调整方法，其措施很简单，用一台多线统计仪或含有存贮功效双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈响应关系。经过调整速度调整器百分比系数和积分时间，来使伺服系统达成即有较高动态响应特征，而又不振荡最好工作状态。在现场没有示波器或统计仪情况下，依据经验，即调整使电机起振，然后向反向慢慢调整，直到消除震荡即可。 （4）备件替换法：用好备件替换诊疗出坏线路板，并做对应初始化开启，使机床快速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是现在最常见排故措施。 （5）改善电源质量法：现在通常采取稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰能够采取电容滤波法，经过这些预防性方法来降低电源板故障。 （6）维修信息跟踪法：部分大制造企业依据实际工作中因为设计缺点造成偶然故障，不停修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息形式不停提供给维修人员。以此做为故障排除依据，可正确根当地排除故障。 二、维修中应注意事项 （1）从整机上取出某块线路板时，应注意统计其相对应位置，连接电缆号，对于固定安装线路板，还应按前后取下对应压接部件及螺钉作统计。拆卸下压件及螺钉应放在专门盒内，以免丢失，装配后，盒内东西应全部用上，不然装配不完整。 （2）电烙铁应放在顺手前方，远离维修线路板。烙铁头应作合适修整，以适应集成电路焊接，并避免焊接时碰伤别元器件。 （3）测量线路间阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔交换测量两次，以阻值大为参考值。 （4）线路板上大多刷有阻焊膜，所以测量时应找到对应焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 （5）不应随意切断印刷线路。有维修人员含有一定家电维修经验，习惯断线检验，但数控设备上线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻线，再则有点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。 （6）不应随意拆换元器件。有维修人员在没有确定故障元件情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这么误判率较高，拆下元件人为损坏率也较高。 （7）拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及反复拆卸，以免损坏焊盘。 （8）更换新器件，其引脚应作合适处理，焊接中不应使用酸性焊油。 （9）统计线路上开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上对照检验时，或交换元器件时注意标识各板上元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。 （10）查清线路板电源配置及种类，依据检验需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需合适绝缘，操作时应尤其注意。 最终，我认为：维修不可墨守陈规，生搬理论东西，一定要结合当初当地实际情况，开阔思绪，逐步分析，逐一排除，直至找到真正故障原因。 总而言之，数控技术发展是和现代计算机技术、电子技术发展同时，同时也是依据生产发展需要而发展。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广愈加快。未来CNC系统将会使机械愈加好用，更廉价。