近年來,國內數(shù)控加工技術正面臨著快速發(fā)展,數(shù)控加工技術水平逐步提高,但與國外發(fā)達國家相比還有著明顯的差距。在國內,由于設備水平、技術應用水平的局限性,這類技術還沒有得到成熟廣泛的應用。典型數(shù)控設備,長期以來加工對象較為單一、應用水平低,在一定程度上限制了設備潛能的發(fā)揮。因此,如何在現(xiàn)有條件下最大限度地提高技術水平、提高效率和追趕國際先進水平,是我們發(fā)展的主要目標。目前我公司零件數(shù)控加工從工藝準備到零件制造可分解為下面各個環(huán)節(jié):接收設計圖設計工藝規(guī)范工藝路線評審審簽工藝規(guī)程創(chuàng)建工序模型編制數(shù)控加工程序后置處理單工序仿真加工數(shù)控程序審簽上機調試(切削參數(shù)優(yōu)化及數(shù)控加工方案確定)零件加工(手動裝夾、手動找正、手動測量、手動換刀、手動調整刀具補償、單個程序加工)。從總體情況來看,要實現(xiàn)無人干預數(shù)控加工,我們需要在工藝編制、數(shù)控編程、仿真加工和參數(shù)優(yōu)化等多方面做出更多的改進工作。
1 數(shù)控加工,工藝先行
隨著設計由二維發(fā)圖改為三維模型發(fā)圖形式的改變,我們可以根據(jù)設計模型來設計工藝規(guī)程,改變原來的工藝編制方式,以三維模式編制工藝規(guī)程。隨著MBD技術的不斷發(fā)展,數(shù)字化工藝將是制造現(xiàn)場越來越需要的。數(shù)字化工藝的優(yōu)勢在于:1)工序模型可以使工藝準備工作并行開展。可以借助工藝規(guī)程中的工序模型生成數(shù)控加工模型,數(shù)控編程可與工藝規(guī)程設計同步進行,減少模型構建時間及縮短編程周期。還可以使工裝設計同步進行,工裝設計人員通過引用工序模型設計工裝,大大提高了工裝設計的質量,這些都將大大縮短工藝準備時間。2)工藝模型與設計模型及尺寸標注相關聯(lián),大大提高了工藝信息的正確性,減少了工藝更改的可能。
2 提高數(shù)控程序編制質量
2.1 刀具軌跡
編程模型質量的好壞決定刀具軌跡質量的好壞,刀具軌跡是保證零件質量的基本條件,因此在采用自動編程方式時,一定要安排合理的走刀樣式,這樣才能夠保證零件的加工精度、表面質量、受力變形等情況的產生。而且在生成刀具軌跡的同時必要對一些加工內容進行設置,如在UG中編程時,需設定好坐標系的寄存器號、刀號、速度以減少后置處理后的代碼人為手動修改。
2.2 加工參數(shù)
合理的加工參數(shù)不僅可以提高加工效率,保證零件加工質量,而且更能發(fā)揮機床功效,更能合理的管理刀具使用情況。如加工速率等不需要操作者手動調節(jié)。
2.3 后置處理
為保證數(shù)控程序的準確性,對后置處理器的準確性、完整性要求更高。只有好的后置處理器才能生成準確的G代碼文件,無需進行人為更改直接輸入機床即可使用。創(chuàng)建后置處理器時除說明性語言外不允許使用TEXT進行編輯,需從CAM環(huán)境中提取的變量,要求使用MOM變量進行定義。
3 完善仿真加工
數(shù)控程序的仿真加工,可預知程序中的錯誤,避免零件或機床因程序原因造成的損壞。目前,我公司普通采用VERICUT軟件進行數(shù)控程序的仿真加工,其仿真加工的內容主要是干涉、碰撞、過切、欠切等內容,不進行自動換刀、工作臺轉換、超程、在線測量等的仿真加工,而且有些機床的仿真模型尺寸并不是很精準。為實現(xiàn)精確、高效的數(shù)控加工,換刀、工作臺轉換、超程、在線測量等必須進行仿真加工,這些內容的仿真加工可以確保加工的連續(xù)性、準確性。
4 工藝參數(shù)優(yōu)化
對某些復雜零件經常會有這樣的現(xiàn)象:同樣的數(shù)控程序,不同的人,加工出的產品卻有的合格,有的不合格。什么原因導致數(shù)控程序中的加工參數(shù)選擇不合理,有經驗的操作者根據(jù)經驗手動修改了加工參數(shù)。如何能減少這些不確定因素的出現(xiàn),在零件加工前必須使加工參數(shù)固化。
4.1 根據(jù)經驗,合理選刀
刀具類型及刀片材料直接影響零件的加工質量、效率及成本等。現(xiàn)代航空發(fā)動機產品越來越復雜,難加工材料越來越多。刀具的選型也變得越來越重要。在選刀過程一定要多咨詢,多比較。
4.2 做好準備,合理試切
隨著發(fā)動機性能及結構的不斷發(fā)展和變化,新材料、新工藝越來越多,因此必須進行試切,以獲得合理的加工參數(shù)。刀具類型、數(shù)控工藝路線、加工參數(shù)這些都是需要試驗才能確定的。
4.3 知識積累,自動優(yōu)化
通過試切或其他方法獲得的加工參數(shù),可以作為一種知識積累,形成參數(shù)資源庫,利用軟件對加工參數(shù)進行優(yōu)化,減少試切的時間和成本。
5 實際加工過程控制
目前零件在機加包括裝夾找正、換刀、測量、調整刀具補償?shù)?,這些都是操作者手動完成的,這對于操作者的技能水平要求很高。如果使用先進的夾具,實現(xiàn)快速裝夾、自動找正、準確定位、在線測量,不僅會減少機床準備時間,提高加工效率,而且會使零件的加工質量大大提高。在檢測方面,一是要提高檢測手段,購置先進的計量器具、儀器儀表,批量生產零件可視情況,設計制作專用的樣板及專用檢測量具或夾具,以減少零件的交檢時間;二是要提高檢驗人員的業(yè)務能力,主要是提高檢驗人員的視圖能力及使用量具量儀的能力。
6 人員素質
實現(xiàn)無人干預數(shù)控加工,必須要全面提高人員的技術水平和綜合素質。無論是工藝編制、數(shù)控編程還是參數(shù)優(yōu)化,其前提是必須保證產品的質量。參與數(shù)控加工的人員,從制定工藝路線到編制數(shù)控加工程序,再到零件現(xiàn)場制造,都需要經驗豐富的從業(yè)人員,而且要具有較強的領悟能力和勇于創(chuàng)新的精神。我公司的現(xiàn)狀是能夠掌握自動編程技術的人員都是一些剛從大專院校畢業(yè)不久的年輕技術人員,而經驗豐富的是那些在企業(yè)從事了多年傳統(tǒng)工藝的技術人員,但他們又很少能掌握自動編程技術。如果能加強實踐與理論的結合,將二者結合起來,無疑對產品質量和加工效率的提高是一件好事。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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