有效節省加工時間

Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯動的功能,從而使加工時間進一步縮短。與其他借助于工作軸進行裝夾的概念相反,該產品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位并進行加工。換言之,自動裝夾時,不會影響另一主軸的加工,這一特點可以縮短大約10%的加工時間。
此外,四軸加工非常迅速,可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候,效率的提高更為明顯。也就是說,常規車削和硬車可以并行設置兩臺機床。
常規車削和硬車之間的不同點僅僅在于刀架和集中恒溫冷卻液系統。但與常規加工不同的是:常規加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工;而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行干式硬加工,只是工藝方案的制造者需要精心設計平衡的節拍時間,而Index機床提供的模塊結構使其具有更強的靈活性。
以高精度提高生產率
隨著生產效率的不斷提高,用戶對于精度也提出了很高的要求。采用G200車削中心進行加工時,冷啟動后最多需要加工4個工件,就可以達到plusmn;6mm的公差。加工過程中,精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案,而提供這種高精度的方案,需要精心選擇主軸、軸承等功能部件。
G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車制造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產發動機,而且還生產由輕金屬鑄造而成的零部件、車內塑料裝飾件和轉向軸。質量監督人員認為,其加工精度非常精確:連續公差帶為plusmn;15mm,軸承座公差為plusmn;6.5mm。
此外,加工的萬向節使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩臺車削中心用來進行工件打號之前的預加工,加工后進行在線測量,然后通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最后一道工序中,采用了第二個Index加工系統。由兩臺G200車削中心對轉向節的軸承座進行硬車。在機床內完成在線測量,然后送至卸料單元。集成的加工單元完全融合到車間的布局之中,符合人類工程學要求,占地面積大大減少,并且只需兩名員工看管制造單元即可。
五,數控車削加工中妙用G00及保證尺寸精度的技巧
數控車削加工技術已廣泛應用于機械制造行業,如何高效、合理、按質按量完成工件的加工,每個從事該行業的工程技術人員或多或少都有自己的經驗。筆者從事數控教學、培訓及加工工作多年,積累了一定的經驗與技巧,現以廣州數控設備廠生產的GSK980T系列機床為例,介紹幾例數控車削加工技巧。
一、程序首句妙用G00的技巧
目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍,程序首句均為建立工件坐標系,即以G50 Xalpha; Zbeta;作為程序首句。根據該指令,可設定一個坐標系,使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xalpha; Zbeta;)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序,對刀后,必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工,找準該位置的過程如下。
1. 對刀后,裝夾好工件毛坯;
2. 主軸正轉,手輪基準刀平工件右端面A;
3. Z軸不動,沿X軸釋放刀具至C點,輸入G50 Z0,電腦記憶該點;
4. 程序錄入方式,輸入G01 W-8 F50,將工件車削出一臺階;
5. X軸不動,沿Z軸釋放刀具至C點,停車測量車削出的工件臺階直徑gamma;,輸入G50 Xgamma;,電腦記憶該點;
6. 程序錄入方式下,輸入G00 Xalpha; Zbeta;,刀具運行至編程指定的程序原點,再輸入G50 Xalpha; Zbeta;,電腦記憶該程序原點。
上述步驟中,步驟6即刀具定位在Xalpha;Zbeta;處至關重要,否則,工件坐標系就會被修改,無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道,上述將刀具定位到Xalpha;Zbeta;處的過程繁瑣,一旦出現意外,X或Z軸無伺服,跟蹤出錯,斷電等情況發生,系統只能重啟,重啟后系統失去對G50設定的工件坐標值的記憶,“復位、回零運行”不再起作用,需重新將刀具運行至Xalpha;Zbeta;位置并重設G50。如果是批量生產加工完一件后,回G50起點繼續加工下一件,在操作過程中稍有失誤,就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端,筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上,將程序首句G50 Xalpha;Zbeta;改為G00 Xalpha; Zbeta;后,問題迎刃而解。其操作過程只需采用上述找G50過程的前五步,即完成步驟1、2、3、4、5后,將刀具運行至安全位置,調出程序,按自動運行即可。即使發生斷電等意外情況,重啟系統后,在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段,按自動運行方式繼續加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上,不再囿于G50 Xalpha; Zbeta;程序原點的限制,不改變工件坐標系,操作簡單,可靠性強,收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線
二、控制尺寸精度的技巧
1. 修改刀補值保證尺寸精度
由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差,不能滿足加工要求時,可通過修改刀補使工件達到要求尺寸,保證徑向尺寸方法如下:
a. 絕對坐標輸入法
根據“大減小,小加大”的原則,在刀補001~004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm,而002處刀補顯示是X3.8,則可輸入X3.7,減少2號刀補。
b. 相對坐標法
如上例,002刀補處輸入U-0.1,亦可收到同樣的效果。
同理,對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段,尺寸長了0.1mm,可在001刀補處輸入W0.1。
2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度
對于大部分數控車床來說,使用較長時間后,由于絲桿間隙的影響,加工出的工件尺寸經常出現不穩定的現象。這時,我們可在粗加工之后,進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后,可在001刀補處輸入U0.3,調用G70精車一次,停車測量后,再在001刀補處輸入U-0.3,再次調用G70精車一次。經過此番半精車,消除了絲桿間隙的影響,保證了尺寸精度的穩定。
3. 程序編制保證尺寸精度
a. 絕對編程保證尺寸精度
編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上,各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說,相對編程的坐標原點經常在變換,連續位移時必然產生累積誤差,絕對編程是在加工的全過程中,均有相對統一的基準點,即坐標原點,故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時,工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高,故在編寫程序時,徑向尺寸最好采用絕對編程,考慮到加工及編寫程序的方便,軸向尺寸常采用相對編程,但對于重要的軸向尺寸,最好采用絕對編程。
b. 數值換算保證尺寸精度
很多情況下,圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致,故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中,除尺寸13.06mm外,其余均屬直接按圖2a標注尺寸經換算后而得到的編程尺寸。其中, phi;29.95mm、phi;16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。
4. 修改程序和刀補控制尺寸
數控加工中,我們經常碰到這樣一種現象:程序自動運行后,停車測量,發現工件尺寸達不到要求,尺寸變化無規律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件,經粗加工和半精加工后停車測量,各軸段徑向尺寸如下:phi;30.06mm、phi;23.03mm及phi;16.02mm。對此,筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救,方法如下:
a. 修改程序
原程序中的X30不變,X23改為X23.03,X16改為X16.04,這樣一來,各軸段均有超出名義尺寸的統一公差0.06mm;
b. 改刀補
在1號刀刀補001處輸入U-0.06。
經過上述程序和刀補雙管齊下的修改后,再調用精車程序,工件尺寸一般都能得到有效的保證。
數控車削加工是基于數控程序的自動化加工方式,實際加工中,操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能,方能編制出高質量的加工程序,加工出高質量的工件。
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