数控技术和装备发展趋势及对策 摘要:简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。 关键词:数控,技术,装备,发展趋势,对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。 1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。 1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。 在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 论文其他部分请参考下面的网址:
模具制造技术与发展趋势摘要】论述了模具与模具工业概况,以及我国模具工业的现状和发展趋势,指出了我国模具技术与国外的差距,同时对国内外的模具市场进行了分析。关键词:模具制造技术;发展;模具工业1引言模具是当今工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备,是最重要的工业生产手段和工艺发展方向,一个国家工业水平的高低在很大程度上取决于模具工业的发展水平,模具工业的发展水平是一个国家工业水平的重要标志之一。模具工业称作“黄金工业”。国民经济的5大支柱产业:机械、电子、汽车、石化、建筑,都要求模具工业的发展与之相适应,模具是“效益放大器”,用模具生产的最终产品价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍,模具生产水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,也在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,因此,振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。2模具与模具工业概述模具是一种专用工具,用于成形(型)各种金属或非金属材料所需要零件的形状制品,这种专用工具统称模具。模具是工业生产中最基础的设备,是实现少切削和无切削的不可缺少的工具,广泛用于工业生产中的各个领域,如汽车、摩托车、家用电器、仪器、仪表、电子等,它们中60%~80%的零件都需要模具来进行制造;高效大批量生产的塑料件、螺钉、螺母和垫圈等标准件也需要模具来生产;工程塑料、粉末冶金、橡胶、合金压铸、玻璃成型等更需要用模具来成型。2.1我国模具工业的现状我国模具工业从起步到飞跃发展,历经了半个多世纪,近几年来,我国模具技术水平有了很大的发展和提高;大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了一个新台阶,模具质量及寿命明显提高,模具交货期大大缩短。模具CAD/CAE/CAM技术广泛地得到应用,并开发出了自主版权的模具CAD/CAE/CAM软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展中发挥了重要作用。2.2我国模具工业的发展趋势当前,我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈,在这种情况下,用户对模具制造要求是“交贷期短”“、精度高”“、质量好”和“价格低”,模具技术的发展应该与这些要求相适应。现代模具制造技术是以两大技术的应用为标志的,一是数控加工技术,二是计算机应用技术。(1)数控加工技术包括:数控机械加工技术、数控电加工技术和数控特种加工技术。数控机械加工技术:模具制造中的数控车削技术、数控铣削技术,这些技术正在朝着高速切削的方向发展。数控电加工技术:如数控电火花加工技术、数控线切割技术。数控特种加工技术:通常利用光能、声能和超声波等来完成加工的,如快速原型制造技术等,它们为现代模具制造提供了新的工艺方法和加工途径。(2)计算机技术。CAD/CAM技术:用于建模和为数控加工提供NC程序。CAE技术:主要是针对不同的模具类型,以相应的基础理论,通过数值模拟方法达到预测产品成型(形)过程的目的,改善模具设计。仿真技术:主要是检测模具数控加工的NC程序,减少实际加工过程中的失误。网络技术:通过局域网和广域网达到异地同步通信、及时解决问题的目的。2.3我国模具技术与国外的差距虽然我国模具工业在过去10多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中占的比重较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。(1)产需矛盾。工业发展水平的不断提高,工业产品更新速度加快,对模具的要求越来越高,尽管改革开放以来,模具工业有了较大的发展,但无论是在数量上,还是在质量上仍满足不了国内市场的需要,目前满足率只能达到70%左右,造成产需矛盾突出的原因:一是专业化、标准化程度低,除少量标准件外购外,大部分工作均需模具厂去完成,加工企业管理体制上的约束,造成模具制造周期长,不能适应市场要求;二是设计和工艺技术落后,如模具CAD/CAM技术普及率不高,加工设备数控化程度低等,也造成了模具生产效率不高,周期较长。(2)产品水平。衡量模具产品的水平,主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度,加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等,国内外模具产品水平仍有很大差距,见表1、表2和表3所示。(3)工艺装备水平。我国机床工具行业已经可以提供成套的高精度模具加工设备,如加工中心、数控铣床、数控仿形铣床、电加工机床、座标磨床、光曲磨床和3坐标测量机等。但在加工和定位精度、加工表面粗糙度、机床刚性、稳定性、可靠性、刀具和附件的配套性方面,与国外相比,仍有较大差距。3我国模具技术的发展趋势当前,我国工业生产的特点是产品的品种多、更新快和市场竞争激烈,在这种情况下,用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低,因此,模具工业的发展趋势是非常明显的。3.1模具产品的大型化和精密化模具产品成型(形)零件的日趋大型化,以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔),使模具日趋大型化。随着零件微型化和模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加,其步距精度的提高),精密模具精度已由原来的5μm提高到2~3μm,今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下,这就要求发展超精加工。3.2多功能复合模具新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的,一副多功能模具除了冲压成形零件外,还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务,通过多功能模具生产出来的不再是单个零件,而是成批的组件。3.3新型的热流道模具塑料模中由于采用热流道技术,可以提高模具制造的生产效率和质量,并能大幅度节省制作的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模的一大变革,国外模具已有一半用上了热流道技术,有的企业甚至已达80%以上,效果十分明显。3.4气体辅助注射模和高压注射成型工艺模具气体辅助注射成型是一种塑料成型的新工艺,它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好、易于成型、壁厚差异较大等优点,可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。3.5快速经济模具目前快速经济模具在生产中的比例将达75%以上,一方面是制品使用周期短和品种更新快,另一方面制品的花样变化频繁,均要求模具的生产周期越快越好。因此,开发快速经济模具越来越引起人们的重视。3.6高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,主轴转速可达到40000~100000转/min,快速进给速度可达到30~40m/min,换刀时间可提高到1~3s,这样就大幅度提高了加工效率,如在加工压铸模时,可提高7~8倍,并可获得Ra≤10μm的加工表面粗糙度,形状精度可达10μm。另外,还可加工硬度达60HRC的模块,形成了对电火花成型加工的挑战。因此,高速铣削加工技术的发展,促进了模具加工的发展,特别给汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。4模具市场分析从模具市场发展的总体趋势来看应该是平稳向上的,国内外行家都称现代模具工业是不衰亡工业。模具市场的总体趋势虽然平稳向上,但各类模具的表现却不可能一致,冲模、塑料模和压铸模的总和一般占模具总量的80%左右,在未来的模具市场中,塑料模和压铸模的发展速度将高于冲模,它们在模具总量中的比例将逐步提高。模具需要量是根据有关主机产量及其技术发展来进行预测的,模具需求发展高于主机发展速度是一般规律。国内的汽车、摩托车行业的模具市场是模具最大的市场,4.1家用电器行业单台电冰箱需用模具生产的零件约150个,共需模具约350副,价值约400多万元,其中冲模与塑料模之比为2:1。单台洗衣机需用模具生产的零件约为500多个,共需模具200副,价值约2000万元到3000万元,其中冲模与塑料模之比为1:2~1:3。单台空调器仅塑料模就需近20副,价值约为150万元左右。单台微波炉共需模具近100副,价值约200万元。4.2电子及通讯产品电子产品中,音像产品是模具的主要市场,其中以彩色电视机为主,单台彩电大约有150个零件需用模具生产,共需模具约140副,价值约700万元,其中塑料模约10副,价值120万元左右。4.3建材行业随着建筑业的发展,建材的需求量将大幅度增长,塑料型材和铝合金型材模具需求量将日益增大,其中塑料型材模具增幅将高于模具行业总体发展水平。4.4塑料制品2005年,我国塑料制品将达1800万吨,其中工程塑料是我国重点支持和优先发展的产业,目前满足率只有36.2%,预计每年将有25%的增长率。4.5国际模具市场分析目前世界模具市场供不应求,近几年,世界模具市场总量一直为600~650亿美元,美国、日本、法国和瑞士等国一年出口的模具约占本国模具总产值的1/3。我国模具出口数量极少,模具标准件虽已开始向香港和东南亚地区出口,但为数也不多,1998年模具出口总额约为0.96亿美元,约为全国模具总产值的3.6%,与其他先进国家相比差距甚大。我国模具钳工技术水平高,劳动力成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。随着经济的高速发展,中、高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所带来的市场走势。综上所述,未来几十年,国内外模具市场需求很旺,前景很好。5参考文献[1]蒋建强.模具数控加工技术[M].北京:电子工业出版社,2005.[2]李发致.模具先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[3]孔德音.模具制造学[M].北京:机械工业出版社,1998.[4]蒋建强.数控加工技术与实训[M].北京:电子工业出版社,2003
我数控学习的心得我刚上大学时我毫不明白数控专业是什么,也不太清楚我们这个专业将来实际到底该做哪一行的工作,还想过要调换专业,最终还是没有,曾几何时我们这个专业将来到底有没有前途~~我一直不清楚!但今天,我告诉你!!好好学吧!!前途无量!!专家们预言:二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。 2002年10月29日~~11月8日,华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心数控职业教育培训调研组对东北三省以及江苏、上海、浙江的十多所正在或准备从事数控技术人才培养的各层次学校(主要是职业技术学院)的教学、培训工作开展情况和所用设备状况及其该地区数控技术人才需求情况进行了一系列调研。具体情况如下: 一、数控人才市场需求 在发达国家中,数控机床已经大量普遍使用。我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距,机床数控化率还不到2%对于目前我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用。原因是多方面的,数控人才的匾乏无疑是主要原因之一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。 数控人才的需求主要集中在以下的企业和地区: 1、国有大中型企业,特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业.军工制造业是我国数控技术的主要应用对象. 杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控操作工。 2、随着民营经济的飞速发展,我国沿海经济发达地区(如广东,浙江、江苏、山东),数控人才更是供不应求,主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。 具有数控知识的模具技工的年薪已开到了30万元,超过了“博士”。 二、数控人才的知识结构 现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源:一是大学、高职和中职的机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生,他们都很年轻,具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力,容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验,同时,由于学校教育的专业课程分工过窄,仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。 另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训,以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验,但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生,知识面较窄,特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。 对于数控人才,有以下三个需求层次,所需掌握的知识结构也各不同: 1、蓝领层: 数控操作技工:精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修。适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。 2、灰领层 1)数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,掌握复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如uc、ProE等;熟练掌握数控手工和自动编程技术;适合高职、本科学校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎;待遇也较高。 2)数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职学校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,知识结构要求很广,适应与数控相关的工作能力强,需要大量实际经验的积累,目前非常缺乏,其待遇也较高。 3、金领层 数控通才:具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇很高。适合本科、高职学校组织培养。但必须在提供特殊的实训措施和名师指导等手段,促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。 对于以上各类数控人才,主要的基础知识基本相同,专业课的内容和重点不同。在课程设置方面应特别加强实训内容和与企业实习的内容。 bread:如果你是刚刚学,我建议你从基本的编程开始,循序渐进,慢慢来! 如果你已具备一些知识,你可以从机床结构等下手 . 这样可以吗? 或者 现代数控车床对刀方法的探讨 摘 要:以现代数控车床为例,假设编程原点选在工件右端中心,介绍了几种常用的数控车床对刀方法。 关键词:对刀 工件 坐标系 对刀是数控车床加工中极其重要和复杂的工作,对刀的目的就是建立工件坐标系或是编程坐标系的过程。就是使刀架上每把刀的刀位点都能准确到达指定的加工位置。或是使工件原点(编程原点)与机床参考点之间建立某种联系。其中刀位点是刀具上的一个基准点,刀位点的相对运动轨迹就是编程轨迹,而机床参考点是数控机床上的一个固定基准点,该点一般位于机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。在现代数控车床操作中,对刀的方法比较多,笔者根据自己多年的实践经验,现总结以下几种常用的对刀方法,以便和数控界同仁商榷。 一、试切法对刀 1、使用G50、G92指令对刀 在对刀时,我们可以通过设置刀具起点相对工件坐标系的坐标值来设定工件坐标系,如图1所示,对刀的目的就是将刀具的刀位点移至A点,这样,通过A点间接确定出工件的编程坐标系原点O的位置。 对刀步骤如下: (1)使数控车床返回机床参考点。 (2)使刀具原有的偏置量清零。 (3)用“手轮”方式车削工件右端面和工件外圆。 (4)使刀具退到工件右端面和外圆母线的交点,如图1所示中C点的位置。 (5)让刀尖向Z轴正向退α mm(可使用相对坐标清零方式操作)。 (6)停止主轴转动。 (7)用外径千分尺测量工件外径尺寸d。 (8)让刀尖向X轴正向退b-d。 (9)则刀尖现在的位置就为程序中G50(G92)规定的位置。要求其程序形式为: O * * * *(程序号) N10 G50(G92) Xα Zb N20 …… …… 至此,对刀工作全部结束,可以调出程序进行加工了。但要注意的是采用此种方法对刀,加工前必须将刀具的刀位点放在指定的位置上,而且此种对刀方法,仅适合一把刀具加工工件。 2、使用G54/G55/G56/G57/G58/G59指令对刀 我们可以使用现代数控车床提供的存储型零点偏置模式建立坐标系,它是将对刀特定点的当前机床坐标输入到数控系统零点偏置的存储单元中,从而得到刀具当前刀位点的工件编程坐标。对刀步骤如下: (1)使数控机床返回机床参考点。 (2)使刀具原有的偏置量清零。 (3)用“手轮”方式车削工件右端面。 (4)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。 (5)把当前该把刀的机床坐标系下的Z方向坐标值,输入到G54零点偏置存储单元上的Z方向坐标上。 (6)用“手轮”方式车削工件外圆。 (7)沿+ Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+ X方向上移动刀架)。 (8)测量车削后的外圆直径d。 (9)读取当前该把刀的机床坐标下的X方向坐标值,并把此值减去外圆直径d后的坐标值,输入到G54零点偏置存储单元中的X坐标上。 用同样的方法,可以把第2刀、第3刀……,对应的输入到G55、G56……G59零点偏置存储单元中。 要求程序形式为: O * * * *(程序号) N10 T0101(调用已经设有刀偏量的1号刀) N20 G54 X Z M03 S600(调用通过G54设置的工件坐标系) …… Nχχ T0202(调用已经设有刀偏量的2号刀) Nχχ G55 X Z M03 S500(调用通过G54设置的工件坐标系) …… 采用此种方法对刀,加工前无须将刀具放在一个特定点上,而且适合多把刀具加工工件。 3、使用绝对型刀具位置补偿方式对刀 数控系统通过对刀可以直接获得每把刀具的刀位点相对于工件编程坐标原点的机床绝对坐标,并将此坐标直接输入到数控系统的刀具位置存储单元中,在程序中调用带有刀具位置补偿号的刀具功能指令后,即建立起工件的编程坐标系。对刀步骤如下: (1)使数控机床返回机床参考点。(2)用“手轮”方式车削工件右端面。(3)沿+X方向退刀,并停下主轴(不要在+Z方向上移动刀架)。(4)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入Z=0。(5)用“手轮”方式车削工件外圆。(6)沿+ Z方向上退刀,并停下主轴(不要在+ X方向上移动刀架)。(7)测量车削后的外圆直径d。(8)选择数控车床操作面板中的“刀补”键或是“OFFSET”键,在相对应的刀号上输入X=d。 采用该种方法对刀,加工前无须将刀具放在一个特定点上,而且程序中并无G50、G54等指令。 4、使用相对补偿法对刀 此种对刀方法是先确定一把刀作基准(标准)刀,并设定一个对刀基准点,把基准刀的刀补值设为零,然后使每把刀的刀尖与这一基准点接触,利用这一点为基准,测出各把刀与基准刀的X、Z轴的偏置值△X、△Z,如图2所示。这样就得出每把刀的刀偏量,并把此值输入到数控系统当中。 此种方法操作简便易行。采用该种方法对刀,加工前也无须将刀具放在一个特定点上,而且程序中也无G50、G54等指令。 二、光学检测对刀仪对刀(机外对刀) 它是将刀具随同刀架座一起紧固在刀具台安装座上,摇动X向和Z向进给手柄,使移动部件载着投影放大镜沿着两个方向移动直至刀尖或假想刀尖(圆弧刀)与放大镜中+字线交点重合为止。如图3所示,通过读数器分别读出X和Z向的长度值,即为该刀具的对刀长度,并把此值输入到数控系统当中去。 此种方法是预先将刀具在机床外校对好,以便装上机床即可以使用,大大节省辅助时间。 三、机械检测对刀仪对刀 此种方法是使每把刀的刀尖与百分表测头接触,得到两个方向的刀偏量,如图4所示,并把此值输入到数控系统当中。 此种方法操作简便、易行,但需要数控机床装有专用设备。 每一种对刀方法都有其自身的优缺点,操作者可以根据自己的实际需要,灵活运用,这样会使整个对刀工作即简单,又能保证加工质量,还大大节省辅助时间,有效地提高生产效率
数控铣刀的分类及应用的研究 摘共l数控行业的空前发展,使数控铣刀样式萦多,对其进行合理划分和对其应用条件和场合的分析是很有实际惫义的. 「关扭询〕数控铣刀分类应用 近年来,随着数控机床的不断发展,数控机床刀具种类越来越 多,其划分也越来越细,但无论样式如何改变,从总体上看,数控加工 刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,而数控刀具 中又以数控铣刀应用最为广泛,现就目前数控刀铣刀的类型总结如下。 一、.挂.刀的分共 (一)按制造铁刀所用的材料可分为 1.高速钥刀具; 2.硬质合金刀具: 3.金刚石刀具; 4.其他材料刀具,如立方氮化翩刀具、陶瓷刀具等. (二)按铁刀结构形式不同可分为 1.整体式:将刀具和刀柄制成一体。 2.镶嵌式:可分为焊接式和机夹式。 3.减振式当刀具的工作胃长与直径之比较大时,为了减少刀具 的振动,提高加工精度,多采用此类刀具。 4.内冷式:切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部; 5.特殊型式:如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等. (三)按铁刀结构形式不同可分为 1.面铣刀(也叫端铣刀):面铣刀的回周表面和端面上都有切削 刃,端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可 转位结构,刀齿材料为高速钥或硬质合金,刀体为4ocr。钻削刀具,包 括钻头、铰刀、丝锥等: 2.模具铣刀:模具铣刀由立铣刀发展而成,可分为回锥形立铣 刀、回柱形球头立铣刀和回锥形球头立铣刀三种,其柄部有直柄、削平 型直柄和莫氏锥柄.它的结构特点是球头或端面上布满切削刃,圆周刃 与球头刃圃弧连接,可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钥或 硬质合金制造。 键槽铣刀:用于铣削键槽. 成形铣刀:切削刃与待加工面形状一致。 二、,用.挂位刀 现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。 (一)单刃铁刀 该刀具加工效率高,采用优质的硬质合金作刀体,一般采用刃口 锐磨工艺,以及高容l的排屑,使刀具在高速切割中有不粘屑,低发 热,光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业 加工等行业,适合工厂批量加工以及高要求的产品。 (二)两刃立铁刀和四刃立铁刀 该类刀具一般采用整体合金结构,其特点是拥有很强的稳定性, 刀具可在加工面上稳固地工作,使加工质量得以有效的保证。适用材料 范围广,如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钦合金、铸 铁、适用于一般模具、机械零件加工. (三)峨纹铁刀 随着中国数控机床的发展,螺纹铣刀越来越得到人们的认可,它 很好的加工性能,成为降低螺纹加工成本、提高效率、解决姗纹加工难 题的有力加工刀具.由于目前娜纹铣刀的制造材料为硬质合金,加工线 速度可达80一20(ha/毗n,而高速钢丝锥的加工线速度仅为10~ 3如/耐n,故螺纹铣刀适合高速切削,加工螺纹的表面光洁度也大幅提 高。高硬度材料和高温合金材料,如钦合金、镶基合金的姗纹加工一直 是一个比较困难的问题,主要是因为高速钢丝锥加工上述材料姗纹时, 刀具寿命较短,而采用硬质合金姗纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比 较理想的解决方案.可加工硬度为HRC58一62。对高温合金材料的拐纹 加工,螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。 对于相同绷距、不同直径的娜纹孔,采用丝锥加工需要多把刀具才能完 成,但如采用螺纹铣刀加工,使用一把刀具即可.在丝锥磨损、加工姗 纹尺寸小于公差后则无法继续使用,只能报废;而当螺纹铣刀磨损、加 工燎纹孔尺寸小于公差时,可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调 整后,就可继续加工出尺寸合格的螺纹.同样,为了获得商精度的娜纹 孔,采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法,比生产高精度丝锥要容易得 多。对于小直径螺纹加工,特别是高硬度材料和高温材料的姗纹加工 中,丝锥有时会折断,堵塞螺纹孔,甚至使零件报废;采用螺纹铣刀, 由于刀具直径比加工的孔小,即使折断也不会堵塞螺纹孔,非常容易取 出,不会导致零件报废;采用姗纹铣削,和丝锥相比,刀具切削力大幅 降低,这一点对大直径螺纹加工时,尤为重要,解决了机床负荷太大, 无法驱动丝锥正常加工的问题。 螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工姗纹的刀具,成为一种目前 广泛被采用的实用刀具类型. 三、绪论 数控铣刀的种类多种多样,随着数控行业的日益发展,数控铣刀 的类型和应用条件和场合也必将发生变化,我们仍要继续对其动态进行 关注和研究,这是很有现实意义的。 .考文傲: 【1]梁海、黄华剑,螺纹铣刀在数控加工中心上的应用〔J] . 现代制造工程 . 2(KI6,10:2931. 【2]陈小峰.姗纹铁刀在加工中心上的应用〔J] . 机械工人(冷加工),2006 (11):1517 . 【3]张新、张萍,数控机床刀具的分类特点及合理选择[J] . 林业机械与木工 设备 . 2007,6:3335 .
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