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透鏡數(shù)控加工效率提高
透鏡數(shù)控加工效率提高【1】
【摘 要】針對(duì)透鏡數(shù)控加工周期長、效率低的現(xiàn)狀，通過工藝和刀路改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了透鏡數(shù)控加工效率的提高，由2個(gè)星期變?yōu)?個(gè)星期。
【關(guān)鍵詞】透鏡;工藝;刀路;效率
0 引言
透鏡為我所某型產(chǎn)品中的重要零件，材料包括鋁波導(dǎo)、工業(yè)用蠟、環(huán)氧玻璃絲，制造周期長(半年以上)，工藝復(fù)雜(牽扯到波導(dǎo)鉗工、裝配鉗工、化工粘接、機(jī)械加工等多工種穿插配合生產(chǎn))，要求高(對(duì)波導(dǎo)管、拋物面及裝配面的精度都有要求)，結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖1 透鏡
1 透鏡數(shù)控加工的現(xiàn)狀
1.1 加工周期長
透鏡拋物面的數(shù)控加工在數(shù)控立車CK5116B上進(jìn)行，用粗車循環(huán)去掉拋物面的加工余量占總體積的60%左右，改進(jìn)前加工周期是2個(gè)星期。
1.2 加工難度大
為了定型和保護(hù)波導(dǎo)管內(nèi)腔，透鏡的波導(dǎo)管中灌入蠟，透鏡的外層裹著玻璃鋼，所以車削時(shí)要同時(shí)切削三種材料――鋁波導(dǎo)管、蠟和玻璃鋼。
蠟和玻璃鋼在切削時(shí)容易堆積粘在刀頭上，并且不易導(dǎo)熱，增加了切削的難度;由于是復(fù)合材料，所以切削時(shí)不能用冷卻液，排屑困難。
1.3 精度要求高
按照透鏡拋物面要求x2+y2=4FZ(F=148.2)，粗加工要為精加工留下均勻余量，以便精加工時(shí)保證拋物面偏差±0.1，所以在數(shù)控加工中利用粗車復(fù)合循環(huán)去掉大部分余量，并控制好精加工余量，為精加工作好準(zhǔn)備，精加工用精車循環(huán)保證拋物面精度。
2 影響透鏡數(shù)控加工效率的因素
2.1 背吃刀量小
圖2 刀具后面和波導(dǎo)管干涉
由于刀具后面和波導(dǎo)管干涉的原因，每次背吃刀量只能取1.37mm。
2.2 刀路長
圖3 Mastercam生成的粗車復(fù)合循環(huán)刀路
粗車循環(huán)復(fù)合循環(huán)的刀路長。
在其他因素不變的情況下，對(duì)刀具路經(jīng)進(jìn)行優(yōu)化，縮短刀具路徑，也就是縮短加工時(shí)間。
3 工藝改進(jìn)
3.1 用預(yù)先加工讓位臺(tái)階的方法提高背吃刀量
對(duì)于R10的圓弧到來說，每次的理論切深可達(dá)到5mm，但由于刀具后面和波導(dǎo)管干涉的原因，每次背吃刀量只能達(dá)到1.37mm。
只要加工出相應(yīng)的讓位空間，就可使刀具切深增加;每間隔一次，加工出一個(gè)讓位臺(tái)階，就可使切深翻倍，達(dá)到2.74mm。
3.2 優(yōu)化刀具路徑
Mastercam自動(dòng)生成的粗車復(fù)合循環(huán)刀路，在每一個(gè)刀具切深后，都要走到邊沿，這里我們隔一個(gè)切深，讓刀具只運(yùn)行到50mm處，下一個(gè)切深再運(yùn)行到邊沿處。
這樣刀具路徑明顯縮短。
4 采用新舊工藝的對(duì)比
4.1 程序長度的對(duì)比
(上接第91頁)4.2 刀路的對(duì)比
圖4 原來的刀路
圖5 改進(jìn)后的刀路
4.3 加工時(shí)間的對(duì)比
將改進(jìn)后的程序用于透鏡的生產(chǎn)，透鏡的數(shù)控加工效率有了明顯地提高，由原來刀路改進(jìn)前的2個(gè)星期縮短到刀路改進(jìn)后的1個(gè)星期。
5 總結(jié)
針對(duì)透鏡數(shù)控加工的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，給出了提高透鏡數(shù)控加工效率的辦法，通過工藝和刀路改進(jìn)成功實(shí)現(xiàn)了透鏡的數(shù)控加工效率的提高。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]楊海東.數(shù)控機(jī)床CAM編程[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2005.
提高數(shù)控機(jī)床加工效率的措施【2】
摘要：數(shù)控機(jī)床是我國機(jī)械制造工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的重要裝備，其發(fā)展直接關(guān)系到國計(jì)民生的許多領(lǐng)域，如何提高數(shù)控機(jī)床的工作效率，讓其創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益?分析了數(shù)控機(jī)床常見故障以及維修方法，進(jìn)一步論述了如何加強(qiáng)機(jī)床的管理和提高專業(yè)技術(shù)人員的素質(zhì)和技能水平。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 故障 維護(hù) 管理
引言
數(shù)控機(jī)床是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種靈活而高效的自動(dòng)化機(jī)床，由于它用數(shù)控程序控制機(jī)床自動(dòng)加工零件，無需使用復(fù)雜和專用的工模夾具，能比較好地解決中小批量，多品種和復(fù)雜零件加工自動(dòng)化的問題，有生產(chǎn)效率高、加工的零件一致性好、質(zhì)量穩(wěn)定、便于產(chǎn)品更新?lián)Q代等特點(diǎn)，因此在機(jī)械制造業(yè)中的比例越來越高，但是，有相當(dāng)多的數(shù)控機(jī)床用戶其設(shè)備高效多能的作用并沒有充分發(fā)揮出來。
由于數(shù)控設(shè)備比普通設(shè)備的投資較大、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長，若加工效率太低，會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高，因此，提高數(shù)控機(jī)床的加工效率己成為機(jī)械制造業(yè)面臨的一大問題。
1數(shù)控機(jī)床常見故障
1.1 故障發(fā)生的階段
故障是指設(shè)備或系統(tǒng)因自身原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。
發(fā)生故障具有相同的規(guī)律，一般分為三個(gè)區(qū)域：(1)初期運(yùn)行區(qū)，故障率較高，故障曲線呈上升趨勢，此區(qū)故障多數(shù)屬于設(shè)計(jì)制造和裝配缺陷造成的。
(2)正常運(yùn)行區(qū)，此時(shí)故障曲線趨近水平，故障率低，此區(qū)故障一般是由操作和維護(hù)不良造成的偶發(fā)事故。
(3)衰老區(qū)，此區(qū)故障率大，故障曲線上升快，主要原因是運(yùn)行過久、機(jī)件老化和磨損過度造成的。
1.2故障的分類
按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械和電氣兩類;按故障源分為機(jī)械故障和控制故障兩類;就其數(shù)控系統(tǒng)而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。
要判斷是機(jī)械方面故障還是控制系統(tǒng)故障，其分析方法是：先檢查控制系統(tǒng)，看程序能否正常運(yùn)行，顯示和其它功能鍵是否正常，有無報(bào)警現(xiàn)象等;再檢查電機(jī)和檢測元件，是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有無間歇或抖動(dòng)現(xiàn)象，有無定位不準(zhǔn)等問題。
如果沒有上述問題，則可初步判斷故障原因在機(jī)械方面，著重檢查傳動(dòng)環(huán)節(jié)。
2數(shù)控機(jī)床的維護(hù)
2.1常見故障分析
(1)位置環(huán)。
這使數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較，進(jìn)一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié);它有很高的工作頻度，并與外設(shè)相聯(lián)接，容易發(fā)生故障。
(2)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
它與電源電網(wǎng)、機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián)，工作中一直處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)，也是故障多發(fā)部位。
(3)電源部分。
電源失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。
(4)可編程序控制器邏輯接口。
數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制，要由PLC實(shí)現(xiàn)，必須采集各控制點(diǎn)的狀態(tài)信息，它與外界繁多的各種信號(hào)源和執(zhí)行元件相連接，變化頻繁，發(fā)生故障的可能性較多，故障類型較多。
2.2 常見故障的排除方法
(1)初始化復(fù)位法。
(2)參數(shù)更改、程序更正法。
系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。
(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。
(4)備件替換法。
(5)改善電源質(zhì)量法。
目前一般采用穩(wěn)壓電源，以改善電源波動(dòng)。
對(duì)于高頻干擾可用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施可減少電源板的故障。
3加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的管理
3.1提高操作人員的綜合素質(zhì)
數(shù)據(jù)控機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其效能發(fā)揮的好壞取決于管理使用和維修人員的素質(zhì)和操作技能。
建立一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍，保存好設(shè)備的完整。
數(shù)控機(jī)床的使用比使用普通機(jī)床的難度要大，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它牽涉的知識(shí)面較寬，即操作者應(yīng)具有機(jī)、電、液、氣等更寬廣的專業(yè)知識(shí)，因此對(duì)操作人員提出的素質(zhì)要求是很高的。
3.2遵循正確的操作規(guī)程
不管什么數(shù)控機(jī)床，它都有一套自己的操作規(guī)程。
它既是保證操作人員安全的重要措施之一，也是保證設(shè)備安全、產(chǎn)品質(zhì)量等的重要措施。
使用者必須按照操作規(guī)程正確操作，如果機(jī)床在第一次使用或長期沒有使用時(shí)，先使其空轉(zhuǎn)幾分鐘，使用中注意開機(jī)、關(guān)機(jī)的順序和注意事項(xiàng)(如開機(jī)后首先要用手動(dòng)或用程序指令自動(dòng)回參考點(diǎn))，這些對(duì)初學(xué)者尤其應(yīng)引起足夠重視，因?yàn)樗麄內(nèi)狈ο鄳?yīng)的操作培訓(xùn)，往往在這方面容易犯錯(cuò)。
3.3創(chuàng)造一個(gè)良好的使用環(huán)境
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一般來說，數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境沒有什么苛刻要求，可放置于普通機(jī)床一樣的生產(chǎn)車間。
話雖然這么說，但由于數(shù)控機(jī)床中含有大量的電子元件，它們最怕陽光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動(dòng)等，這些勻可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機(jī)床運(yùn)行不正常，這些一般在安裝機(jī)床時(shí)就已經(jīng)注意了。
對(duì)于使用者而言，主要是注意周圍環(huán)境的保護(hù)，比如說下雨天，就要注意不要將雨傘帶到生產(chǎn)現(xiàn)場，更換鞋子等。
3.4提高機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)率
數(shù)控機(jī)床購進(jìn)后，如果它的開動(dòng)率不高，這不但使用戶投入的資金不能起到再生產(chǎn)的作用，還有一個(gè)令人擔(dān)憂的問題是很可能因過保修期，設(shè)備發(fā)生故障需支付額外的維修費(fèi)用，因?yàn)樾沦忂M(jìn)的設(shè)備都有一定時(shí)間的保修期限，從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，CNC設(shè)備在使用初期故障率相對(duì)來說往往大一些，用戶就應(yīng)在這期間充分利用機(jī)床，使其薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露出來，在保修期內(nèi)得以解決。
4利用成組技術(shù)原理提高生產(chǎn)率
利用成組技術(shù)為數(shù)控機(jī)床選擇合適的加工對(duì)象，以提高生產(chǎn)率，若工廠己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零件的編碼和分組，則可為每種數(shù)控機(jī)床所適于加工的零件進(jìn)行分組，并形成檢索指令，利用這些檢索指令。
可以從大量的零件中檢索出適于在某種數(shù)控機(jī)床加工的零件或零件組;利用成組技術(shù)給零件組編程，通常的數(shù)控加工編程工作都是對(duì)每種零件單獨(dú)進(jìn)行的，需花費(fèi)很多的人力、時(shí)間，不僅工作量大，編程周期長，而且經(jīng)常有重復(fù)編程的工作，利用成組技術(shù)按零件組的假想?yún)?shù)化零件進(jìn)行宏程序參數(shù)化編程。
可為每個(gè)零件組編制一個(gè)數(shù)控加工程序，當(dāng)組內(nèi)具體零件加工時(shí)，只要在此基礎(chǔ)上輸入少量參數(shù)并稍加修改即可，這樣就大大減少了編程數(shù)量和縮短了編程時(shí)間，也相應(yīng)縮短了程序的輸入和調(diào)試時(shí)間，還克服了重復(fù)編程的缺點(diǎn);給成組加工的零件配置成組刀具，加工中心適合多品種、中小批量零件的加工，其刀庫容量一般較大。
由于刀具的品種繁多，規(guī)格、材料各異，故刀庫中存放哪些刀具，何時(shí)更換等問題直接影響到生產(chǎn)率，為了不經(jīng)常更換刀庫中的刀具，提高機(jī)床的使用效率，可為每組工件配備一套刀具即成組刀具，成組刀具所加工的不是一種零件，而是幾種零件組成的一組零件，這樣就不用每加工完一種零件就更換一次刀具了從而減少了輔助時(shí)間。
參考文獻(xiàn)：
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