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​如何维护好CNC数控机床的日常工作
    cnc数控机床日常维护的主要内容:数控机床的日常保养,要求维护人员不仅要有机械、加工工艺以及液压等方面的知识,也要具备电子计算机、自动控制、驱动及测量技术等知识,这样才能全面了解、掌握数控车床,及时搞好维护工作。  主要的维护工作有以下内容:    (1)选择合适的使用环境。数控车床的使用环境(如温度、湿度、振动、电源电压、频率及干扰等)会影响机床的正常运转,故在安装机床时应严格做到符合机床说明书规定的安装条件和要求。在经济条件许可的情况下,应将数控车床与普通机械加工设备隔离安装,以便于维修与保养。    (2)应为数控车床配备数控系统编程、操作和维修的专门人员。这些人员应熟悉所用机床的机械、数控系统、强电设备、液压、气压等部分特点及使用环境、加工条件等,并能按机床和系统使用说明书的要求正确使用数控车床。    (3)及时清扫。如空气过滤器、电器柜的清扫,印制线路板的清扫。    (4)机床电缆线的检查,主要检查电缆线的移动接头、拐弯处是否出接触不良、断线和短路等故障。    (5)有些数控系统的参数存储器采用CMOS元件,存储内容在断电时靠电池供电保持。在出现低电压报警时,一定要及时更换电池,并且一定要在控制系统通电的状态下进行,否则会使存储参数丢失,导致数控系统不能工作。    (6)长期不用数控车床的保养。在数控车床闲置不用时,应经常给数控系统通电,在机床锁住的情况下,将其空运行。在空气湿度较大的梅雨季节应该天天通电,利用电器元件本身发热驱走数控柜内的潮气,以保证电子部件的性能稳定可靠。  
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​数控车床试车前的水平的调整及检查
    对于数控车床用户来说,数控车床到货后需要进行床身水平和试车检查的调整工作。下面就这两方面的工作进行总结分析如下: 一、数控车床床身水平的调整   地脚孔中的水泥固化后,用调水平螺栓重新调好水平,水平调整后,应当把地脚螺栓和调水平螺母牢牢地拧紧确保水平精度不变。对于调水平的步骤和允差,请参考每台机床配备的机床合格说明书。另外,所用水平仪最小刻度为0.02mm. 二、数控车床试车前的检查 1、清理   为了防止生锈,数控车床滑动表面和一些金属件表面涂上防锈剂。在运输过程中,灰尘和砂砾很可能对防锈层进行污染。因此,需要将防锈层上的脏物进行清理干净,否则不能启动数控车床。在清理时候,需要用干布和油进行清洗。清理后,需要再涂上润滑油。 2、检查   数控车床各部件是否损坏,有无遗失零件或附件。数控车床各部分润滑是否完全,管路是否能够完全接好。接通电气前后的电气系统检查。
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​数控车床分几个档次如何区分
    一般高端的小型数控车床要满足以下几个特点:高速,高精度,多轴联动;一般的配置采用全闭环控制直线电机驱动,转速在一万转以上;   中档的小型数控车床一般采用滚珠丝杆加伺服电机半闭环控制,主轴转速一般采用伺服主电机转速在6000转左右,进给实现三轴联动控制;   低羰的小型数控车就要又称为经济型数控车床,有的至今仍采用国产低端滚珠丝杆和步进电机开环控制,主轴一般采用变频器进行调速,调速范围比较有限,数控系统采用国产二三线品牌。   如何区别小型数控车床的档次主要从以下三个方面着手:   1.机械部分的精度,结构,尺寸,钢性,功能等;   2.电气部分采用的伺服还是步进,检测及反馈功能,电气的功率,效率,灵敏度及精度;   3.数控部分采用的系统的级别及速度,功能及其稳定性能;   经济型小型数控车就要一般采用简易的数控系统,更有甚者采用的数显装置来组成,仅适用与加工精度要求不高,无光洁度要求的小型五金件中。
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​数控车床的气动夹紧不夹紧了
      当小型数控车床的气动弹簧夹头没有夹紧时,我们一般采用以下步骤进行检查:       1.将电磁线圈取下,通电后用螺丝刀放到线圈中间看有没有磁性,有磁性说明线圈是好的,阀体是坏的,如果没有磁进入下一步;       2.检查线圈的输入电压是否正常,如果正常则说明线圈损坏,如果不正常进入下一步;       3.检查线圈的上游继电器是否吸合,如果不吸合检查系统到继电器的控制线路及继电器线圈电源是否正常;       通常通过以上三个步骤就可以排除故障了,如有还是没有解决问题则需数控车床厂家或专业的维修人员进行介入了。
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​数控车床主轴调速的方法
    1.小型数控车床有些精度不是很高的数控车床为了降低成本,采用变频器带动变频电进行调速,也有的厂家直接用变频器带普通电机进行调速;      2.小型数控车床也有采用伺服主电机控制主轴转速,一般用在需要分度定位和对转速的稳定性要求较高的数控车床上;      3.在高速的小型数控车就要上也有采用电主轴,电主轴的主轴和转子与一体,没有任何传动部件,转速可以到数万转每分钟,一般用在高速加工的数控车床上;
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​数控车床回基点如何处理?
  日常操作数控车床遇到回基点时该如何处理?数控车床对控制的自动化程度要求很高,液压与气压传动由于结构紧凑、操作可靠、易于控制和调节,能方便地实现电气控制与自动化,从而成为数控车床广为采用的传动与控制方式之一。       液压与气压传动就是用压力油或加压空气作为传递能量的载体实现传动与控制,它不仅可以传递动力和运动,而且可以控制机械运动的程序和参量,因此被广泛应用于数控设备中。       cnc数控车床的处理方式也不同。数控车床的程序运行结束,刀具返回不到零点,一般出现这一现象的原因主要是控制系统故障引起的。刀具在进给或在加工时要求低速运行,这时步进电机运转速度较低,采用低压电源供电,而程序回零点时,要求快速退回,这时要求步进电机高速运行,采用高压驱动电源,使输出转矩增大,保证正常回零。控制高压驱动电源输出的有一开关三极管,当开关三极管损坏后,高速回零点时,高压电源打不开,步进电机输出转矩不够,造成回零丢步,致使刀具返回不到原点,针对这一故障更换开关三极管即可消除。       基准点是数控车床在停止加工或交换刀具时,数控车床坐标轴移动到一个预先指定的准确的位置。数控车床返回基准点是数控数控车床启动后首先必须进行的操作,然后数控车床才能转入正常工作。数控车床不正确返回基准点是数控机床常见的故障之一。数控车床返回基准点的方式随数控车床所配用的数控系统不同而异,但多数采用栅格方式(用脉冲编码器作位置检测元件的数控车床)或磁性接近开关方式  
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​CNC数控加工工艺的特点
    CNC数控加工工艺的特点有哪些呢?首先我们来了解一下什么是CNC,这是计算机数据控制的意思,也就是说数控加工。数控加工是一种高效率、高精度的现代机械制造中先进的加工技术,数控加工技术可有效解决像模具这样复杂、精密、小批多变的加工问题,充分适应了现代化生产的需要。为了加速我国的经济发展,提高自主创新能力,数控加工是现代化生产不可缺少的技术。数控机床厂家下面就来给大家讲述一下该加工工艺的特点。   CNC数控加工工艺是机械加工的一种,也遵守机械加工切削规律,与普通机床的加工工艺大体相同。由于它是把计算机控制技术应用于机械加工之中的一种自动化加工,因而具有加工效率高、精度高等特点,加工工艺有其独特之处,工序较为复杂,工步安排较为详尽周密。   CNC数控加工工艺包括刀具的选择、切削参数的确定及走刀工艺路线的设计等内容。CNC数控加工工艺是数控编程的基础及核心,只有工艺合理,才能编出高效率和高质量的数控程序。衡量数控程序好坏的标准是:最少的加工时间、最小的刀具损耗及加工出最佳效果的工件。   数控加工工序是工件整体加工工艺的一部分,甚至是一道工序。它要与其他前后工序相互配合,才能最终满足整体机器或模具的装配要求,这样才能加工出合格的零件。数控加工工序一般分为粗加工、中粗清角加工、半精加工及精加工等工步。粗加工要尽量选用较大的刀,在机床功率或刀具能承受的范围内尽可能用较大切削量快速地切除大量的工件材料。为了防止粗加工时的切削振动使工件松动,在开粗后应该及时校表检查,必要时重新对刀。可以在开粗后进行基准面的精加工光刀,为以后校表检查做好准备。对于具有复杂型腔的工件,由于开粗用了较大刀具,使得角落处残存大量的余量,必须用比粗加工时较小的刀具进行二次开粗或清角。加工面积比较大的情况下,为了减少刀具损耗可以进行半精加工。以上各步为了防止过切都必须留足够多的余量,最后进行精加工工序。一般情况下,尽量在机床上检验,合格后才拆下,再准备下一件加工。
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CNC车床高斯曲线加工
​   随着新产品研制的发展,许多新产品的形状采用了特殊曲线,如椭圆、双曲线和高斯曲线等,而如何加工这些特殊曲线就成了机加人员的新课题。   从多年的实践来看,采用宏程序编程,然后在数控车床上车削是较为简单、经济和方便的一种方法。   但是这种方法对于编程者要求较高,这是因为宏程序的编制要求程序员不仅具有丰富的数学知识,还要熟悉数控车床的编程指令,对于宏程序更应是了如指掌。   宏程序分为A类和B类两种:A类宏程序通常采用H代码编制,B类宏程序通常用赋值语句和数学公式进行编制,易为大家接受,FANUC0i型数控系统的宏程序就是B类。 ▽长按爱心,添加小编,技术交流▽   一、FANUC0i型数控系统宏程序 在FANUC0i型数控系统中变量分为4种类型,即空变量、局部变量、公共变量和系统变量。空变量的变量号为#0,该变量总为空,没有值能赋给该变量;局部变量的变量号为#1~#33,该类变量只能用于在宏程序中存储数据,当断电时局部变量初始化为空,调用宏程序时,给局部变量赋值。公共变量的变量号为#100~#199、#500~#999,公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时,变量#100~#199初始化为空,变量#500~#999中的数据保存,即使断电也不丢失。系统变量的变量号为#1000~,系统变量用于读和写CNC的各种数据,例如刀具的当前位置和刀具补偿值等。我们在编写宏程序时可以引用局部变量和公共变量,在引用变量,特别是公共变量时,为消除变量内原有数据的影响,一定要给变量重新赋值后再引用。   宏程序是用户实现机床功能扩展的一种方法。在宏程序中可以使用变量,给变量赋值,变量间可进行运算和程序跳转。此外,宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,一层宏循环里还可以嵌套多层循环。所以可以应用宏程序指令编制出简洁合理的小容量加工程序,扩展数控机床功能,提高加工效率,充分发挥数控机床的作用。   二、高斯曲线的方程 高斯曲线在直角坐标系下的方程是   ,其中x是自变量,y是因变量。但此方程我们还不能直接应用于数控车床,因为在数控车床上,坐标系是这样规 定的:Z轴与主轴轴线平行,正方向是远离工件方向,X轴与主轴轴线垂直,正方向是远离主轴轴线方向。因此我们需要把直角坐标系的方程转换为数控车床坐标系下的方程,同时数控车床不能识别指数函数和平方等数学符号,这就需要用宏程序中的算术和逻辑运算符号替换其中的数学符号,变成数控车床可识别的公式。   经变换后高斯曲线在数控坐标下的方程如下。 X=140.6/EXP(((z-620)/1339)*((z-620)/1339))+9.358/ EXP(((z+251.5)/351.8)*((z+251.5)/351.8))+24.58/EXP(((z+740.4)/464.1)*((z+740.4)/464.1))   三、数控车床加工特殊曲线的方法 数控车床可通过G01、G02等G代码直接加工直线、圆弧,但并没有专门的G代码来加工椭圆、双曲线和高斯曲线等特殊曲线。在加工此类曲线时一般采用直线逼近法,即在Z方向上依次递减或递增,以0.05mm~0.5mm为一个步距,每递减或递增一个步距得到一个Z值。然后,通过曲线方程计算求出对应的X值,再将刀具直线插补至计算得出的(X,Z)值所确定的点,依次插补便可完成特殊曲线的加工。   四、编制加工高斯曲线的宏程序 现以一个简单的零件为例,说明高斯曲线的宏程序编制过程。如图1所示,在Φ260mm的毛坯棒料上加工一段长100mm的高斯曲线外轮廓。图1是直角坐标系下的零件图样,图2是数控坐标下的零件图样。 1490873504692141.png1490873504561622.png   在高斯曲线数控坐标方程中,我们用#101表示自变量z,用#102表示(z-620)/1339,用#103表示(z+251.5)/351.8,用#104表示(z+740.4)/464.1,用#105表示因变量x,则高斯曲线的方程可表示为:   #105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104+#104)   编制精加工程序如下: O0001 N10#101=0;(自变量初值)N20#102=(#101-620)/1339; N30#103=(#101+251.5)/351.8;N40#104=(#101+740.4)/464.1; N50#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104); N60G01X[2*#105]Z[-#101]F0.2;(直线逼近法加工高斯曲线) N70#101=#101+0.1;(z值递增一个步距) N80IF[#101LE100.0]GOTO20;N90G01X265.0; N90G00X100.0Z100.0;N100M30; 以上程序为最后一刀的精加工程序,在实际加工中要考虑到毛坯的余量,这就需要先粗车,再精车。粗车同样也是沿轮廓车削,可采用G71或者G73指令粗车,然后用G70指令精车,编制完整的程序如下。   O0002 N10G40G21G97G99;N20M03S800; N30T0101; N40G00X262.0Z2.0;N50G73U9.0R9.0; N60G73P70Q150U0.3W0.0F0.2;N70#101=0;(自变量初值) N80#102=(#101-620)/1339;N90#103=(#101+251.5)/351.8; N100#104=(#101+740.4)/464.1; N110#105=14.6/EXP(#102*#102)+9.358/EXP(#103*#103)+24.58/EXP(#104*#104); N120G01X[2*#105]Z[-#101]F0.1S1000;(直线逼近法加工高斯曲线) N130#101=#101+0.1;(z值递增一个步距)N140IF[#101LE100.0]GOTO80; N150G01X265.0;N160G70P70Q150; N170G00X100.0Z100.0;N180M30;   虽然随着CAD/CAM软件的应用,手工编程、宏程序应用空间日趋缩小,但是在某些情况下PC机也无能为力,这就要求我们深挖手工编程,发挥数控机床潜力。
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2022-02
​CNC数控编程常规
 CNC加工中出现这些问题,你懂得怎么处理吗?   一、工件过切:   原因:   1、弹刀,刀具强度不够太长或太小,导致刀具弹刀。   2、操作员操作不当。   3、切削余量不均匀。(如:曲面侧面留0.5,底面留0.15)   4、切削参数不当(如:公差太大、SF设置太快等)。   改善:   1、用刀原则:能大不小、能短不长。   2、添加清角程序,余量尽量留均匀,(侧面与底面余量留一致)。   3、合理调整切削参数,余量大拐角处修圆。   4、利用机床SF功能,操作员微调速度使机床切削达到最佳效果。   二、分中问题:   原因:   1、操作员手动操作时不准确。   2、模具周边有毛刺。   3、分中棒有磁。   4、模具四边不垂直。   改善:   1、手动操作要反复进行仔细检查,分中尽量在同一点同一高度。   2、模具周边用油石或锉刀去毛刺在用碎布擦干净,最后用手确认。   3、对模具分中前将分中棒先退磁,(可用陶瓷分中棒或其它)。   4、校表检查模具四边是否垂直,(垂直度误差大需与钳工检讨方案)。   三、对刀问题:   原因:   1、操作员手动操作时不准确。   2、刀具装夹有误。   3、飞刀上刀片有误(飞刀本身有一定的误差)。   4、R刀与平底刀及飞刀之间有误差。   改善:   1、手动操作要反复进行仔细检查,对刀尽量在同一点。   2、刀具装夹时用风枪吹干净或碎布擦干净。   3、飞刀上刀片要测刀杆、光底面时可用一个刀片。   4、单独出一条对刀程序、可避免R刀平刀飞刀之间的误差。   四、撞机-编程:   原因:   1、安全高度不够或没设(快速进给G00时刀或夹头撞在工件上)。   2、程序单上的刀具和实际程序刀具写错。   3、程序单上的刀具长度(刃长)和实际加工的深度写错。   4、程序单上深度Z轴取数和实际Z轴取数写错。   5、编程时座标设置错误。   改善:   1、对工件的高度进行准确的测量也确保安全高度在工件之上。   2、程序单上的刀具和实际程序刀具要一致(尽量用自动出程序单或用图片出程序单)。   3、对实际在工件上加工的深度进行测量,在程序单上写清楚刀具的长度及刃长(一般刀具夹长高出工件2-3MM、刀刃长避空为0.5-1.0MM)。   4、在工件上实际Z轴取数,在程序单上写清楚。(此操作一般为手动操作写好要反复检查)。   五、撞机-操作员:   原因:   1、深度Z轴对刀错误·。   2、分中碰数及操数错误(如:单边取数没有进刀半径等)。   3、用错刀(如:D4刀用D10刀来加工)。   4、程序走错(如:A7.NC走A9.NC了)。   5、手动操作时手轮摇错了方向。   6、手动快速进给时按错方向(如:-X按+X)。   改善:   1、深度Z轴对刀一定要注意对刀在什么位置上。(底面、顶面、分析面等)。   2、分中碰数及操数完成后要反复的检查。   3、装夹刀具时要反复和程序单及程序对照检查后在装上。   4、程序要一条一条的按顺序走。   5、在用手动操作时,操作员自己要加强机床的操作熟练度。   6、在手动快速移动时,可先将Z轴升高到工件上面在移动。   六、曲面精度:   原因:   1、切削参数不合理,工件曲面表面粗糙·。   2、刀具刃口不锋利。   3、刀具装夹太长,刀刃避空太长。   4、排屑,吹气,冲油不好。   5、编程走刀方式,(可以尽量考虑走顺铣)。   6、工件有毛刺。   改善:   1、切削参数,公差,余量,转速进给设置要合理。   2、刀具要求操作员不定期检查,不定期更换。   3、装夹刀具时要求操作员尽量要夹短,刀刃避空不要太长。   4、对于平刀,R刀,圆鼻刀的下切,转速进给设置要合理。   5、工件有毛刺:根我们的机床,刀具,走刀方式有直接关系。所以我们要了解机床的性能,对有毛刺的边进行补刀。   CNC加工经验   一、刀路的总则   开粗:在机床的最大负荷下,绝大部分情况应选用尽可能大的刀,尽可能大的的进刀量,尽可能快的进给。在同一把刀的情况下,进给与进刀量成反比。一般情况下,机床的负荷不是问题,选刀的原则主要依产品的二维角与三维弧是否过小来考虑。选好刀后,便定刀长,原则是刀长大于加工深度,大工件则要考虑夹头是否有干涉。   光刀:光刀的目的是为了达到满足工件表面光洁度、预留适当余量的加工要求。同样,光刀选用尽可能大的刀,尽可能快的时间,因为精刀需要较长的时间,用最合适的进刀与进给。在同一进给下横向进刀越大越快,曲面进刀量与加工后的光洁度有关,进给的大小与曲面的外表形状有关,在不伤及面的情况下,留最小的余量、用最大的刀、最快的转速、适当的进给。   二、装夹方法   1、所有的装夹都是横长竖短。   2、虎钳装夹:装夹高度不应低于10个毫米,在加工工件时必须指明装夹高度与加工高度。加工高度应高出虎钳平面5毫米左右,目的是保证牢固性,同时不伤及虎钳。此种装夹属一般性的装夹,装夹高度还与工件大小有关,工件越大,则装夹高度相应增大。   3、夹板装夹:夹板用码仔码在工作台上,工件用螺丝锁在夹板上,此种装夹适用于装夹高度不够及加工力较大的工件,一般中大型工件,效果比较好。   4、码铁装夹:在工件较大、装夹高度不够,又不准在底部锁缧丝时,则用码铁装夹。此种装夹需二次装夹,先码好四角,加工好其它部分,然后再码四边,加工四角。二次装夹时,不要让工件松动,先码再松。也可以先码两边,加工另两边。   5、刀具的装夹:直径10mm以上,装夹长度不低于30mm;直径10mm以下,装夹长度不低于20mm。刀具的装夹要牢固,严防撞刀与直接插入工件。   三、刀具的分类及其适用范围   1、按材质分:   ●白钢刀:易磨损,用于铜公及小钢料开粗。   ●钨钢刀:用于清角(特别是钢料)及光刀。   ●合金刀:类似于钨钢刀。   ●紫刀;用于高速切削,不易磨损。   2、按刀头分:   ●平底刀:用于平面及直身侧面,清平面角。   ●球刀:用于各种曲面中光、光刀。   ●牛鼻刀(有单边、双边及五边):用于钢料开粗(R0.8、R0.3、R0.5、R0.4)。   ●粗皮刀:用于开粗,注意余量的留法(0.3)。   3、按刀杆分:   ●直杆刀:直杆刀适用各种场合。   ●斜杆刀:但不适用于直身面及斜度小于杆斜度的面。   4、按刀刃分:   两刃、三刃、四刃,刃数越多,效果越好,但做功越多,转速及进给相应调整,刃数多寿命长。   5、球刀与飞刀光刀的区别:   球刀:凹面尺小于球尺,平面尺小于球R时,光不到(清不到底角)。   飞刀:优点是能清底角。喜欢机械的小伙伴可以关注直观学机械微信号。相同参数的比较:V=R*ω转速快许多(飞刀),力大光出的东西亮,飞刀较多地用于等高外形,有时用飞刀不需中光。缺点是凹面尺寸及平面尺小于飞刀直径时光不到。   四、CNC配合电火花加工,铜公的做法   1、什么情况下需要做铜公   ●刀完全下不去要做铜公,在一个铜公中还有下不去的,形状是凸出需再分。   ●刀能下去,但易断刀的也需做铜公,这需根据实际情况而定。   ●要求火花纹的产品需做铜公。   ●铜公做不成的,骨位太薄太高,易损公且易变形,加工中变形与打火花变形,此时需镶件。   ●铜公加工出的东西表面(特别是曲面会很顺很均匀)能克服精锣中的许多问题与绘图中的许多问题。   ●要求精确外形或余量多时必须做粗铜公。   2、铜公的做法   选出要做铜公的面,补全该补的面,或延长该延的面,保证铜公的所有边缘大于要打的边缘同时不伤及其它产品的面,去掉不必要的清不到的平面角(与平面角相交处是更深的胶位),补成规则形状;找出铜公最大外形,用一边界然后投影到托面;定出基准框大小,剪掉掉托面,到此铜公图基本完成;备料:长*宽*高,长与宽≥Ymax与Xmax为基准框实际铜料的长宽必须大于图上基准框。高≥铜公的理论尺寸+基准框高+装夹高度。   五、图纸定数问题   1、在没有现成的加工面下,平面四面分中,中心对原点,顶面对零,顶面不平时(铜公而言)留0.1的余量,即碰数时,实际对0(z),图上偏低0.1。   2、当有现成的加工面时,使图上的现成面对0(z),平面能分中则分中,否则以现成边碰数(单边)加工面则要校核实际高度,宽,长与图纸差别,按实际的料来编程。一般情况,先加工成图上的尺寸再加工图上形状。   3、当要多个位加工时,第一个位(标准位),就要把其它几个位的基准锣好,长宽高都要锣,所有下一次加工基准要以上次已加工好的面为准。   4、镶件的定位:放在整体里面,把下面垫起一定高度然后图纸也升高此高度,平面按整体分中,高度按图下面用镙丝锁住;是方方正正的则可直分中;粗略一点可用最大外形分中;割一夹具,按夹具分中,镶件图与夹具的相对位置确定然后把图纸原点放在夹具中心点。   六、开粗的刀路选择   1、曲面挖槽   ●关键是范围的选择与面的选择。   刀路加工的区域是:以所选范围内所选面为终止面,从最高点到最低点刀具能下得去的所有地方为原则。所选面最好是全体面,边界则只能是所要加工的区域,无面处延伸小于半个刀径的距离,因为其它面留有足够余量所以自动保护;最好延伸最低线,因为最低处有一个R锣不到。   ●刀的选择:如刀具不能螺旋或斜线进刀时或加工不到的区域进不了刀的区域封起,留待二次开粗。   ●光刀之前,一定要把未开粗的区域全部开粗,特别是小角,其中包括二维角,三维角及封起来的区域,不然则会断刀。喜欢机械的小伙伴可以关注直观学机械微信号。二次开粗:一般用三维挖槽选范围,平底刀,能用平面挖槽与外形刀路的则用。在不伤及其它面的情况下刀具中心到所选边界,一般不精修边界,用快速双向角度视情况而定,螺旋进刀,角度1.5度,高1,当挖槽形状为条形,不能螺旋下刀则用斜线进刀,一般打开过滤,特别是曲面开粗,进刀平面不可低,以免撞刀,安全高度不可低。   ●退刀:一般不用相对退刀,用绝对退刀,当没有岛屿时则用相对退刀。   2、平面挖槽   铣各种平面,凹平槽,当铣部分开放式平面时,则需定边界,原则能进刀(大于一个刀径),开放处偏外大于半个刀径,封闭外围。   3、外形   当所选平面适合外形分层,则用外形分层提刀(平面外形),提刀点与下刀点为一点时,不须提刀z平面一般提刀,尽量不用相对高度;补正方向一般右补正(顺刀)。   4、机械补正的刀路设置   补正号为21,改电脑补正机械补正,进刀为垂直进刀,刀过不了的地方则改大R不留余量。   5、等高外形   适合于走封闭式的面,走开放式的面若是四圈则要封项面,若是四圈内或非四圈则要选范围与高度(一定弧形进刀开粗),用于开粗的情况:任一平面内的加工距离小于一个刀径,若大于一个刀径则要用更大的刀或两次等高外形。   6、曲面流线   具有最好的均匀性与干脆性,适合光刀很多时候可取代等高外形。   7、放射刀路   适合中间有大孔的情况(少用)。注意事项:弹刀,刀不锋利,刀过长,工件过深时要环绕走不可上下走;工件中的利角两边的面要分两个刀路,不可越过去,光刀时的边缘最好延长(用弧线进退刀)。   七、清角   1、这里的清角清的是二维死角,是前面工序都未曾走到的部分,如光刀需走到的地方则应先清角再光刀,太小大深的角可分几把刀清,不要用小刀清太多地方。   2、清三维角:开一些小槽,一些三维转角处。   3、易断刀,一定要考虑像细刀、过长,加工量过大(主要是z向,深度方向)的情况。   4、刀路:用二维外形走,只能清小角(R0.8)及二维平面角;用平行刀路;用等高外形;有一种地方刀子去不了的曲面及外形走不到的死角则要先封起来起刀,最后清角,大面中的小缺口一般先封起来。   八、中光   1、中光:作为曲面的钢料与细公才中光。   2、原则:大刀开粗时层与层间的余量较多,为使光刀时得到更好效果的一道工序,   3、特点:快速清除,大刀飞刀亦可,大进给,大间距;不必顾忌表面质量;平面的工件不必中光;等高外形的工件不用中光,等高外形开粗时可细一点把两道工序放在一起,细一点指表面余量与层与层的距离;需不需中光,还有一个重要因素是工作的材料,材料越硬,则考虑中光;中光的加工方向与光刀开粗最好相对这样加工的东西会效果好,均匀。   九、光刀   光刀是要达到各种产品与模具的装配要求所以要非常慎重,根据不同的要求给予不同的刀路设置与参数设置。   1、光刀的下刀高度与最后高度都改为0,公差设计1个丝以内,不需过滤(工件越小公差越小,公差影响外型)。   2、前模与分型面要达到最好的光洁度,后模可次,其它非配合及避空位可粗糙点。   3、刀路设计由以下因素决定:   ●具体外形(如平面与其它面),陡峭面与平坦曲面。   ●两面之间是否利角(利角则分开)。   ●两部分是否要求不同(要不要留余量,余量的多少,光洁度的要求不同)。   ●光刀中保护面问题是个大问题,对已加工好的面一定要预到加工中的误差保护起来,按保护面的要求保护起来。范围保护,不计误差的0保护,高度范围与平面范围;保护面保护。   ●刀路的延长问题,光刀中,刀路加工到边缘时最好作圆弧进退刀否则事先把面稍加延长。   ●光刀中的提刀问题。提刀浪费时间,所以尽量避免提刀。   方法1:设提刀间隙(小缺口)   方法2:封面,把提刀处封起来(小缺口)   方法3:避开间隙(大缺口处)   方法4:等高外形时延长到同一高度   ●光刀中的进刀问题,第一刀进刀一定要从工件外进,避免振动及碰伤工件,所有光刀一定设进刀。   ●刀具的磨损问题:当工件较大时,需多把刀光完同一工件。
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2022-02
​高端精密制造的CNC数控加工技术
       数控技术的应用使传统的制造业发生了质的变化,尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展给数控技术带来了新的活力。数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。       数控机床是现代制造业的主流设备,精密加工的必备装备,是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志,是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。   CNC数控加工       CNC是英文ComputerNumbericalControl的缩写,意思是“计算机数据控制”,简单地说就是“数控加工”,在珠江三角洲地区,人们称为“电脑锣”。       数控加工是当今机械制造中的先进加工技术,是一种具有高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法。它是将要加工工件的数控程序输入给机床,机床在这些数据的控制下自动加工出符合人们意愿的工件,以制造出美妙的产品。       数控加工技术可有效解决像模具这样复杂、精密、小批多变的加工问题,充分适应了现代化生产的需要。大力发展数控加工技术已成为我国加速发展经济、提高自主创新能力的重要途径。目前我国数控机床使用越来越普遍,能熟练掌握数控机床编程,是充分发挥其功能的重要途径。       数控机床是典型的机电一体化产品,它集微电子技术、计算机技术、测量技术、传感器技术、自动控制技术及人工智能技术等多种先进技术于一体,并与机械加工工艺紧密结合,是新一代的机械制造技术装备。   CNC数控机床的组成       数控机床集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体   1、控制介质     控制介质是储存数控加工所需要的全部动作刀具相对于工件位置信息的媒介物,它记载着零件的加工程序,因此,控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式,它随着数控装置类型的不同而不同,常用的有穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展,穿孔带、穿孔卡趋于淘汰,而利用CAD/CAM软件在计算机编程,然后通过计算机与数控系统通信,将程序和数据直接传送给数控装置的方法应用越来越广泛。   2、数控装置     数控装置是数控机床的核心,人们喻为“中枢系统”。现代数控机床都采用计算机数控装置CNC。数控装置包括输入装置及中央处理器(CPU)和输出装置等构成数控装置能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。   3、伺服系统       伺服系统是接收数控装置的指令、驱动机床执行机构运动的驱动部件。包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机和进给电机等。工作时,伺服系统接受数控系统的指令信息,并按照指令信息的要求与位置、速度反馈信号相比较后,带动机床的移动部件或执行部件动作,加工出符合图纸要求的零件。   4、反馈装置       反馈装置是由测量元件和相应的电路组成,其作用是检测速度和位移,并将信息反馈回来,构成闭环控制。一些精度要求不高的数控机床,没有反馈装置,则称为开环系统。   5、机床本体       机床本体是数控机床的实体,是完成实际切削加工的机械部分,它包括床身、底座、工作台、床鞍、主轴等。   CNC加工工艺的特点       CNC数控加工工艺也遵守机械加工切削规律,与普通机床的加工工艺大体相同。由于它是把计算机控制技术应用于机械加工之中的一种自动化加工,因而具有加工效率高、精度高等特点,加工工艺有其独特之处,工序较为复杂,工步安排较为详尽周密。       CNC数控加工工艺包括刀具的选择、切削参数的确定及走刀工艺路线的设计等内容。CNC数控加工工艺是数控编程的基础及核心,只有工艺合理,才能编出高效率和高质量的数控程序。衡量数控程序好坏的标准是:最少的加工时间、最小的刀具损耗及加工出最佳效果的工件。       数控加工工序是工件整体加工工艺的一部分,甚至是一道工序。它要与其他前后工序相互配合,才能最终满足整体机器或模具的装配要求,这样才能加工出合格的零件。       数控加工工序一般分为粗加工、中粗清角加工、半精加工及精加工等工步。   CNC的数控编程     数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点(cutterlocationpoint简称CL点)。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点,多轴加工中还要给出刀轴矢量。       数控机床是根据工件图样要求及加工工艺过程,将所用刀具及各部件的移动量、速度和动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向、刀头夹紧、刀头松开及冷却等操作,以规定的数控代码形式编成程序单,输入到机床专用计算机中。然后,数控系统根据输入的指令进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令,控制各部分根据规定的位移和有顺序的动作,加工出各种不同形状的工件。因此,程序的编制对于数控机床效能的发挥影响极大。       数控机床必须把代表各种不同功能的指令代码以程序的形式输入数控装置,由数控装置进行运算处理,然后发出脉冲信号来控制数控机床的各个运动部件的操作,从而完成零件的切削加工。     目前数控程序有两个标准:国际标准化组织的ISO和美国电子工业协会的EIA。我国采用ISO代码。     随着技术的进步,3D的数控编程一般很少采用手工编程,而使用商品化的CAD/CAM软件。       CAD/CAM是计算机辅助编程系统的核心,主要功能有数据的输入/输出、加工轨迹的计算及编辑、工艺参数设置、加工仿真、数控程序后处理和数据管理等。     目前,在我国深受用户喜欢的、数控编程功能强大的软件有Mastercam、UG、Cimatron、PowerMILL、CAXA等。各软件对于数控编程的原理、图形处理方法及加工方法都大同小异,但各有特点。   CNC数控加工零件的步骤       1、分析零件图,了解工件的大致情况(几何形状,工件材料,工艺要求等)       2、确定零件的数控加工工艺(加工的内容,加工的路线)       3、进行必要的数值计算(基点、节点的坐标计算)       4、编写程序单(不同机床会有所不同,遵守使用手册)       5、程序校验(将程序输入机床,并进行图形模拟,验证编程的正确)       6、对工件进行加工(好的过程控制能很好的节约时间和提高加工质量)       7、工件验收和质量误差分析(对工件进行检验,合格流入下一道。不合格则通过质量分析找出产生误差原因和纠正方法)。   数控机床的发展历史       二战后,制造业的生产大部分是依靠人工操作,工人看懂图纸后,手工操作机床,加工零件,用这种方式生产产品,成本高,效率低,质量也得不到保证。     在20世纪40年代末期,美国有一位工程师帕森斯(JohnParsons)构思了一种方法,在一张硬纸卡上打孔来表示需要加工的零件几何形状,利用着一张硬卡来控制机床的动作,在当时,这只是一种构思。       1948年,帕森斯向美国空军展示了他的这种想法,美国空军看后,表示极大的兴趣,因为美国空军正在寻找一种先进的加工方法,希望解决飞机外型样板的加工问题,由于样板形状复杂,精度要求高,一般的设备难以适应,美国空军立即委托及赞助美国麻省理工学院(MIT)进行研究,开发这部硬卡纸来控制的机床,终于在1952年,麻省理工学院和帕森斯公司合作,成功的研制出了第一台示范机,到了1960年较为简单和经济的点位控制钻床,和直线控制数控铣床得到了较快的发展使数控机床在制造业各部门逐步获得推广。       CNC加工的历史已经经历了长达半个多世纪,NC数控系统也由最早的模拟信号电路控制发展为极其复杂的集成加工系统,编程方式也有手工发展成为智能化、强大的CAD/CAM集成系统。       就我国而言,数控技术的发展是比较缓慢的,对于国内的大多数车间来说。设备比较落后,人员的技术水平和观念落后表现为加工质量和加工效率低下,经常拖延交货期。       1、第一代NC系统是在1951年引入的,其控制单元主要有各种阀门和模拟电路组成的,1952年第一台数控机床诞生,已经从铣床或车床发展到加工中心,成为现代制造业的关键设备。       2、第二代NC系统于1959年产生的,其主要有单个的晶体管和其他部件组成。       3、1965年引入了第三代NC系统,其首次采用集成电路板。       4、实际上,在1964年已经研制出来了第四代NC系统,即我们非常熟悉的计算机数字控制系统(CNC控制系统)。       5、1975年,NC系统采用了强大的微处理器,这就是第五代NC系统。       6、第六代NC系统采用了现行的集成制造系统(MIS)+DNC+柔性加工系统(FMS)   数控机床的发展趋势   1.高速化   随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高。   a.主轴转速:机床采用电主轴(内装式主轴电机),主轴最高转速达200000r/min;    b.进给率:在分辨率为0.01µm时,最大进给率达到240m/min且可获得复杂型的精确加工;    c.运算速度:微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障,开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统,频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高,使得当分辨率为0.1µm、0.01µm时仍能获得高达24~240m/min的进给速度;    d.换刀速度:目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右,高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式,以主轴为轴心,刀具在圆周布置,其刀到刀的换刀时间仅0.9s。   2.高精度化   数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度,机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。   a.提高CNC系统控制精度:采用高速插补技术,以微小程序段实现连续进给,使CNC控制单位精细化,并采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度,位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;   b.采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术,对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。   c.采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度:通过仿真预测机床的加工精度,以保证机床的定位精度和重复定位精度,使其性能长期稳定,能够在不同运行条件下完成多种加工任务,并保证零件的加工质量。   3.功能复合化      复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序,可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高,大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。    4.控制智能化   随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面: a. 加工过程自适应控制技术;  b.加工参数的智能优化与选择;  c.智能故障自诊断与自修复技术; d.智能故障回放和故障仿真技术; e.智能化交流伺服驱动装置;   f.智能4M数控系统:在制造过程中,将测量、建模、加工、机器操作四者(即4M)融合在一个系统中。   5.体系开放化   a.向未来技术开放:由于软硬件接口都遵循公认的标准协议,可采纳、吸收和兼容新一代通用软硬件。    b.向用户特殊要求开放:更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求;    c.数控标准的建立:标准化的编程语言,既方便用户使用,又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。   6.驱动并联化      可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,并联机床被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。   7. 极端化(大型化和微型化)   国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备。   8. 信息交互网络化   既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、远程诊断、维护。   9.加工过程绿色化    近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现,绿色制造的大趋势使各种节能环保机床加速发展。   10.多媒体技术的应用   多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。可以做到信息处理综合化、智能化,应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等,因此有着重大的应用价值。   目前,数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。
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