CNC加工中心故障模型及可靠性研究
FANUC OiCNC加工中心系統(tǒng)用戶固定循環(huán)指令開發(fā)
切削CNC加工中心刀具 - 加工中心
切削CNC加工中心刀具 切削CNC加工中心刀具的選擇和切削用量的確定是精工加工工藝中的重要內容，它不僅影響精工機床的加工效率，而且直接影響加工質量。CAD/CAM技術的發(fā)展，使得在精工加工中直接利用CAD的設計數(shù)據(jù)成為可能，山東海特精工出售的臺灣加工中心精工機床以及臺灣進口五軸聯(lián)動精工機床都很好的支持該軟件。 現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設定等，編程人員只要設置了有關的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至精工機床完成加工。因此，精工加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮精工加工的特點。本文對精工編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了探討，給出了若干原則和建議，并對應該注意的問題進行了討論。 1.加工中心刀具常見的種類及特點： 精工加工刀具必須適應精工機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。精工刀具的分類有多種方法。 根據(jù)加工中心刀具結構可分為： 1)整體式； 2)鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種； 3)特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。 根據(jù)制造刀具所用的材料可分為： 1)高速鋼刀具； 2)硬質合金刀具； 3)金剛石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 從切削工藝上可分為 : 1)車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切割刀具等多種； 2)鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等； 3)鏜削刀具； 4)銑削刀具等。 為了適應精工機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數(shù)量上達到整個精工刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 精工刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點： 1)剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形小； 2)互換性好，便于快速換刀； 3)壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 4)刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間； 5)刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，標準化，以利于編程和刀具管理。 2.精工加工中心刀具的選擇 刀具的選擇是在精工編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。 在經濟型精工加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則： 1)盡量減少刀具數(shù)量； 2)一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位； 3)粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具； 4)先銑后鉆； 5)先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工； 在可能的情況下，應盡可能利用精工機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。 3.精工加工切削用量的確定 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。 切削深度ap。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。精工機床的精加工余量可略小于普通機床。 切削寬度ae。一般ae與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經濟型精工加工中，一般ae的取值范圍為：ae=（0.6～0.9）Dc。 切削速度Vc。提高Vc也是提高生產率的一個措施，但Vc與刀具耐用度的關系比較密切。隨著Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，Vc可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，Vc可選200m/min以上。 主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據(jù)切削速度Vc來選定。計算公式為： n = (1000×Vc)/(p×d ) 式中，d為刀具或工件直徑（mm）。 精工加工機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數(shù)調整。 進給速度Vf。Vf應根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以提高生產效率。加工表面粗糙度要求低時，Vf可選擇得大些。在加工過程中，Vf也可通過機床控制面板上的修調開關進行人工調整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。 隨著五軸聯(lián)動精工機床在生產實際中的廣泛應用，精工編程已經成為精工加工中的關鍵問題之一。在精工程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇加工中心刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉加工中心刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發(fā)揮精工機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經濟效益和生產水平。
CNC加工中心電氣操控體系的整體布局 - 加工中心
CNC加工中心電氣操控體系的整體布局運用于CNC加工中心的精工體系應具有較強的操控功用和多種輔佐辦理功用。操控功用決議精工機床所可以完結的加工品種，如車削加工中心的C軸功用，與x軸、Z軸合作可以在己經加工的表面上銑削出圓杜凸輪及在軸端面可以加工出端而凸輪，也可以在軸端銑出平面。輔佐辦理功用不同于機床的加T.操控功用，其精度和數(shù)量與機床的ti動化程度和加T精度有嚴密的聯(lián)絡.加T.中心的精工體系一般具有的加工輔幼功用有:加工中門動選刀、多種加工r!動循環(huán)、刀其長度及直徑的r!動抵償、刀具壽數(shù)辦理、過載、超程門動維護及故障診斷功用等。CNC加工中心在加工進程中精工體系可操控機床完結二軸、三軸或多軸聯(lián)動，精工體系操控進給軸一起聯(lián)動的軸數(shù)越多.加工進程中精工設備一起核算的估息量就越大，需求精工設備的核算速度就越快.然后致使精工體系的布局雜亂.精工機床的制造成木大大進步。 加工中心前期運用的精工體系多為8位或16位專用微機操控器，功用相對較少，運算速度不高。跟著核算機技術的t速開展.很多領先的高性能核算機被用作加工中心精工體系的操控器·如32位或64位高性能工業(yè)操控機(IPC)已被廣泛運用·為進步精工體系的工作效率，改進精工體系的操控功用，加工中心運用的精工體系多選用多通道操控形式。多通道操控的精工體系具有多任務一起處置功用，在精工機床進行機械加工的一起，還可以完結精工體系從f其他通道的操控功用。如:精工機床在加工的一起可以進行r!動選刀、操控料庫主動備料等。敞開體系布局精工體系在保存?zhèn)鹘y(tǒng)精工體系功用的基礎上，添加了更多核算機體系的功用如 1)具有和核算機網絡進行還fu和聯(lián)網的才能.該功用將精工體系與核算機網絡直接相連.通過核算機網絡可以將通過精工體系驗證的NC代碼存盤備用，在核算機網絡上由CAD 'CAM軟件生成的NC代碼可以隨時向精工體系傳送.在雜亂曲面加工時.由核算機網絡和精工體系構成DNC加工形式，可消除精工體系程序內存容量小的約束.2)完結長途操控加工的才能.精工機床的長途加工是指在遠離精工機床的核算機上由操作人員對現(xiàn)已裝置正確的工件進行加工。該種加工形式需求精工機床有較高的網絡材料交流才能，在加工時精工機床將操控權限交與網絡，由長途核算機操控精工機床，精工機床將加工進程的材料和圖畫反饋給長途核算機