時間:2022-07-26 08:35:36
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現狀相較于西方發達國家,雖然我國的機械加工技術發展較晚,但是經過數十幾年的發展與研究儼然已經取得了十分驕人的成績。尤其是機械加工技術類型繁多,能夠滿足一些機械產品的加工需求,提高機械產品的加工精確度與質量。目前,我國現代機械加工技術類型主要包括:高速加工技術;超精密加工技術;數控加工技術;水噴射加工技術;超高能束加工技術;超自動化加工技術;快速成型技術;成型工藝技術;干式切削技術等。而從我國機械加工技術的整體發展趨勢來看,我們可以清楚的看到,目前我國的機械加工技術正走在高速、超高速,精密、超精密的發展方向。高速、超高速加工是一項系統工程,其是在高速主軸、高速加工機床結構、高速加工刀具、系統的不斷改進上發展而來的。同時,高速、超高速加工技術不僅可以用于加工普通的鋼、鐵、有色金屬材料,還可以加工高強度的合金鋼、纖維強化復合材料,擴大加工范圍的同時,也極大的提高了我國機械加工的生產效率,加工質量。目前,高速、超高速加工技術正在我國航天、航空、汽車、機床等制造行業中被廣泛應用。而精密、超精密加工技術則在我國尖端武器制造中占據著十分重要的地位,始終是我國機械加工技術發展的最主要方向。具體來講,精密、超精密加工技術,其在我國是一項內容十分廣泛的新技術,工藝實質在于提高機械加工的精確度,使表面質量達到極高的標準,并且在提高機電產品的使用性能、可靠性等方面都有著十分重要的作用。因此,精密、超精密加工技術也可謂是國際競爭中的核心技術之一。
(1)高速加工機床的主軸部件,要求采用耐高溫、高速、能承受大的負荷的軸承,同時主軸動平衡性能好,有良好的熱穩定性,能夠傳遞足夠的力距和功率且能承受高的離心力。主軸的剛性好、有恒定的力矩。帶有檢測過熱裝置和冷卻裝置。
(2)高速加工機床的進給系統一般采用直線電機驅動,能夠實現高的進給速度,達到大的加速度。
3)高速加工機床采用高性能的數控系統,克服傳統數控機床的運算速度低和伺服滯后等缺陷,從而能實現高精密伺服控制、高速數控運算和全公差控制功能。
(4)高速加工的機床結構一般通過優化設計采用較輕的移動部件,從而能獲得高的加速度特征。
(5)為了能獲得高的靜態和動態剛度,適應高速旋轉的需要,高速加工機床對刀具有嚴格的要求,尤其是對主軸于刀柄的聯結有特殊的要求,廣泛使用的HSK刀具一般使用110的小錐度,而不使用
傳統的大錐度刀柄。
(6)高速加工具有數控代碼預覽功能,即高速加工機床的數控系統在進行切削加工的過程中,其讀取的加工代碼可以有一定量的超前,以便于機床調整進給速度以適應刀具軌跡變化的需要。
2面向高速加工的數控編程基本原則
高速加工對加工工藝走刀方式有著特殊的要求,高速加工的數控編程是一項非常復雜的技術,NC代碼的編程員必須了解高速加工的工藝過程,再編制數控加工程序時,將這些加工工藝考慮進去,一般來說,在利用高速加工技術進行模具加工時,應注意如下一些原則:
(1)高速加工時,由于進給速度和切削速度很高,應當避免刀具突然切入和切出工件,避免切削力的突然變化減少沖擊。因而,編程者應當能夠充分預見刀具是如何切入工件,如何切出工件,盡量采用平穩的切入切出方式,下刀或行間、層間的過渡部分最好采用斜式下刀或圓弧下刀,避免垂直下刀直接接近
工件材料。
(2)在進行高速加工時遇到加工方向改變時,機床為了保證加工的精度,避免過切,通過其預覽功能,在加工方向進行改變時一般會自動進行進給速度的調整。但是,當加工方向突然改變時,由于機床的加速度是有限制的,因而,有可能做不到及時的速度調整,造成過切或(欠切),嚴重的將造成刀具斷裂。同時,不斷地調整進給速度會嚴重降低生產效率。因而,編寫高速加工數控加工程序時,應盡量避免加工方向的突然改變。行切的端點采用圓弧連接,避免直線連接、層間應采用螺旋式連接,避免直線連接。
(3)要盡可能維持恒定切削負載,切削深度、進給量和切削線速度一定要協調好。當遇到某處切削深度有可能增加時,應降低進給速度,以保持恒定的負載。編寫高速加工的數控程序時,應能充分考慮殘留余量的效應,最好編程軟件有殘留余量的分析功能,做基于殘留余量的刀具軌跡計算。同時,要注意刀具的實際切削位置,避免切削線速度減低的現象發生,確實處于正常的高速加工切削速度范圍,應盡量使用多坐標編程,通過刀軸旋轉來維持恒定的切觸點位置,維持恒定的切削速度。
(4)刀具路徑越簡單越好,應盡量采用圓弧、曲線等插補功能,傳統的加工模具時采用的密集點數據刀具路徑,不太適合于高速加工,一方面數據量太大,加重數控系統的數據處理負擔,造成進給速度要適應數控系統的處理速度而減低。另一方面,密集的直線段之間,是C0連續的,因而數控系統要不斷地調整進給速度,造成進給速度升不上去,嚴重影響加工效率。
(5)在進行高速加工編程時,無論從加工精度還是加工安全性考慮,都應該進行充分的干涉檢查和加工過程仿真。
(6)注意進行多種加工方案的對比分析,選取最佳的切削方案。
3高速加工對NCP系統的要求
為了能適應高速加工數控編程的要求,針對高速加工的數控編程系統應該滿足相應的特殊要求。
(1)NCP系統應該具有高的計算編程速度,在高速加工中,一般可采用非常小的進給量和切削深度,因而計算量較傳統的數控編程大得多。同時,由于高速加工對工藝的嚴格要求一般需要不同方案的對比分析,這更加大了編程工作量,所以要求編程系統應該具有高的編程計算速度。
(2)NCP系統應該具有全程自動防過切能力和自動的干涉檢查能力。高速加工以高出傳統數控加工近10倍的切削速度和進給速度,一旦發生過切或干涉,其后果將十分嚴重。傳統的模具數控加工編程系統一般采用面向曲面的局部加工,比較容易發生過切現象,一般都是靠人工選擇干預的方式來防止,很難保證過切防護的安全性。另外,高速加工在模具的加工制造中經常用于模具細節部分的加工,以取代傳統的電極加工,這是,比較容易發生刀柄的干涉,這就要求NCP編程系統能自動檢查報告。
(3)適合高速加工的NCP系統,應該能自動進行進給速率和切削速度的優化處理,從而保證在高速加工時的最大的切削效率、最佳的切削條件和切削加工的安全性。
(4)高速加工編程系統應有刀具軌跡的編輯優化功能,避免多余的空刀和通過對刀具軌跡的鏡向、復制、移動、旋轉等操作避免重復計算,提高編程效率。
(5)高速加工編程系統應該有NURBS曲線插補的編程功能,通過使用NURBS插補編程,減少程序長度。
(6)適合高速加工編程的系統應該有符合高速加工工藝要求的加工策略。如豐富的行間、層間連接方法,豐富的進刀和退刀方法,基于殘留余量的刀具軌跡計算方法。
(7)適合高速加工變編程系統,最好能引入工藝系統的參數、材料的最佳切削條件、機床的允許加速度等參數,能夠自動確定允許的加工方向變化的程度(即確定不同曲率半徑的圓弧段允許的進給速度的變化程度),軌跡上最小的曲率半徑與進給速度的關系,能夠滿足高速加工對切削線速度的自動的調整。
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目前有關適合高速加工編程的NCP(CAM)系統的研究引起了較為廣泛的重視,在許多商用CAD/CAM系統,如英國Delcom公司的PowerMill、以色列的Cimatron、美國的UnigraphicsPTC公司的Pro/Engineering,CNC公司的MasterCAM等在傳統的NCP模塊中添加了適合于高速加工編程的工藝策略。概括起來主要有如下一些方法:
(1)采用光滑的進刀、退刀方式。
在傳統切削輪廓的加工過程中,有法向進、退刀,切向進退刀和相鄰輪廓的角分線進退刀等。而在高速切削加工輪廓的過程中,應盡量采取輪廓的切向進退刀方式以保證刀具軌跡的平滑。在對曲面進行加工時,傳統的數控加工方法一般采用Z向垂直進、退刀,曲面正向與反向的進、退刀等方式,而在采用高速
切削的方法進行曲面加工時,可采用斜向或螺旋式的進刀方式。同時,CAM系統應該采用基于知識的加工方法,這樣當螺旋式進刀切入材料時,系統會自動檢查刀具信息,如果發現刀具具有盲區時,螺旋加工半徑就不會無限制減小,從而避免撞刀。這就對加工過程的安全性提供了周全的保障。
(2)采用光滑的移刀方式。
這里所說的移刀方式指的是行切中的行間移刀,環切中的環間移刀,等高加工的層間移刀等。應用于傳統切削加工方式的CAM軟件中的移刀方式大多不適合高速加工的要求。如在行間移刀時,刀具大多是直接垂直于原來行切方向的法向移刀,導致刀具路徑中存在尖角;在環切的情況下,環間移刀也是從原來切削軌跡的法向直接移刀,也會導致刀具軌跡出現不平滑的情況;在等高線加工的層間移刀時,也存在移刀尖角。這些導致加工中心頻繁的預覽減速影響了加工的效率,從而使高速加工不能真正達到高速加工的
目的。
在行間切削用量(行間距)較大的情況下,可以采用切圓弧連接的方法進行移刀。但是當行間距較小時,會由于半徑過小而使圓弧近似地成為一點,進而導致行間的移刀變為直線移刀,從而也導致機床預覽減速,影響加工的效率。在這種情況下,應該采用高爾夫球竿頭式移刀方式。環切的移刀通常有兩種方式,一種是圓弧切出與切入連接。這種方法的缺點是在加工3D復雜零件時,由于移刀軌跡直接在兩個刀具路徑之間生成圓弧,在間距較大的情況下,會產生過切,因此該方法一般多用于在加工中所有的刀具路徑都在一個平面內的2.5軸加工;另一種是空間螺線式移刀。這種方法由于移刀在空間完成,所以避免了上面方法的缺點。在進行等高加工時,切削層之間應采用多種螺旋式的移刀方式。
(3)加工殘余分析功能。
高速加工過程中,為了延長刀具的使用壽命和保證加工零件的表面質量,應盡可能保持穩定的切削參數,包括保持切削厚度、進給量和切削線速度的穩定性。當遇到某處切削深度有可能增加時,應該降低進給速度,因為負載的變化會引起刀具的偏斜,從而降低加工精度、表面質量和縮短刀具壽命。所以,在很多情況下有必要對工件輪廓的某些復雜部分進行預處理,以使高速運行的精加工小直徑刀具不會因為前道工序使用的大直徑刀具留下的“加工殘余”而導致切削負載的突然加大。
因此,許多軟件提供了適用于高
速加工的“加工殘余分析”的功能,這一功能使得CAM系統能夠準確地知道每次切削后加工殘余所在的位置。這既是保持刀具負載不變的關鍵,更是關系到高速加工成敗的關鍵。
(4)具有全程自動過切處理及自動刀柄干涉檢查功能。
高速加工的切削速度比傳統的加工方法高出大約10倍多,一旦發生過切或干涉,其后果不堪設想。在高速加工中,一個提高加工效率的重要手段是采用殘余量加工或清根加工,也就是采用多次加工或采用系列刀具從大到小分次加工,直至達到所需尺寸,而避免用小刀一次加工完成。這就要求系統能夠自動提示最小刀具直徑以及最短夾刀長度,并能自動進行刀具干涉檢查。此外,在進行數控加工之前,為了能夠讓用戶直觀地判斷加工過程是否發生過切或刀柄的干涉,CAM系統應該提供加工過程的動態仿真驗證,
即把加工過程中的零件模型、刀具實體、切削加工過程及加工結果,采用不同的顏色一起動態顯示出來,模擬零件的實際加工過程,不僅可以觀察加工過程,而且可以檢驗刀具與約束面是否存在干涉或加工過切的情形;更為先進的方法是將機床模型與加工過程仿真結合在一起,還可以觀察刀具是否與加工零件以外的其它部件(如夾具)發生干涉碰撞。
(5)采用新的加工方法。
a.基于毛坯殘留知識的加工。
近年來,許多軟件為了適應高速加工的需要,引入了“二次粗加工”的思想,該思想正是“毛坯殘留知識”算法的核心。基于毛坯殘留知識的加工,簡單地講就是基于殘留毛坯的加工。在目前使用的許多粗加工方法中,這種方法已經得到大家的一致認可。它的工作過程是:先執行首次粗加工,然后將加工得到的形狀作為生成下次粗加工刀位軌跡的新毛坯。然后根據新毛坯,使用各種走刀方式(如行切,環切等)進行粗加工。其實整個過程的思想就是始終保持刀具切到材料,減少空走刀,以達到提高加工效率的目的。在具有這一加工方式的CAM軟件中,一旦你指定初始毛坯,并設定之后的加工為基于殘余毛坯的方式,系統在計算下一步刀位時總是基于上一步加工后的殘余毛坯。因為有了當前毛坯信息,所以隨后產生的刀具軌跡就可以做到比較優化、合理。
b.擺線加工。
為了提高切削速度,人們提出一種被稱為“擺線”加工的刀位軌跡計算新方法。這種加工方式是使用切削刀具的側刃來切削被加工材料。“擺線”是圓上一固定點隨著圓沿直線滾動時生成的軌跡。一般來說,擺線是這樣一種曲線:假如曲線A上有一固定點,當A沿另一曲線B進行無滑動的滾動時,固定點的軌跡就是擺線。“擺線”加工非常適合高速銑削,因為切削的刀具總是沿著一條具有固定半徑的曲線運動。在整個加工過程中,它使刀具運動總能保持一致的進給率。
(6)提供NURBS插補指令生成技術。
傳統的模具型面數控加工時經常采用直線插補和圓弧插補技術,在高速加工中已不太適用,一則是因為數據量大,增加機床數控處理時間,一則是不便機床進行進給速度控制,影響加速加工的效率。許多軟件和機床提供NURBS曲線插補技術一方面大大降低了數控程序的數據量,一方面光滑了數控加工刀具軌跡。
在這方面的研究中,各國都取得了顯著的成就。日本在上個世紀七十年代開始就已經應用這種技術,以此來抵抗石油危機的沖擊。這種剛內含有,磷鋼板,烘烤硬化鋼板,雙相鋼,析出強化鋼,相變誘導塑性鋼等。首先由零件相結構進行覆蓋,逐步遍及車身。日本、瑞典等國相繼進行研發。與國際相比,我國的研究水平還需提高,因此要加大研究力度,以汽車結構的設計和材料選擇最優為基礎,與之結合,加快汽車輕量化進程。通過冶金,對鋼的成分進行變更,提升組織與性能。進行熱處理,改變組織性能,以實現材料更輕。但是這種鋼,成形困難,反彈性大。因此,要應用沖壓成形、焊接等多種技術。
1.2輕金屬材料
1.2.1鎂
鎂合金擁有高比強度和高比剛度的優點,采用鎂進行汽車零件的制造能夠提升輕量化的效果。鎂的熔點較低,能夠回升再利用,消耗能源也較少。鎂合金的零件,尺寸較為穩定,抗震性更好。上世紀中葉,鎂合金價格較低,德國的眾多汽車都使用其作為汽車的結構零部件。近些年隨著研發的進程不斷發展,鎂合金的抗腐蝕性也得以提升。
1.2.2鈦
鈦的質量較輕,強度很高,有很強的耐腐蝕性。但是鈦的價格過于昂貴,在汽車上的應用較少。鈦的應用,能夠減輕汽車重量,節約能源,減輕震動,降低噪音,減少污染,延長汽車壽命,提升汽車的安全和舒適性能。目前,鈦的運用范圍是汽車的發動機及相關零部件。而這些零部件恰恰都是經常遭遇腐蝕,磨損的部分。由于高昂的價格,只有賽車制造商,鈦應用較為普遍。
2技術創新成形工藝
汽車制造中的鍛造、沖壓、鑄造,焊接等成形的加工工藝是核心的、基礎的技術。該工藝進行創新,不僅能降低制造的成本,對汽車質量進行提高,還能促進汽車輕量化的進程。
2.1液壓
液壓的成形,主要介質是流體,實現對金屬進行塑性。該工藝較普遍的是內高壓,將高壓液體充滿金屬管中,用模具進行施壓變形。這種工藝能夠實現經濟效益最大化,簡化模具的結構,縮短生產的周期,能夠制造更復雜的工件,極大的提升了汽車的性能———安全性,舒適性。
2.2剪裁和拼接
傳統的零件制造,毛坯材料較為單一,過程方便,但是不夠優化。當前為了優化材料的應用和工藝,開始對毛坯材料進行剪裁拼接,不同種類的毛坯通過焊接,熱處理等方式進行結合,產生不同的作用。極大的提升性能,最大的節省材料。
1.1國內現狀
2003年開始,中國就成了全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率,國家十一五科技發展規劃也明確提出,提高大型設備數控化水平。但是目前我國整體大型設備的數控水平低,機械加工的精度、復雜度、精度保持度等都遠低于國際水平。而加工中心作為機床家族的重要組成部分,今年來雖然也越來越受到國人重視,但是多為進口或者合資企業產品,其技術水平也較低。我國目前各種門類的數控機床都能生產,水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國外落后10-15年。在精度方面,國內機床水平追趕國外先進水平的距離也很長。目前我國大型加工中心很難達到0.005mm,國外由于技術先進,則可以達到0.003mm。在精度保持度方面,國內一般為5年,國外則能夠達到10年。目前國內在軸承、絲杠、刀具等決定機械精度的方面技術能力都不夠。而國內數控系統最大的瓶頸在于國內系統是基于單板機的基礎上發展起來的,至今沒有一家是基于數字邏輯電路的設計。我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代,通過“六五”期間引進數控技術,“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”,我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年,我國數控產業發展迅速,1998~2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進口機床的發展勢頭依然強勁,從2002年開始,中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國,2004年中國機床主機消費高達94.6億美元,國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。我們應看清形勢,充分認識國產數控機床的不足,努力發展先進技術,加大技術創新與培訓服務力度,以縮短與發達國家之問的差距。
1.2國外現狀
美國政府重視機床工業,美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,并且提供充足的經費,且網羅世界人才,特別講究“效率”和“創新”,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新,如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床,其存在的教訓是,偏重于基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放松了引導,致使數控機床產量增加緩慢,于1982年被后進的日本超過,并大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數控機床技術上轉向實用,產量又逐漸上升。德國1956年研制出第一臺數控機床后,德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研并重。企業與大學科研部門緊密合作,對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。日本自1958年研制出第一臺數控機床后,1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺,出口27,409臺,占59%)。戰略上先仿后創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統,在技術上領先,在產量上居世界第一。另外還有臺灣和韓國的機床也比中國先進。
1.3數控加工本身的特點
數控加工操作系統日益開放、數控系統向軟數控系統發展、控制系統向智能化方向發展、向網絡化方向發展、向高可靠方向發展、向多軸聯動方向發展、向復合型方向發展的市場趨勢。數控加工具有柔性好,自動化程度高的特點,對于輪廓形狀復雜的曲線的加工尤其適合。數控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具,對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的數控機床。本產品屬于大型加工中心,主要用來加工復雜結構、工藝及精度要求高的大型設備部件的數控加工工具。其特點是:被加工零件經過一次裝夾后,數控系統能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具;自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能,連續地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及刨削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序,避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間,大大提高了加工效率和加工精度,所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。利用數學方式輸入,加工過程可任意編程,主軸及進給速度可按加工工藝需要各自變化,且能實現多座標聯動,易加工復雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點,換批調整方便,可實現復雜件多品種中小批柔性生產,適應社會對產品多樣化的需求。利用硬件和軟件相組合,能實現信息反饋、補償、自動加減速等功能,可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度;數控機床是以數字控制為主的機電一體化機床,充分發揮了微電子、計算機技術特有的優點,易于實現信息化、智能化、網絡化,可較易地組成各種先進制造系統,如FMS、FTL、FA,甚至將來的CIMS,能最大限度地提高工業的生產率、勞動生產率。
1.3.1數控系統與加工能力
目前處于世界領先水平的數控操作系統在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝、各個控制板高度集成,使可靠性有很大提高,而且便于維修、更換。FANUC系統設計了比較健全的自我保護電路。PMC信號和PMC功能指令極為豐富,便于工具機廠商編制PMC控制程序,而且增加了編程的靈活性。系統提供串行RS232C接口,以太網接口,能夠完成PC和機床之間的數據傳輸。FANUC系統性能穩定,操作界面友好,系統各系列總體結構非常的類似,具有基本統一的操作界面。FANUC系統可以在較為寬泛的環境中使用,對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高,因此適應性很強。
1.3.2機械系統與加工能力機械系統
目前以德國最好。目前較為先進的設備,保留了其先進的全靜壓塊靜壓結構和雙層式床身結構,增加了四柱雙驅的平衡驅動方式,有效解決了消隙及驅動平衡的難題,采用斜齒齒輪對,使轉臺運轉更加平穩;采用上壓式鑲條滑塊結構,機床轉臺自適應調整液壓夾緊裝置使得B軸聯動旋轉加工精度更高,更加穩定;機床主軸采用液壓氮氣平衡,確保機床的快速響應速度,使機床運行更加平穩可靠。具有智能數字刨銑工能,可加工直角、銳角孔及異形斜面樣條溝槽。該機床正式投產后機床直線精度(X\Y\Z)可達±0.003㎜,旋轉(B)精度可達±2S”,直線重復定位精度達到0.001㎜。產品精度保持度可達10年以上,大大提高了機械的使用壽命。除此之外,目前先進數控加工設備還采用很多應用性很強的技術來提高加工精度和難度,保證其可以加工復雜的曲面件。在提高轉臺精度及平穩性方面:采用四柱雙驅技術,由原來的一側一個齒輪驅動改為在180°水平方向上按對等夾角兩對雙齒輪驅動,每對齒輪可自動消隙。機床轉臺精度長久保持性:使用12個獨立的高耐磨銅靜壓塊代替原來的貼塑耐磨條工藝,因靜壓幾乎無磨損而長期保持精度。溫度對機床精度的影響方面:使用溫度補償功能,在機床內部安置溫度傳感器,利用激光干涉儀測出其溫度變化時機床在各溫度下的變化值,然后再機床參數中補正。刨銑功能開發(直角孔槽加工):利用機床CS功能,使主軸與X、Y、Z軸移動的同時,主軸按刀具切線方向控制轉角。機床慣量的控制:使用液壓氮氣組合平衡方式代替配重鐵平衡方式,減少機械運動質量和運動中的動量慣量。
2、復雜曲面配合件的數控加工工藝
2工程概況
本工程是一座以灌溉為主的,并同時用來水產養殖和防洪的綜合開發利用的小型水利樞紐工程。該水庫樞紐工程的組成部分主要包括灌溉輸水管、溢洪道和大壩等三方面。通過對該水利工程的地質資料分析,可以看出該工程的壩基和壩肩的出露地層是強風化片麻巖,并且大壩的清基不徹底,其巖體屬于裂縫發育,容易發生透水,存在裂隙性滲漏問題。大壩的左右壩肩所在處強風化層巖體結構較為破碎,具有中等透水的特性,并且處于淺層部位的裂隙存在較為嚴重的繞壩滲漏問題。大壩心墻的填充材料的含水率為19.5%,大壩的填土含水率不符合規范的要求,并且由于大壩心墻的填充材料碾壓不充分,導致其填料的壓實度不能達到標準要求。
3施工內容
根據該工程的工程概況可以分析得出,本次水利工程的主要施工內容是:首先對大壩的壩體和壩基進行灌漿加固處理,并同時對大壩的心墻進行接高施工處理;然后對大壩的上游分別運用塊石護坡技術進行邊坡處理和下游進行反濾壩局部翻修;最后要對溢洪道做好完建工作,并對邊墻及堰體段底板進行混凝土護砌,還要對堰體連接段邊墻和泄槽段選用以及在進水渠部位以及漿砌石護砌開挖漿砌石護坡的方式進行處理。
4施工技術
4.1施工導流
通過對本工程的實際情況和施工環境進行分析,該工程在施工前可以借助原有輸水管進行施工導流,進而將水庫的水放空,然后在進行修建大壩上游的塊石護坡下部時,可以再次運用輸水管進行導流。在進行柱式塔和輸水管進口段進行施工時,可以通過施工圍堰進行擋水,然后在其施工完成后,就可以將施工圍堰進行拆除,然后再通過工作閘門來擋水。本工程可以按照施工簡便快速、運行安全可靠的原則進行施工,即在施工時可以就地取材,選用土袋圍堰的方式設計施工圍堰,并保證施工圍堰不能超過水圍堰的高度。即土袋圍堰要布置在建筑物附近并且寬度為1m以上的作業面內,并且大壩的頂寬為2m,內外邊坡比為1:2,并以此為根據確定圍堰頂面長度以及堰高最大值,分別為50m進而3.56m。在進行圍堰施工時,采取進占的方法進行施工,即讓自重為5t的自卸汽車分別從大壩岸的兩邊開始并慢慢向中間靠近然后最終合攏的施工方法,然后在用自重為10t的履帶式推土機進行碾壓工作,然后用自重為5t的自卸汽車將廢棄的殘渣運出施工現場。
4.2大壩加固施工
本水利工程主要采用充填灌漿的技術手段對壩體進行加固處理。這樣可以通過填充灌漿技術,增強大壩的抗滲能力,并且解決大壩壩體壓實不充分的問題。在進行充填灌漿施工時一定要嚴格遵循“稀漿開路、濃漿灌注、分序施灌、先疏后密、少灌多復、控制漿量”的原則進行灌漿施工。本工程主要是通過灌漿鉆孔的方式進行充填灌漿,且進行充填灌漿時應該選擇雙排,并且鉆孔間隔為2m,并同時在大壩心墻的軸線上設置主排孔,然后在大壩上游距離主排孔約為0.8m的位置設置副排孔。設置完畢后,然后開始進行充填灌漿施工,在進行施工時還應該注意以下幾個方面:(1)由于本工程的壩體較為松軟并且裂縫較多,所以在進行充填灌漿鉆孔施工時,應該選擇150型號的鉆機進行鉆孔,這樣可以保證大壩上層土體更加的密實,孔壁更加的牢靠,最大程度的防止孔壁發生塌落事故。在進行灌注時,應該采取較大的壓力對深層位置的縫隙進行灌注施工,這樣可以防止出現串漿和冒漿現象的發生,在進行灌漿時可以按照“從上至下,分段灌漿”的原則進行灌漿,每段的長度約為5~10m,充填灌漿的孔較深時,要以基巖面為基準。(2)在進行灌漿時,要注意控制灌漿量,可以采取選擇定量灌注的方法進行灌漿,嚴格按照“少灌多復”的原則進行灌漿。還應該按照鉆孔的孔深來確定需要灌漿的量,在進行鉆孔時,孔深應該在0.2~0.3m3之間。并且灌漿壓力應該小于孔口壓力的最大值。(3)在進行灌漿時,要嚴格控制灌漿的壓力,嚴格按照對灌漿施工過程中的壓力進行的控制《土壩壩體灌漿技術規范》和相關的施工經驗確定灌漿的壓力值然后進行灌漿施工注漿。灌漿機械管的上端部位的孔口壓力應該小于等于200kPa。在進行灌漿施工時應該先選擇小孔口壓力進行灌漿操作,然后孔口等到不吃漿的時候再緩慢增加孔口的灌漿壓力,并且增加的灌漿壓力值不能超過孔口壓力最大值。(4)在進行施工時,要嚴格控制橫向水平方向的位移。在進行壩體灌漿的過程中,大壩頂部上游和下游的肩部位置的橫向水平方向上的位移應該小于3cm。并且灌漿的間隔時間應該按照灌入裂縫內的漿體固結狀態為基礎,當上一次灌入裂縫內的泥漿基本上固結之后,在進行下一次的灌漿。(5)充填灌漿的觀測。為了保障大壩壩體的穩定安全,提高灌漿的質量,并且能夠及時對灌漿的效果進行衡量,應該在灌漿的過程中進行及時的觀測,從而能夠發現的問題及時解決,不斷完善灌漿的方法。在進行填充灌漿時,應該安排專業的人員進行灌漿觀測,這樣才能及時發現灌漿時出現的問題。此外,還要以根據觀測斷面,對觀測位移樁的水平位移進行觀測,觀測位移樁可以是混凝土樁也可以是木樁。觀測的頻率灌漿時期一般為一天2~4次,非灌漿時期為5d1次。在進行觀測時,要注意對該水利工程的資料進行研究和分析,并且在灌漿工作開始搶也要對其進行觀測額,并且觀測次數不能少于2次。
4.3對壩基進行的帷幕灌漿施工
為了提高大壩的防滲性能,從而保障大壩的安全穩定運行,應該通過對大壩壩肩和壩基進行帷幕灌漿處理,這樣可以從根本上解決該水庫大壩壩肩和壩基透水性強的問題。在進行帷幕灌漿處理時應該注意以下幾個方面:(1)帷幕灌漿的深度。帷幕的底線按壩基q=10Lu進行控制。(2)帷幕灌漿孔距。根據壩基地質特點,大壩壩基和壩肩進行單排帷幕灌漿處理,帷幕孔距為2m。(3)帷幕灌漿長度。大壩左、右壩肩帷幕長度參照規范規定為正常蓄水位與基巖透水率101u的交線,結合本工程實際,帷幕灌漿向左、右壩肩延伸10m。(4)灌漿壓力。采用自下而上的灌漿順序。(5)灌注材料。以水泥灌漿為主,為了確保灌漿質量,要求使用42.5級普通硅酸鹽水泥,細度要求通過4900孔標準篩的篩余量小于2%。4.4溢洪道施工本工程項目的溢洪道施工主要包括對泄槽段,邊墻以及堰體底板、進水渠和消力池等方面的施工。溢洪道石方的開挖工作主要是通過采用挖掘機對泄槽段和消力池進行開挖,使其成型到位。然后選用原溢洪道棄料進行石渣回填,并運用蛙式打夯機或者羊角碾對石渣回填進行分層碾壓夯實。
5結束語
綜上所述,本文通過對某水庫樞紐工程大壩存在的主要問題及如何進行大壩加固進行了分析和研究,通過采取充填灌漿的施工技術提高了壩體的抗滲性能,解決了大壩壩體壓實不充分、不密實的問題,并對大壩壩肩和壩基進行帷幕灌漿施工處理,從而對大壩進行了加固,使其更加的安全穩定。本文通過對大壩的加固技術和方法進行分析和探討,為以后同類工程提供參考依據。
作者:楊智超 單位:貴州大學明德學院土木工程系水電13151班
參考文獻
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1.1刀具的選擇
在進行零部件加工時,數控銑削加工工藝發揮著十分重要的作用,因為它會影響機械零部件的加工成本,影響整個機械加工的質量。作為數控銑削加工工藝的主要設備,刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等,不同的刀具在不同的應用過程中有著不同的使用效果,所以在選擇刀具的時候,必須有一定的原則。首先,在選擇刀具類型時應該考察其被加工型面形狀。再次,選取刀具時應采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后,盡可能選擇圓角銑刀進行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質量,在加工機械零部件時,有時也會對凹形進行精細加工處理,一般情況下,處理工具是球頭刀。然而,在加工凸形面時,人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進行加工的情況,就是如果人們明確要求凸形面的加工質量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進行機械零部件加工處理時,不能只使用一把刀具,因為機械型腔存在許多不同的曲面類型。為了順利完成整個機械加工處理過程,就必須在處理時采用從小到大的原則。這樣可以在對機械零件進行加工時有效避免明顯的質量問題,還可以提升機械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機械零件的加工的精度,在進行機械零件精加工時,就應該用半徑較小的刀具進行處理,尤其在進行拐角加工時,施工人員選擇刀具時是根據型面曲率大小進行選擇,并且必須嚴格按照規范要求進行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進行粗加工
一方面,選用圓角銑刀進行粗加工,相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量,而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面,在切削過程中,圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以內的范圍的切削變化比較連續。
1.2刀具的切入與切出
由于機械加工型腔十分復雜,所以在機械加工數控銑削中,為了完成機械零部件的加工,需要經常更換不同的刀具。在精加工過程中,加工表面質量的差異往往受到切出和切入時的切削方式的變化的影響。因此,應該加強對刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過程中,每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會相同,如果在下次盡進刀時選擇不正確的切入方式,就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線切入工件、刀具通過預加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的,最簡單的方式便是刀具垂直切入切出,可用于機械型腔側壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預加工工藝孔切入工件;較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線或斜線切入工件;由于可以消除接刀痕,所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進行粗加工過程中,如果是單項走刀方式,一般將一個加工操作開始時的切入方式作為CAD/CAM系統提供的切入方式,但是并不是每一次加工時都采用這種方式。而這主要導致了工件和刀具的損壞,解決方式一是減少加工步距,二是采用雙向走刀方式或走刀方式進行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時工件相對于刀具的運動方式就是切削方式,在加工工程中,刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機械零部件的加工效率與加工質量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下,為了使刀具受力平穩,盡可能地縮短切削時間。在機械加工中,經常使用的走刀方式包括往復走刀、單向走刀和環切走刀三種形式。單項走刀方式切削效率較低,因為切削方式在加工中保持不變,這樣可以使順銑或逆銑一致,但加了空走刀和提刀。為了保證切削過程穩定和刀具均勻受力,在粗加工過程中,切削量較大,所以選用單項走刀方式。在加工過程中,進行逆銑和順銑交替加工,質量較差,因為在加工過程中,進行不提刀地連續切削。一般情況下,選用往復走刀的情況是半精加工和表面質量要求不高的精加工,而在粗加工時,不宜采用,因為加工時的切削量太大。加工過程的平穩性、加工表面質量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進行圓周銑削時,選用順銑或逆銑,則是根據表面質量的要求和加工余量的大小。在實踐時,一般為了減少機床的震動,進行粗加工時余量較大,選用逆銑加工方式較好。而在進行精加工時,選擇順銑加工方式,以達到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機械數控加工編程技術
曲面實體相結合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強大,應用廣泛,效率高,代碼質量好,是國產AD/CAM數控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數化,可直接設定實體、曲面模型,支持高速切削,可以大幅度提高加工質量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數控加工過程中,具有通用后置處理;多軸的數控加工功能;支持高速加工;支持多軸加工;典型的加工仿真與代碼驗證;參數化軌跡編輯處理;加工工藝控制等。具有靈活的特征實體造型、強大的曲面實體復合造型、完美的曲面實體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數控加工具體步驟是:
1)根據工件圖紙,造型工件;
2)數控加工方案設計;
3)根據被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數和加工方法;
4)軌跡生成與仿真加工;
5)后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動編程系統進行各種造型設計,選取合適的設定數控加工工藝參數和加工方法,進行仿真加工,生成刀具軌跡,生成加工代碼,解決了復雜零件不能用手工編程、手工編程耗時的問題,大大提高編程加工和編程問題。
3宏編程技術方面的機械數控加工編程技術
宏編程是可以使用變量進行算術運算(+、-、*、/)、邏輯運算(AND、OR、NOT)和函數(SIN、COS等)混合運算與高級語言相像的程序編寫形式。在宏程序形式中,用于編制許多復雜的零件加工的程序,一般提供判斷、循環、子程序調用的分支和方法。在利用宏程序技術進行零部件加工不但可以加工復雜形狀的機械零部件,而且還可以格式化普遍加工,大大縮短編程時間。比如本零件中的橢圓短半軸、長半軸值發生變化,只要更改A、B值就行。但是進行宏程序編寫時難度很大,因為編程人員不僅需要知道關于基本機械工藝數控編程的知識,還需要知道深厚的計算機語言知識和數學建模知識。
當下,數控技術在機床生產上的應用已經相當普遍。機床設備為機械生產提供數量龐當、種類繁多零部件,進行零件加工時,由于不同批次、不同廠家的需求不同,零件的規格也存在細微差異,此時就需要通過手工調整編程數據,實現相關參數的規范化。數控技術可以對生產環節中的不同工序進行整體性或局部性的調整和監控,還能針對實際情況對工序中的參數進行修改,從而完成即時性的跟蹤控制。簡而言之,數控技術就是以計算機的精密指揮取代操作人員的經驗性指導,實現控制裝置的自動化操作,并有效提高機床設備的控制與執行能力。通過將零件規格與操作誤差數據化,合理調節相關設備的啟閉時間與運轉周期,實現機床加工精度的提升,進而滿足機械生產工藝復雜化的具體要求。
(二)數控技術應用于汽車
汽車操縱靈敏性、機械動力性及速度、安全等方面的要求都要靠精密的內部零件來實現。在汽車購買量不斷增大的今天,數控技術在提高生產線效率,保證零件生產速度與質量方面依然發揮著重要作用。除復雜零件的生產環節,在進行底盤裝配和發動機安裝時,自動化生產線同樣可以節約大量安裝人力,并有效提供操作的精準性,避免誤差和瑕疵的產生。此外,數控系統通過整合大量模擬數據,還可以實現對不同款型、功能汽車的柔性控制與柔性生產線歸納。柔性生產線能根據市場需求完成對高、中、低檔車型的不同調試,并進行新品的開發工作,以此減小品牌更新換代過快對生產線造成的壓力。與此同時,柔性生產線還可通過控制系統與不同操作系統、監控反饋系統的不同組合實現產品的更新,并通過汽車生產線與柔性生產的有機結合,實現生產質量與效能的提高與品牌的創新。
(三)數控技術應用于煤炭開采
煤炭的發掘和開采工作存在較大危險性,對施工質量、施工設備、施工人員也有較高要求,是以在進行相關操作前,必須探明具體礦藏情況、地質環境、氣候環境及相關內容。數控技術能實現套料選擇方案的最優,在擴大開采規模、提高工作效率的同時完成對挖掘的深度、角度、方向等進行精確控制,從最大程度上保證施工人員的安全,避免坍塌事故的發生。
(四)數控技術應用于工業生產以造紙業為例
在完成原木的采購工序后,需要對木材進行去皮、正圓、切割、粉碎、熬漿、造紙、曬干等一系列環節的處理。然而,流程中產生的廢氣、機械操縱的失誤都可能對施工人員帶來安全隱患。此時,數控技術先通過限制正圓環節中的程序參數實現原木規格的統一化,降低后續環節的操作難度,再通過數控切割等技術實現后續環節的相對封閉化,減少相應環節中的人力投入,從而在確保人員安全的基礎上實現生產效能的提升。數控技術在食品生產領域也有著廣泛應用。通過無菌自動化生產線,可以完成對食品造型、材料配比、加工時間等各項指標的數據化規定。此外,還可通電子監控系統與自動報警裝置及時發現、糾正制作流程中存在的問題,并進行針對性調整。值得注意的是,工資在勞動力導向型為主的工業生產的生產開支中占了很大比重,這造成了利益空間的壓縮,不利于生產擴大化和高速化,而數控技術的應用則是通過機械生產取代手工操作的方式,完成了人力的節約化與生產的高質高效化。
數控機床使用計算機嵌入式系統,能夠在計算機上遠程控制和定位工作臺,還具備了和數控機床匹配的功能模塊結構,很大程度上提高了工作的效率。對固定工件進行位置處理,能夠保證程序正常運行。使用數控機床的時候,把每個坐標軸移動分量傳送到驅動光源中,這樣機床的切削運動就可以按照編制的路線進行。使用裝置中的插補功能進行數據的記錄,控制系統把數據信號傳送到控制裝置中從而進行管理。中央處理器分析數據信息,讓每個部件都可以正常運轉,對零件進行精密加工處理。數控機床使用的是數字信息控制運動過程和機械加工。設定編程程序,讓編輯好的程序控制設備。所以數控技術極大的提高了機械加工的設備的靈活性,促進了加工機床的發展。在制造行業中,數控技術已經是加工的主體,數控技術的高低直接關系到產品的質量。
2數控技術在制造行業應用
2.1在機床設備中應用
數控機床是現代機電的重要組成,能夠有效的提高制造業的工作效率。數控機床的應用改變了原來的零件加工方式,能夠使用數字化技術處理零件的加工工藝,使用編程指令,讓人工操作得到了取代,提高了加工效率。在機床設備中應用數控技術,能夠讓生產工序和各項設備有機配合,不再調整機床工作臺的位置,能夠實現復雜零件的加工。
2.2在工業中應用
在工業中,主要是將數控技術應用在機械設備生產線上。采用編程方法,把需要的指令輸入到了計算機中,然后通過控制計算機實現機械設備遠程自動化控制技術,不再使用人工控制。數控技術具有很高的精確度,在保證了加工質量的同時,還能夠提高生產效率,人工工作的環境也得到了改善。在工業中應用數控機床能夠完成復雜的加工任務,在精度方面也有很好的精確度,在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出現了故障,數控機床的相關傳感和檢測系統,就能夠把故障的相關信息傳輸到計算中,計算機就會停止機床的工作,能夠很好的保護數控機床設備。這樣能夠很大的節省人力資源,讓企業的成本降低。
2.3在機械加工中應用
我國科學技術發展非常迅速,不進行數控車床技術的更新就不能跟上時展的步伐。很多的機械制造商已經意識到了先進技術的潛力,不斷地引進先進的焊件。數控氣割技術輕松的解決了單件下料難的問題,在工作的時候,只要保證壓縮接觸面積均勻,就能夠實現很好的密封功能,對于產品的內外環凹凸面加工提供了保證,實現毛坯到成品持續加工。數控技術在機械浮動油封中也得到了很大的應用,能夠將數控鏜銑床編程和現代機械設備進行結合,通過提前編制好齒形子程序,調整結合角度就可以滿足質量的要求。在機械加工中,使用數控車床技術,還能夠提高零件焊接的精度,進行密封,能夠從毛坯到成品持續加工,很大程度上提高了加工效率。
3數控機床增效措施
數控機床加工工藝和加工設備中有一些問題,缺乏數控機床加工工藝的知識庫和數據庫,缺乏加工切削參數,缺乏數字化管理系統和制造系統。數控機床在加工的時候,需要很長的準備時間和等待時間,發生故障之后調試的時間也很長,這些都降低了數控機床的效率。對我國數控機床加工工藝現狀進行認真分析之后,研究出了一些增加數控機床效率的方法。
3.1提高自動化程度
數控技術在發展過程中,會逐漸的提高自動化程度,這是數控技術發展的趨勢,也是制造領域的要求。自動化程度加快之后,能夠減少加工的時間,提高加工的效率。經過柔性生產線和柔性制造單元以及復合加工技術,能夠提高數控技術的自動化和連續性,這樣可以有效的降低加工所需要的輔助時間,提高了生產效率。
3.2優化加工過程
數控車床加工過程還存在一定的缺陷,通過優化生產加工過程,能夠減少加工準備時間。在加工中,使用先進配套的管理方式、生產技術、機械零件制造執行系統、刀具自動配送、機械設備管理等,能夠增強設備的開動率和完整性,對于數控機床的持續運行和高效管理具有很好的作用。
3.3優化加工設計和工藝
數控機床加工工藝需要優化,在保證零件質量的前提下,通過減少加工的時間,提高加工的效率。數控機床使用先進的刀具或者是高性能的數控機械機床等,能夠仿真模擬數控機床的加工,從而優化控制數控機床程序。優化加工工藝和加工設計,能夠提高加工的性能,提高切削效率和主軸的加工效率。
1)工業領域中數控技術的應用。無論是輕工業食品加工,還是重工業的金屬冶煉,數控技術都能夠找到其用武之地。從整體角度來講,其發揮的效能就在于代替工作人員完成一系列的工作任務,從而使得勞動強度降低,勞動環境良化,工作人員更加安全,工作質量更加高,消耗成本更加低。在工業領域中,數控技術的操作同樣是由計算機系統去實現控制的,簡單來講,就是將事先做好的編程納入到計算機系統中去,在運行過程中發出指令,使得其處于自動運行狀態。
2)機床設備領域中數控技術的應用。在機械加工體系中,機床設備控制技術是很關鍵性的技術,其擁有控制機床設備的能力,是現代機電一體化的重要組成部分。尤其在數控技術的幫助下,不僅僅可以使得機床控制能力得以強化,還使得機床的生產效率得以全面提升。一般情況下,同樣是以代碼控制方式為主,確定刀具,工件之間的位置,選擇主軸,變速和刀具,冷卻泵的順序方案,在此基礎上計算機發出相應的指令,要求機床完成相應的動作。
3)煤礦機械加工領域中數控技術的運用。數控技術在煤礦機械加工中的應用,主要體現在采煤機的發展上。一般情況下,各個煤礦的開采環境是千差萬別的,由此導致采煤機也難以實現大批量的標準化生產模式,更多情況下是以研發速度快,品種多,小批量的生產模式。尤其在初步試件以焊件的方式運行,給予傳統機械加工造成了很大的困難,而數控技術可以輕易的對其進行切割,并且以龍骨版程序實現運作,能夠在以下幾個方面表現出其優勢:其一,切割速度變快,使得采煤的速度變快,也就是說在同等時間下可以獲得更多的勞動收益;其二,采煤質量更加穩定,能夠產出更加高質量煤炭產品;其三,規避了人力采掘的危險,使得煤礦生產處于安全的狀態下進行;其四,直接切割的操作方式,可以使得生產效率得以全面提升,是實現資源優化配置的重要途徑,能夠在生產利潤最大化方面發揮作用。
2數控技術如何更好的運用
到機械加工領域中去數控技術的確可以在機械加工領域發揮巨大的作用,但是由于現階段還存在很多制約數控技術發展的因素,使得其效能未能完全發揮出來。因此為了促進數控技術效能的發揮,我們還應該積極采取措施去促進數控技術的發展和進步。具體來講,我們可以從以下幾個角度入手:
1)明確數控技術的發展方向,建立完善的理論研究體系。從數控技術的運用實踐經驗來看,其未來的發展方向為:越來越高性能,越來越高精度,越來越高速度,越來越高柔性化,越來越模塊化,并且在這樣的發展過程中,促進制造業朝著自動化,網絡化,智能化和復合化的方向發展和進步。在數控技術發展方向確定之后,就應該建立完善的理論研究體系。具體來講,應該做好以下幾方面的工作:其一,高度重視數控技術理論研究工作,設立課題項目,注重企業與高校之間的聯合研究,不斷夯實自身的數控技術理論基礎;其二,積極學習西方數控技術應用經驗,引進先進的數控技術設備,在實踐中去總結和歸納先進數控技術的優勢,并且在此基礎上進行大膽創新,促進數控技術理論的綜合利用率提升;其三,不斷總結和歸納自身數控技術發展存在的缺陷和不足,以此為出發點進行理論研究,找到查缺補漏的環節。
2)注重工序安排和編程工作,形成高效的加工運行模式。從本質上來講,所謂的數控技術就是以程序化的語言指令去實現機械控制,使得其達到高效的運轉狀態。在此過程中的工序安排和編程工作,往往就決定了數控技術的質量和水平。因此高度重視此項工作的開展,顯得尤為重要。尤其在此方面實踐經驗不足的背景下,很容易出現忽視的問題,難以發揮數控技術的全部效能。一般情況下,會出現的問題在于:其一,加工時先加工套類工件,不能先加工軸;其二,外圓錐測量最好使用車好的內錐和內圓弧去進行測量;其三,精度控制不能單單依靠機床,應該采用二次精車的方式來保證其正確性。上述的各種問題,往往會影響到高效加工運行質量和效率。
3)培養專業化數控技術人才,形成高效的數控機械管理團隊。專業化的數控技術人才,也是發揮數控技術在機械加工領域效能的關鍵所在。對此,應該積極做好以下幾方面的工作:其一,嚴格做好企業招聘管理工作,保證進入到數控崗位的人員都是經過嚴格審查的,以保證人才隊伍整體素質處于較高水平;其二,積極開展專業化的數控知識培訓和教育,使得數控技術人員具備專業化素養和技能,以保證數控技術可以順利的運用到機械加工領域中去。
其次,在數控銑加工中,選擇使用的夾具不僅要實現夾具坐標方向與機床坐標方向之間的相對固定性,同時還需要對于零件和機床坐標系之間的準確尺寸進行確定;在此基礎上,進行零件加工夾具的選擇使用可以結合加工零件的毛料狀態與數控銑床的安裝要求進行,既要保證零件的加工質量,同時還要滿足加工制造的相應需求;此外,如果進行生產加工的零件批量相對比較小時,盡量選擇組合夾具、可調夾具或者是其他通用夾具,以裝夾方便為原則。
再次,在進行上圖所示的薄壁零件加工中,由于加工零件的材料為鋁材,因此以白鋼刀和麻花鉆加工為主,并且加工制造中,上述薄壁零件需要進行正反兩面加工,其中先進性B面加工銑割,加工過程中為避免兩面加工的對刀誤差所導致的接刀痕跡,需要在零件B面加工過程中將盡可能多的外輪廓一次裝夾銑割完成,以保證進行另一面加工時有足夠的銑割加工和裝夾位置,從而保證薄壁零件的銑割加工精確度。