【文章內(nèi)容簡介】 以很薄，但加工效率太低一時尚難實用化。 智能化 智能 化是 21世紀制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面： 為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成； 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等； 簡化編程、簡化操作的智能化，如智能化的自動編程，智能化 的人機界面等； 智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。 網(wǎng)絡(luò)化 數(shù)控機床 的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。 數(shù)控機床 一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂 Inter/Intra 技術(shù)。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“e 制造 ” ，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當(dāng)今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口 數(shù)控機床 時要求具有遠程通訊服務(wù)等功能。機械制造企業(yè)在普遍采用 CAD/CAM 的基礎(chǔ)上，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有 “ 人性化 ” 。虛擬設(shè)計、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機床發(fā)展的重要趨勢。在數(shù)字制造的目標下，通過流程再造和信息化改造， ERP等一批先進企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟效益。軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。 10 柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。就棱體類零件而言， 加工中心 便是最典型的進行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機床。事實證明，機床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。 第三章 汽車前機蓋修邊模的加工 選用機床 FANUC 機床類型 加工中心 模具材料 鑄鐵 第一節(jié) 加工中心的概述 一 加工中心的選用 被加工對象的選定 確定選購對象之前，首先要明確準備加工的對象。一般來說：具備下列 特點的零件適合在加工中心加工： 多工序集約型工件 指在一個工件上需要用許多把刀具進行加工。 定位繁瑣的工件 例如有一定位孔距精度要求的多孔加工， 利用機床定位精度高的特點，很方便實施。 重復(fù)生產(chǎn)型的工件 適合加工單件小批量生產(chǎn)。小批量指在 1100 件，每批數(shù)量不多，但又需要重復(fù)生產(chǎn)。另外，即使工件形狀尺寸不同，但又是相似工件， 易于實現(xiàn)成組加工（ GT）工藝的零件。 復(fù)雜形狀的零件 模具、航空零件等復(fù)雜形狀工件，能借助自動程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件。 箱體類、板類零 件 在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺，對箱體零件進行多面加工，如主軸箱體、泵體、閥體、內(nèi)燃機缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工，可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋、平面凸輪等。龍門加工中心用于加工大型箱體、板類零件，如內(nèi)燃機車缸體、加工中心立柱、床身、印刷墻板機等。 機床規(guī)格的選定 根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機床的工作臺尺寸和三個直線坐標系的行程。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件，加工尺寸則必須在各坐標行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標干涉區(qū)的限制。 機床精度的選定 加工中心的精度分類為普通型和精密型，其主要精度項目見下表： 精度項目 普通型（ mm） 精密型（ mm） 直線定位精度 177。 177。 重復(fù)定位精度 177。 177。 11 銑圓精度 用戶根據(jù)工件的加工精度要求，選用相應(yīng)精度等級的機床，批量生產(chǎn)的零件，實際加工出的精度數(shù)值可能是定位精度的 倍。普通型機床批量加工 8 級精度工件，精密機床加工精度可達 56 級，但要有恒溫等工藝條件，所以精密型機床使用嚴格，價格高。 刀庫容量的選定 加工中心的制造廠家對同一種規(guī)格的機床，通常都設(shè) 23 種不同容量刀庫，例如臥式加工中心刀庫容量有 60、 80 等，立式加工中心有 1 2 32 把容量的刀庫。 用戶在選定時，可以根據(jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來確定所需數(shù)量，通常以需要一個零件在一次裝夾中所需刀具數(shù)來確定刀庫的容量，因為換另一零件加工時，需要重新安排刀具，否則刀具管理復(fù)雜并容易出錯。 從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看立式加工中心選用 20 把刀左右的刀庫，臥式加工中心則選用 40 把刀左右的刀庫為宜。當(dāng)然要根據(jù)實際需要最后確定 。用于柔性制造單元（ FMC）或柔性制造系統(tǒng)（ FMS）的加工中心機床，其刀庫容量應(yīng)選大容量刀庫，甚至配置可交換刀庫。 機床選擇功能及附件的選定 選定加工中心機床時，除了基本功能和基本件以外，還有提供用戶根據(jù)自身要求選用的功能和附件，選擇功能、選擇附件（任選附件）。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可供選擇的內(nèi)容越來越多，其構(gòu)成價格在主機中所占的比例也越來越大，所以不明確目的大量選用附件也是不經(jīng)濟的，所謂“有備無患”的訂購指導(dǎo)思想實質(zhì)上是浪費。因此選訂時要全面分析，還要適當(dāng)考慮長遠因素。 選擇功能主要對于數(shù) 控系統(tǒng)而言，對那種價格增加不多，但對使用帶來許多方便的功能，應(yīng)適當(dāng)配置齊全一點，而對可以多臺機床公用的附件，就可以考慮一機多用，但必須考慮接口是通用的。 加工節(jié)拍與機床臺數(shù)估算 根據(jù)已經(jīng)選定的工件，然后分析工藝路線，在這個工藝路線中選出準備在加工中心上加工的工序，對這些工序作工時節(jié)拍估算。 根據(jù)現(xiàn)用工藝參數(shù)，估算每道工序的切削時間，而輔助時間通常取切削時間的 10%— 20%。另外中小型加工中心的每次換刀時間約需 1020 秒，這樣單工序時間為： t 單序 =t 切 +t 輔 +（ 1020s） =t 切 +（ 10%20%） t 切 +（ 1020s） 有了單工序時間就不難計算出年產(chǎn)量。一年 300 個工作日，機床開動率按 75%85%計算，如果計算結(jié)果產(chǎn)量達不到目標值，但相差不多、修改工藝參數(shù)；如果差距很大，應(yīng)考慮增加機床臺數(shù)配置。 12 二 加工中心的安裝 加工中心的調(diào)試 機床調(diào)試的目的是考核機床安裝是否穩(wěn)固，各傳動、操縱、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠。 調(diào)試試運行工作依以下步驟進行： 按說明書的要求給個潤滑點加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油，接通氣源。 通電，各部件分 別供電或各部件一次通電試驗后，再全面供電。觀察各部件有無報警、手動各部件觀察是否正常，各安全裝置是否起作用。即使機床的各個環(huán)節(jié)都能操作和運動起來。 灌漿，機床初步運轉(zhuǎn)后，粗調(diào)機床的幾何精度，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運動部件和主機的相對位置。將機械手、刀庫、交換工作臺、位置找正等。這些工作做好后，即可用快干水泥灌死主機和各附件的地腳螺栓，將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平。 調(diào)試，準備好各種檢測工具，如精密水平儀、標準方尺、平行方管等。 精調(diào)機床的水平，使機床的幾何精度達到允許誤差的范圍內(nèi)，采用多點墊支 撐，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性。 用手動操縱方式調(diào)整機械手相對于主軸的位置，使用調(diào)整心棒。安裝最大重量刀柄時，要進行多次刀庫到主軸位置的自動交換，做到準確無誤，不撞擊。 將工作臺運動到交換位置，調(diào)整托盤站與交換工作臺的相對位置，達到工作臺自動交換動作平穩(wěn)，并安裝工作臺最大負載，進行多次交換。 檢查數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器 PLC 裝置的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機資料中的規(guī)定 數(shù)據(jù)，然后試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令的執(zhí)行情況等。 檢查附件的工作狀況，如機床 的照明、冷卻防護罩、各種護板等。 一臺加工中心安裝調(diào)試完畢后，由于其功能繁多，在安裝后，可在一定負載下經(jīng)過長時間的自動運行，比較全面的檢查機床的功能是否齊全和穩(wěn)定。運行的時間可每天 8小時連續(xù)運行 2 到 3 天或每 24 小時連續(xù)運行 1 到 2 天。連續(xù)運行可運用考機程序。 加工中心的驗收 加工中心的驗收是一項復(fù)雜的檢測技術(shù)工作。它包括對機床的機、電、液、氣等各部分的綜合性能檢測及機床靜、動態(tài)精度的檢測。在我國有專門的機構(gòu)，即國家機床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗收工作可依照該機構(gòu)的驗收方法進行，也可 請上述機構(gòu)進行驗收。主要集中在兩個方面： (1)．加工中心幾何精度檢查 加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下： ．工作臺的平面度 ．各坐標方向移動的相互垂直度 ． X 軸方向移動到工作臺面的平行度 ． Y 軸方向移動到工作臺面的平行度 ． X 軸方向移動對工作臺上下型槽側(cè)面的平行度 ．主軸的軸向竄動 ．主軸孔的徑向跳動 ．主軸箱沿 Z 坐標方向移動對主軸軸心線的平行度 ．主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度 13 ．主軸箱在 Z 坐標方向移動的直線度 常用的檢測工具有：精密水平儀、直角尺、精密方箱、平尺、平行光 管、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表桿。每項幾何精度按照加工中心的驗收條件的規(guī)定進行檢測。注意：檢測工具的等級必須比所測的幾何精度高一等級。同時，必須在機床稍有預(yù)熱的狀態(tài)下進行，在機床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn) 15 分鐘以后再進行檢驗。 (2)．機床性能驗收 根據(jù)《金屬切削機床實驗規(guī)范總則》規(guī)定的試驗項目如下： 可靠性 空運轉(zhuǎn)振動 熱變形 靜剛度 抗振性切削 噪聲 激振 定位精度 做全面性能試驗必須高精度的檢測儀器。在具體的機床驗收時，各驗收內(nèi)容可按照機床廠標準 主軸回轉(zhuǎn)精度 直 線運動不均勻性 加工精度 對機床和行業(yè)標準進行。 加工中心操作要點 作為一個熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機床特性后，方可操縱機床完成各項加工任務(wù)。因此，整理幾項操作要點供參考： 為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應(yīng)有精確的坐標尺寸。 為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。 能縮短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮得很短，配套夾具的裝卸