0 引言
目前,數(shù)控技術(shù)廣泛用于各個行業(yè)。代表現(xiàn)代制造科技發(fā)展的方向和水平。對生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提高起到了很重要的作用。數(shù)控加工技術(shù)通常都能準確地按照預(yù)先安排好的工藝流程實現(xiàn)予定的現(xiàn)場加工工作。
1 現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控系統(tǒng)可由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、機床主機等部分組成,見圖1。
圖1 數(shù)控加工技術(shù)的組成框圖
數(shù)控技術(shù)在基于高性能CPU的PC平臺上。不僅可完成數(shù)控系統(tǒng)的基本功能(例如信息處理、刀補計算、插補計算、加減速控制等),而且可完成伺服控制功能,最終實現(xiàn)數(shù)控加工的高速、高效、高精度目的。數(shù)控加工技術(shù)可以通過提高切削速度和進給速度.達到成倍地提高生產(chǎn)效率。有效地提高零件的表面加工質(zhì)量和加工精度。并可解決某些難加工特殊材料(例如合金鋼、模具鋼、淬硬鋼)和特殊形狀(例如復(fù)雜薄壁零件)的零件高速加工問題。
數(shù)控技術(shù)的加工應(yīng)用主要有兩方面:(1)傳統(tǒng)機床的數(shù)控改造。運用信息技術(shù)和自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),可取得巨大的經(jīng)濟效益。我國擁有普通機床數(shù)百萬臺,加速地采用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機床將是我國數(shù)控領(lǐng)域的重要任務(wù)。(2)使用高性能高指標(biāo)的數(shù)控機床。高檔數(shù)控系統(tǒng)采用電主軸代替老式機械傳動,減少噪音污染,調(diào)速十分方便。高性能的伺服系統(tǒng)和高精度的檢測系統(tǒng),精度可實現(xiàn)0.001 mm,最大進給速度可達48m/min,并可通過檢測系統(tǒng)監(jiān)視(諸如切削扭矩、切削力、刀具磨損等)參數(shù),保證切削過程在預(yù)定的工作條件下進行,防止機床、工具、工件由于過載而損壞。
數(shù)控系統(tǒng)可對進給運動的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制,可有較高的定位精度和良好的動態(tài)響應(yīng),機械裝置中的無間隙、低摩擦、低慣量、高剛度、高諧振、適宜的阻尼比等特點,使它能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜廓形控制和高精度的加工要求。
2 數(shù)控加工技術(shù)在紡機行業(yè)中的生產(chǎn)應(yīng)用
隨著現(xiàn)代紡機行業(yè)的蓬勃發(fā)展。對紡機產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高要求,必須趕上世界潮流.求新求快已成為產(chǎn)品占領(lǐng)市場的主要手段。如何適應(yīng)高質(zhì)量、多品種的市場要求已成為紡機專件生產(chǎn)中須迫切解決的問題。我國紡機專件生產(chǎn)中,數(shù)十年維持著的老工藝手段和專機流水線加工,不僅存在著基準更換頻繁的問題,而且產(chǎn)品轉(zhuǎn)型較難,花費著較大的工具工裝費用。對完工質(zhì)量的保證存在著較大的制約。國際上的現(xiàn)代專件加工工藝。均用了數(shù)控技術(shù)一次裝夾完成加工。對零件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量均有大幅度提高,值得我們借鑒,F(xiàn)代專件加工中,無論是錠子、羅拉、皮輥,長期以來都存在著許多的生產(chǎn)工藝瓶頸問題.靠現(xiàn)有的專機很難保證。20世紀80年代以來,紡機零件加工逐步引入的數(shù)控技術(shù),起到了重要的作用。羅拉加工中,采用數(shù)控技術(shù)加工導(dǎo)桿和導(dǎo)孑L.有效地改善了羅拉的聯(lián)接質(zhì)量,減少了有害機械波的發(fā)生,得到了廣泛推廣、取得了較好效果。錠子加工中,改進錠桿制坯工藝為錠桿車坯.解決了以往熱軋制坯造成材料組織變形而影響使用的情況.許多廠家均已使用這一經(jīng)驗。高速回轉(zhuǎn)的錠盤零件,成形復(fù)雜、質(zhì)量要求較高,采用了數(shù)控技術(shù)整體加工孔和外圓的一次成形合并工藝.選用南京產(chǎn)的CK1420機床加工,速度達到3 000 rpm,零件外觀和整體質(zhì)量都有了顯著提高.外圓與孑L的跳動量均能保證≤0.015,圓度≤0.01,粗糙度達到Ra1.6,完工裝配后的高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性良好,提高了成套錠子的質(zhì)量。
數(shù)控技術(shù)對一些特殊形狀難加工的紡機零件提供了解決方法。專件零件中有些是薄壁深孔件,加工中由于設(shè)備和刀具問題。長期困擾現(xiàn)場加工。例如圖2所示,孔徑為9 mm,孔深30 mm,長徑比達3.3,屬于薄壁深孔零件,精度要求高(孔圓度≤0.006 mm,孔不允許有倒錐);采用數(shù)控技術(shù)加工轉(zhuǎn)速高達3 500 rpm,加工中的切削力明顯降低,減少了零件的切削變形,提高了零件的精度,粗糙度達到Ra1.6,圓柱度≤0.006,達到了工藝要求。
圖2薄壁深孔零件的簡圖
3 數(shù)控加工技術(shù)在紡機專件生產(chǎn)中的展望
數(shù)控技術(shù)在紡機專件加工中有著較大優(yōu)勢,產(chǎn)品轉(zhuǎn)型周期可以明顯縮短。對于小批量加工和新產(chǎn)品試制都可提供較好環(huán)境。新產(chǎn)品試制中推行并行工程,多數(shù)采用數(shù)控加工。能夠及時驗證產(chǎn)品設(shè)計的工藝合理性和適用性,并可大大減少試制中的工裝費用,縮短試制周期,為產(chǎn)品早日推向市場打下基礎(chǔ)。紡機專件加工中,是以大批量為主,采用數(shù)控技術(shù)要向群控系統(tǒng)(直接數(shù)字控制系統(tǒng)即DNC系統(tǒng))發(fā)展:不僅適應(yīng)多種類型產(chǎn)品的數(shù)控加工,還可將數(shù)控機床、自動倉庫、刀具、夾具管理聯(lián)接.實現(xiàn)工件裝卸、清理、檢測自動進行的新型制造系統(tǒng)。DNC系統(tǒng)的不斷完善為向高一級制造系統(tǒng)發(fā)展奠定了基礎(chǔ):DNC系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將給專件加工開創(chuàng)新的局面。
數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)正在中國蓬勃發(fā)展。紡機專件要在生產(chǎn)中大量選用數(shù)控設(shè)備,走向加工技術(shù)現(xiàn)代化.必須根據(jù)現(xiàn)有的國情和自身條件,選擇符合中國的高性能的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),組成自身的控制管理系統(tǒng),制定總體發(fā)展戰(zhàn)略,確定紡機專件的發(fā)展方向。從而提高自身的產(chǎn)品質(zhì)量,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。多年來紡機行業(yè)被視為“夕陽產(chǎn)業(yè)”,只是因它的加工技術(shù)和裝備落后,采用數(shù)控技術(shù)可給紡機傳統(tǒng)制造業(yè)帶來革命性的變化,使之成為現(xiàn)代紡機制造業(yè)的象征,極大地提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭力,為中國紡機專件生產(chǎn)早日成為世界名牌而奠定堅實的基礎(chǔ)。
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