0 引言
本文通過(guò)在實(shí)際生產(chǎn)制造過(guò)程中對(duì)等高加工和爬面加工,兩種不同開粗方式的跟蹤與對(duì)比,總結(jié)出等高層切對(duì)模具生產(chǎn)的生產(chǎn)制造上的促進(jìn)作用。
WorkNC軟件是一種面向加工制造業(yè)的全自動(dòng)化計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)軟件。具有多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接接口和專門的編程模塊,能完成零件分析、曲面填補(bǔ)、邊界線的建立和簡(jiǎn)單曲面的建立等功能。WorkNC能產(chǎn)生良好的走刀路線、同時(shí)還具備完善的模板調(diào)用功能、強(qiáng)大的刀具路徑編輯功能、殘余毛坯計(jì)算、防過(guò)切功能等,都為編程人員提供了方便。
2008年之前因受軟件功能和工藝水平的限制,我公司模具型面粗加工編程一直延用50球刀方式。08年后我公司采購(gòu)了WrokNC軟件,借力此軟件,我們得以采用新的等高層切去除余量的粗加工方式編程。對(duì)此新的加工方式,我公司進(jìn)行了一定時(shí)間的試用。為能更好的改進(jìn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,特對(duì)等高層切從理論和實(shí)際加工效果兩方面進(jìn)行總結(jié)分析。
1 技術(shù)理論分析
此分析根據(jù)實(shí)際毛坯狀態(tài)分為鑄件毛坯和鍛件毛坯兩方面,利用軟件計(jì)算出理論加工時(shí)間。
1.1 鑄件毛坯
兩種刀具的編程加工切削參數(shù)對(duì)比:
表1 兩種刀具的編程加工切削參數(shù)對(duì)比
在以上理論參數(shù)的基礎(chǔ)上,考慮在1分鐘內(nèi)平坦區(qū)域的理論去除量的比較:
球刀:8×10×500=40000mm3,牛鼻刀:40×1×2000=80000mm3,因此理論上在平坦區(qū)域,滿刀負(fù)荷的情況下牛鼻刀的效率是球刀的2倍。在立壁區(qū)域,球刀還是滿負(fù)荷,幾乎沒(méi)變化,牛鼻刀只能切削大約10mm,所以效率是平坦區(qū)域的1/4,這樣牛鼻刀約為球刀50%。
1.2 鍛件毛坯
鍛件毛坯,球刀的切深只有為5mm,而牛鼻刀沒(méi)有變化,都在滿刀的情況,牛鼻刀的效率就是球刀4倍。實(shí)際切削中球刀因步距小基本每刀都是滿刀,而牛鼻刀步距大,為了加工到位,不足一刀的也走一刀,而且切深小,提刀也就多,綜合來(lái)說(shuō),加工鍛件毛坯時(shí),牛鼻刀效率約為球刀2倍。
牛鼻刀切削鍛件毛坯效率更高的原因就是:鍛件切削中,刀具的平均負(fù)荷,要比鑄件毛坯高。圖1為牛鼻刀滿刀切削狀態(tài)圖:
圖1 牛鼻刀滿刀切削狀態(tài)圖
1.3 理論時(shí)間對(duì)比
選擇同一套模具,分別使用NX、WorkNC編制球刀粗加工和牛鼻刀粗加工程序。
●NX使用球刀:清跟+型面:
圖2 NX所用時(shí)間
進(jìn)給參數(shù)設(shè)置清跟F=200mm/m,型面F=400mm/m,計(jì)算時(shí)間為:1.2+10.6=11.8H。
●WorkNC層切粗加工時(shí)間:
圖3 WorkNC所用時(shí)間
牛鼻刀粗加工(F2000)+32球刀二次粗加工(F1500):10.8+1=11.8小時(shí)
從從以上計(jì)算來(lái)看,鑄件毛坯用牛鼻刀的進(jìn)給F=2000mm/m,與球刀的進(jìn)給F=400mm/m在時(shí)間上基本等同。
技術(shù)理論計(jì)算最終結(jié)論:
●加工鑄件毛坯牛鼻刀的效率與球刀接近,只是略有提升。
●加工鍛件毛坯時(shí),牛鼻刀效率約為球刀2倍。
2 等高層切粗加工在加工中的應(yīng)用分析
2.1 等高層切粗加工對(duì)機(jī)床的影響
等高粗加工最主要的優(yōu)點(diǎn)是,切削力小,對(duì)機(jī)床剛性要求低,切削負(fù)載變化小,也就對(duì)機(jī)床損害小。下圖為09年我公司加工的裝載機(jī)拉延凸模圖片,此次粗加工任務(wù)在大隈機(jī)床上進(jìn)行,粗加工進(jìn)行順利,未出現(xiàn)局部量大而對(duì)機(jī)床造成大的沖擊,機(jī)床震動(dòng)和負(fù)載均處于合理范圍之內(nèi)。粗加工時(shí)負(fù)載基本不會(huì)超過(guò)25%,且滿刀切削后負(fù)載均衡。
圖4 裝載機(jī)拉延凸模
2.2 刀具損耗
表2 刀具損耗
公司自2008年開始試用WorkNC層切粗加工,2009年為過(guò)渡期,2010年全面使用等高層切粗加工。上表為我公司2008-2010年的刀具損耗和模具產(chǎn)值,從上面的表中我們可以對(duì)比出,從2008年到2010年中,萬(wàn)元模具產(chǎn)值的刀具損耗,未隨加工方式的改變而提高。也就是說(shuō),層切加工方式未增加制造時(shí)刀具的成本。
2.3 實(shí)際加工效率
在加工鑄件模具過(guò)程中,如機(jī)床倍率不變,則實(shí)際加工時(shí)間基本等于理論計(jì)算出來(lái)的時(shí)間,即兩種粗加工方式效率基本相等。但如果型面形狀復(fù)雜,使用50球刀時(shí),程序必須執(zhí)行多遍才能加工到數(shù),這種情況下使用牛鼻刀就會(huì)大幅提高效率。在加工鍛件模具過(guò)程時(shí),開粗效率提高一倍以上。因我公司鑄件模具占多數(shù),所以總體來(lái)看,等高層切粗加工提高效能15%以上。
2.4 加工安全性
早期50球刀粗加工時(shí),工人須實(shí)時(shí)觀察切削狀態(tài),并根據(jù)加工量的大小隨時(shí)手動(dòng)改變進(jìn)給量,因切削量太大,會(huì)造成刀具毀壞,刀片破裂后輕則傷及刀體和模具,重則損毀機(jī)床。層切全部采用程序中的進(jìn)給控制,工人只負(fù)責(zé)觀察切削狀態(tài),無(wú)需頻繁手工改變進(jìn)給倍率,大大提高了程序的安全性,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3 結(jié)論
3.1 通過(guò)以上分析可知等高層切方式主要有以下優(yōu)勢(shì):
●等高層切粗加工在鑄件毛坯粗加工時(shí)效率提高10%以上;
●等高層切粗加工在全鍛件毛坯粗加工效率提高100%左右;
●等高層切粗加工方式對(duì)機(jī)床有良好的保護(hù)作用, 而機(jī)床壽命的延長(zhǎng)和停機(jī)時(shí)間的降低,就相當(dāng)于變相的提高了生產(chǎn)效能,其具體價(jià)值很難數(shù)字描述;
●等高層切方式能大幅提高加工的安全性;
●等高層切降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;
●等高層切時(shí)刀具損耗不會(huì)大幅提高。
3.2 層切技術(shù)在汽車模具加工上的推廣展望:
目前僅在模具型面加工時(shí)采用等高粗加工方式,但由于該加工方式的先進(jìn)性,我們可以推廣開來(lái),在以下幾種情況時(shí)我們均可采用等高粗加工:
●汽車模具鑄件廢料刀粗加工;
●汽車模具鍛件廢料刀粗加工;
●汽車檢具粗加工;
●汽車模具翻整類鍛件鑲塊單塊加工粗加工;
●汽車模具其他類大余量工件粗加工。
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本文標(biāo)題:2013PLM征文:等高層切在汽車模具加工中的應(yīng)用
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