透鏡數控加工效率提高

時間：2025-11-25 06:14:45 數控畢業論文

透鏡數控加工效率提高

　　透鏡數控加工效率提高【1】

　　【摘要】針對透鏡數控加工周期長、效率低的現狀，通過工藝和刀路改進，實現了透鏡數控加工效率的提高，由2個星期變為1個星期。

　　【關鍵詞】透鏡;工藝;刀路;效率

　　0 引言

　　透鏡為我所某型產品中的重要零件，材料包括鋁波導、工業用蠟、環氧玻璃絲，制造周期長(半年以上)，工藝復雜(牽扯到波導鉗工、裝配鉗工、化工粘接、機械加工等多工種穿插配合生產)，要求高(對波導管、拋物面及裝配面的精度都有要求)，結構如圖所示。

　　圖1 透鏡

　　1 透鏡數控加工的現狀

　　1.1 加工周期長

　　透鏡拋物面的數控加工在數控立車CK5116B上進行，用粗車循環去掉拋物面的加工余量占總體積的60%左右，改進前加工周期是2個星期。

　　1.2 加工難度大

　　為了定型和保護波導管內腔，透鏡的波導管中灌入蠟，透鏡的外層裹著玻璃鋼，所以車削時要同時切削三種材料――鋁波導管、蠟和玻璃鋼。

　　蠟和玻璃鋼在切削時容易堆積粘在刀頭上，并且不易導熱，增加了切削的難度;由于是復合材料，所以切削時不能用冷卻液，排屑困難。

　　1.3 精度要求高

　　按照透鏡拋物面要求x2+y2=4FZ(F=148.2)，粗加工要為精加工留下均勻余量，以便精加工時保證拋物面偏差±0.1，所以在數控加工中利用粗車復合循環去掉大部分余量，并控制好精加工余量，為精加工作好準備，精加工用精車循環保證拋物面精度。

　　2 影響透鏡數控加工效率的因素

　　2.1 背吃刀量小

　　圖2 刀具后面和波導管干涉

　　由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能取1.37mm。

　　2.2 刀路長

　　圖3 Mastercam生成的粗車復合循環刀路

　　粗車循環復合循環的刀路長。

　　在其他因素不變的情況下，對刀具路經進行優化，縮短刀具路徑，也就是縮短加工時間。

　　3 工藝改進

　　3.1 用預先加工讓位臺階的方法提高背吃刀量

　　對于R10的圓弧到來說，每次的理論切深可達到5mm，但由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能達到1.37mm。

　　只要加工出相應的讓位空間，就可使刀具切深增加;每間隔一次，加工出一個讓位臺階，就可使切深翻倍，達到2.74mm。

　　3.2 優化刀具路徑

　　Mastercam自動生成的粗車復合循環刀路，在每一個刀具切深后，都要走到邊沿，這里我們隔一個切深，讓刀具只運行到50mm處，下一個切深再運行到邊沿處。

　　這樣刀具路徑明顯縮短。

　　4 采用新舊工藝的對比

　　4.1 程序長度的對比

　　(上接第91頁)4.2 刀路的對比

　　圖4 原來的刀路

　　圖5 改進后的刀路

　　4.3 加工時間的對比

　　將改進后的程序用于透鏡的生產，透鏡的數控加工效率有了明顯地提高，由原來刀路改進前的2個星期縮短到刀路改進后的1個星期。

　　5 總結

　　針對透鏡數控加工的現狀和特點，給出了提高透鏡數控加工效率的辦法，通過工藝和刀路改進成功實現了透鏡的數控加工效率的提高。

　　【參考文獻】

　　[1]張超英.數控編程技術[M].北京：化學工業出版社，2008.

　　[2]楊海東.數控機床CAM編程[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2005.

　　提高數控機床加工效率的措施【2】

　　摘要：數控機床是我國機械制造工業和國民經濟的重要裝備，其發展直接關系到國計民生的許多領域，如何提高數控機床的工作效率，讓其創造更大的經濟效益?分析了數控機床常見故障以及維修方法，進一步論述了如何加強機床的管理和提高專業技術人員的素質和技能水平。

　　關鍵詞：數控機床故障維護管理

　　引言

　　數控機床是在機電一體化技術的基礎上發展起來的一種靈活而高效的自動化機床，由于它用數控程序控制機床自動加工零件，無需使用復雜和專用的工模夾具，能比較好地解決中小批量，多品種和復雜零件加工自動化的問題，有生產效率高、加工的零件一致性好、質量穩定、便于產品更新換代等特點，因此在機械制造業中的比例越來越高，但是，有相當多的數控機床用戶其設備高效多能的作用并沒有充分發揮出來。

　　由于數控設備比普通設備的投資較大、生產準備時間較長，若加工效率太低，會嚴重影響企業經濟效益的提高，因此，提高數控機床的加工效率己成為機械制造業面臨的一大問題。

　　1數控機床常見故障

　　1.1 故障發生的階段

　　故障是指設備或系統因自身原因而喪失規定功能的現象。

　　發生故障具有相同的規律，一般分為三個區域：(1)初期運行區，故障率較高，故障曲線呈上升趨勢，此區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。

　　(2)正常運行區，此時故障曲線趨近水平，故障率低，此區故障一般是由操作和維護不良造成的偶發事故。

　　(3)衰老區，此區故障率大，故障曲線上升快，主要原因是運行過久、機件老化和磨損過度造成的。

　　1.2故障的分類

　　按結構分為機械和電氣兩類;按故障源分為機械故障和控制故障兩類;就其數控系統而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。

　　要判斷是機械方面故障還是控制系統故障，其分析方法是：先檢查控制系統，看程序能否正常運行，顯示和其它功能鍵是否正常，有無報警現象等;再檢查電機和檢測元件，是否能正常運轉，有無間歇或抖動現象，有無定位不準等問題。

　　如果沒有上述問題，則可初步判斷故障原因在機械方面，著重檢查傳動環節。

　　2數控機床的維護

　　2.1常見故障分析

　　(1)位置環。

　　這使數控系統發出控制指令，并與位置檢測系統的反饋值相比較，進一步完成控制任務的關鍵環節;它有很高的工作頻度，并與外設相聯接，容易發生故障。

　　(2)伺服驅動系統。

　　它與電源電網、機械系統等相關聯，工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態，也是故障多發部位。

　　(3)電源部分。

　　電源失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。

　　(4)可編程序控制器邏輯接口。

　　數控系統的邏輯控制，要由PLC實現，必須采集各控制點的狀態信息，它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接，變化頻繁，發生故障的可能性較多，故障類型較多。

　　2.2 常見故障的排除方法

　　(1)初始化復位法。

　　(2)參數更改、程序更正法。

　　系統參數是系統功能的依據，參數設定有誤可能造成系統的故障或某功能無效。

　　(3)調節、最佳化調整法。

　　(4)備件替換法。

　　(5)改善電源質量法。

　　目前一般采用穩壓電源，以改善電源波動。

　　對于高頻干擾可用電容濾波法，通過這些預防性措施可減少電源板的故障。

　　3加強數控機床的管理

　　3.1提高操作人員的綜合素質

　　數據控機床是現代工業的關鍵設備，其效能發揮的好壞取決于管理使用和維修人員的素質和操作技能。

　　建立一支高水平的技術隊伍，保存好設備的完整。

　　數控機床的使用比使用普通機床的難度要大，因為數控機床是典型的機電一體化產品，它牽涉的知識面較寬，即操作者應具有機、電、液、氣等更寬廣的專業知識，因此對操作人員提出的素質要求是很高的。

　　3.2遵循正確的操作規程

　　不管什么數控機床，它都有一套自己的操作規程。

　　它既是保證操作人員安全的重要措施之一，也是保證設備安全、產品質量等的重要措施。

　　使用者必須按照操作規程正確操作，如果機床在第一次使用或長期沒有使用時，先使其空轉幾分鐘，使用中注意開機、關機的順序和注意事項(如開機后首先要用手動或用程序指令自動回參考點)，這些對初學者尤其應引起足夠重視，因為他們缺乏相應的操作培訓，往往在這方面容易犯錯。

　　3.3創造一個良好的使用環境

　　隨著科學技術的進步，一般來說，數控機床的使用環境沒有什么苛刻要求，可放置于普通機床一樣的生產車間。

　　話雖然這么說，但由于數控機床中含有大量的電子元件，它們最怕陽光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動等，這些勻可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機床運行不正常，這些一般在安裝機床時就已經注意了。

　　對于使用者而言，主要是注意周圍環境的保護，比如說下雨天，就要注意不要將雨傘帶到生產現場，更換鞋子等。

　　3.4提高機床的運轉率

　　數控機床購進后，如果它的開動率不高，這不但使用戶投入的資金不能起到再生產的作用，還有一個令人擔憂的問題是很可能因過保修期，設備發生故障需支付額外的維修費用，因為新購進的設備都有一定時間的保修期限，從以往的經驗來看，CNC設備在使用初期故障率相對來說往往大一些，用戶就應在這期間充分利用機床，使其薄弱環節盡早暴露出來，在保修期內得以解決。

　　4利用成組技術原理提高生產率

　　利用成組技術為數控機床選擇合適的加工對象，以提高生產率，若工廠己經實現了零件的編碼和分組，則可為每種數控機床所適于加工的零件進行分組，并形成檢索指令，利用這些檢索指令。

　　可以從大量的零件中檢索出適于在某種數控機床加工的零件或零件組;利用成組技術給零件組編程，通常的數控加工編程工作都是對每種零件單獨進行的，需花費很多的人力、時間，不僅工作量大，編程周期長，而且經常有重復編程的工作，利用成組技術按零件組的假想參數化零件進行宏程序參數化編程。

　　可為每個零件組編制一個數控加工程序，當組內具體零件加工時，只要在此基礎上輸入少量參數并稍加修改即可，這樣就大大減少了編程數量和縮短了編程時間，也相應縮短了程序的輸入和調試時間，還克服了重復編程的缺點;給成組加工的零件配置成組刀具，加工中心適合多品種、中小批量零件的加工，其刀庫容量一般較大。

　　由于刀具的品種繁多，規格、材料各異，故刀庫中存放哪些刀具，何時更換等問題直接影響到生產率，為了不經常更換刀庫中的刀具，提高機床的使用效率，可為每組工件配備一套刀具即成組刀具，成組刀具所加工的不是一種零件，而是幾種零件組成的一組零件，這樣就不用每加工完一種零件就更換一次刀具了從而減少了輔助時間。

　　參考文獻：

　　[1]仟建平，自恩遠，趙美虹等.現代數控機床故障診斷及維修[M]北京：國防工業出版社，2002

　　[2]朱躍峰，朱敬超.數控機床故障判斷與維護[J].科技資訊，2007，(13).

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