0 引言
目前,數控技術廣泛用于各個行業。代表現代制造科技發展的方向和水平。對生產質量和效率的提高起到了很重要的作用。數控加工技術通常都能準確地按照預先安排好的工藝流程實現予定的現場加工工作。
1 現代數控加工技術的發展趨勢
數控系統可由輸入介質、數控裝置、伺服系統、反饋系統、機床主機等部分組成,見圖1。
圖1 數控加工技術的組成框圖
數控技術在基于高性能CPU的PC平臺上。不僅可完成數控系統的基本功能(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,最終實現數控加工的高速、高效、高精度目的。數控加工技術可以通過提高切削速度和進給速度.達到成倍地提高生產效率。有效地提高零件的表面加工質量和加工精度。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(例如復雜薄壁零件)的零件高速加工問題。
數控技術的加工應用主要有兩方面:(1)傳統機床的數控改造。運用信息技術和自動化技術改造傳統產業,可取得巨大的經濟效益。我國擁有普通機床數百萬臺,加速地采用數控技術改造傳統機床將是我國數控領域的重要任務。(2)使用高性能高指標的數控機床。高檔數控系統采用電主軸代替老式機械傳動,減少噪音污染,調速十分方便。高性能的伺服系統和高精度的檢測系統,精度可實現0.001 mm,最大進給速度可達48m/min,并可通過檢測系統監視(諸如切削扭矩、切削力、刀具磨損等)參數,保證切削過程在預定的工作條件下進行,防止機床、工具、工件由于過載而損壞。
數控系統可對進給運動的位置和速度同時實現自動控制,可有較高的定位精度和良好的動態響應,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,使它能夠實現復雜廓形控制和高精度的加工要求。
2 數控加工技術在紡機行業中的生產應用
隨著現代紡機行業的蓬勃發展。對紡機產品的質量提出了更高要求,必須趕上世界潮流.求新求快已成為產品占領市場的主要手段。如何適應高質量、多品種的市場要求已成為紡機專件生產中須迫切解決的問題。我國紡機專件生產中,數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,而且產品轉型較難,花費著較大的工具工裝費用。對完工質量的保證存在著較大的制約。國際上的現代專件加工工藝。均用了數控技術一次裝夾完成加工。對零件的外觀和內在質量均有大幅度提高,值得我們借鑒,F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工藝瓶頸問題.靠現有的專機很難保證。20世紀80年代以來,紡機零件加工逐步引入的數控技術,起到了重要的作用。羅拉加工中,采用數控技術加工導桿和導孑L.有效地改善了羅拉的聯接質量,減少了有害機械波的發生,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驗。高速回轉的錠盤零件,成形復雜、質量要求較高,采用了數控技術整體加工孔和外圓的一次成形合并工藝.選用南京產的CK1420機床加工,速度達到3 000 rpm,零件外觀和整體質量都有了顯著提高.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穩定性良好,提高了成套錠子的質量。
數控技術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,加工中由于設備和刀具問題。長期困擾現場加工。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);采用數控技術加工轉速高達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 數控加工技術在紡機專件生產中的展望
數控技術在紡機專件加工中有著較大優勢,產品轉型周期可以明顯縮短。對于小批量加工和新產品試制都可提供較好環境。新產品試制中推行并行工程,多數采用數控加工。能夠及時驗證產品設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,為產品早日推向市場打下基礎。紡機專件加工中,是以大批量為主,采用數控技術要向群控系統(直接數字控制系統即DNC系統)發展:不僅適應多種類型產品的數控加工,還可將數控機床、自動倉庫、刀具、夾具管理聯接.實現工件裝卸、清理、檢測自動進行的新型制造系統。DNC系統的不斷完善為向高一級制造系統發展奠定了基礎:DNC系統的推廣應用將給專件加工開創新的局面。
數控技術及其產業正在中國蓬勃發展。紡機專件要在生產中大量選用數控設備,走向加工技術現代化.必須根據現有的國情和自身條件,選擇符合中國的高性能的國產數控系統,組成自身的控制管理系統,制定總體發展戰略,確定紡機專件的發展方向。從而提高自身的產品質量,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。多年來紡機行業被視為“夕陽產業”,只是因它的加工技術和裝備落后,采用數控技術可給紡機傳統制造業帶來革命性的變化,使之成為現代紡機制造業的象征,極大地提高生產效率、提高產品質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭力,為中國紡機專件生產早日成為世界名牌而奠定堅實的基礎。
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本文標題:數控技術在紡機專件生產中的應用
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