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发表于 2006-12-3 16:31:26
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2.2 CAD/CAM软件的应用水平
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提高CAD/CAM编程的效率和质量可从如下方面进行:
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8 l# H. o( G5 |* ~(1)手工与CAM编程的结合。充分利用相关数控机床系统本身提供的编程模块。如数控铣削加工矩形槽、U形槽、钻孔循环;数控车削加工的端面、外圆循环加工;电火花机床的电极摇动加工功能;线切割加工的放电工艺参数的专家选择方面,可大幅度提高数控编程的效率和正确性。如MAHO系统的G14、G93、G39、G7、 G22、M98、M99等模块编程等功能,可以很好地改善程序的编制质量和效率。同时结合CAM软件自动编程功能有助于编程的质量和效率。
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(2)合理的CAM编程策略。在进行产品加工模型的建立时,应该针对产品加工对象的具体特点采取有效而精简的措施。按产品加工的部位编程,多用于工序的内容比较单一且干涉较少的情况,如孔、下陷、凸台等特征,这种情形多出现于结构零件的编程与加工。另一种情况就是对产品加工模型进行整体造型,多用于加工工序的内容比较多、干涉区域多、复杂曲面等特征的加工。' d4 }; ]' W4 ` v0 j, V
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(3)数控编程模板的使用。利用CAM系统创建用户自己的模板,以此模板为过程加以重复利用,如模具制造时对加工凸模和凹模时的最佳工艺过程,并将其定义为加工模板,在加工新的相似产品对象时,只需调用模板文件,选择所需的几何体,并启动这个流程即可,以此可以帮助经验较为缺乏的人员通过类似的方式完成整个流程,即可反复利用经过验证的知识经验。用户通过加工向导非常容易地从模板中获得专家级的制造过程指导,全部内容可非常简单而有效地提供给缺乏经验的用户,有利于吸收别人的经验,通过向导,预先定义的模板可以被激活,并通过简单的交互快速生成数控加工刀具轨迹。
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(4)CAD/CAM专家系统的应用。利用CAD/CAM软件的功能模块如钣金设计、模具设计、关联设计、零件族设计、用户自定义设计等专家设计知识,有助于减少产品的三维造型时间,从而提高数控编程的效率和正确性。
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6 F" B) t+ ?1 y9 {4 \% K(5)专用后置处理程序的开发。企业一般都存在数控系统的多样性,如Fanuc、Simense、Heidenhane等。各数控系统各有优点但互不兼容,很难做到统一。开发企业现有数控机床系统的后处理程序,可在通用数控程序处理的基础上,从机床配置、程序输出格式、坐标变换等方面,由具有软件开发和数控加工经验的技术工程师对其进行专门的开发,确保在同一类型的机床进行加工时,可共享同一刀位轨迹的情况下,能输出相应数控机床加工的程序代码。
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(6)设计合理的刀具轨迹。数控加工最终体现在刀具轨迹的快速高质量设计,尤其是在模具毛坯除去量很大的情况下表现比较突出。传统的方法一般是采用立铣刀进行粗加工,球头刀进行半精加工与精加工。在粗加工时应力求高效快速排量,充分利用普通设备与数控设备结合进行。在进行精加工时应考虑企业模具钳工的水平,选用合理刀具和步距,刀具和步距过大或过小都不利于产品的加工效率和制造成本。数控程序编制应结合材料及加工余量来科学综合考虑加工的切削参数,以等体积变速切削和高速切削为目标,建立开发常用材料刀具的切削工艺参数库。; r* l$ k- A1 o2 ]# N( A% R
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2.3 数控设备选型与功能开发, `7 e% S$ U h4 e6 W/ L7 V
( |6 K/ i2 a' A' |; l2 c l数控设备的购买和使用在很大程度上决定了该设备潜能的发挥。很多企业在设备选型和购买后在使用方面存在一些问题。如设备的行程、精度、功能、可开发的潜力等方面,尤其是数控设备朝高速精密方向发展,在购买高速机床时一定要考虑综合成本、CAM软件、经验的积累与应用水平。对于传统难加工材料的变速或重力切削,一定要考虑主轴刀柄钢性,尽量选用大型号如BT50的铣削刀柄,同时要考虑机床功能的扩展,另一个方面在设备本身功能与潜能的开发、机床附件如角度铣头的应用来扩大机床的应用范围。针对数控设备的选型和机床功能的开发使用上,可从如下几个方面开展一些必要的工作:2 F) n- E3 R' S2 @7 v8 O! K' W
! B" i' S$ h& b6 ]1 _; b9 i* {; @(1)高中低档数控设备的搭配。由于数控设备的价格相对昂贵,企业可根据自己的实际情况,在早期进行数控加工技术的应用时,选用改造数控设备进行技术应用投资,取得一定的应用经验后。再根据产品的加工特点,如材料状态、类型、精度、批量、周期要求,配置合适的中高档数控设备。' I, p' L) z; [0 t5 m6 {
" }! E+ N8 u" R! k(2)设备的验收。很多数控机床其补偿精度在高速加工的情况下出现较大的误差,或者是主轴运转的速度难以长时间运行,导致主轴因高温烧毁的现象发生。在进行设备验收时,除国家的验收标准外,可以附加企业自身产品加工要求的验收条件。
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9 x* E3 e8 }. l( I. i2 {(3)设备功能开发。设备功能的开发包括数控系统的掌握程度、刀具及工件材料与切削参数的合理匹配。如立式数控铣床安装角度铣头进行卧式加工,数控铣床进行镗孔攻丝加工,数控车削加工的固定循环,数控线切割机床和电火花机床的电加工参数的合理选择等。
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(4)降低加工成本。降低制造成本可以从如下几个方面开展:①提高粗加工的效率,针对难加工材料或切削余量较大不规则的产品加工特征,采用数控变速切削或以深孔钻削等排量的方式,提高粗加工的效率;②针对高速切削的加工机理,配备合适材料的刀片与刀具,满足高速切削的需要;③引进数控刀具刃磨机,提高刀具二次刃磨的效率和精度,同时可购置相应材料的刀具棒料,采用数控刀具刃磨的方式,磨削适合企业自身产品的刀具,以节约刀具的成本。
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2.4 车间数控加工生产管理科学化
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* g3 f! C! q2 F) O! l# {4 \当企业具备一定的产品设计开发能力和制造资源能力,如何快速制造出客户需要的产品,在很大程度上取决于生产计划的有效控制,因此,合理的生产计划组织管理成为企业发展的核心竞争力之一。各行业都存在相同的事实,批量小于50件的机械产品,成本要比大批量生产同类产品高出10~30倍,小批量生产制造成本比大批量高出许多,如何降低小批量产品的制造成本,是生产企业一直研究的课题。成组技术为小批量生产提供了可行的技术解决方案,利用成组技术加快工艺设计速度,利用工艺模板提高工艺设计水平;在组织生产时组成成组加工单元,加大制造批量,降低生产准备时间、调度时间和加工时间。) J5 G7 h' r: y7 m1 |
" \; ^3 f5 I% G7 z7 f+ d0 G8 h: [/ V数控加工在很大程度上依赖于其员工的技术水平和技能水平,而最终需要采取科学合理的管理模式来运作。车间管理主要涉及到生产任务的安排、产品的生产制造策划、员工的薪资考核等方面。如何刺激保证员工工作的积极性和主动性是车间管理最根本的问题。当企业的数控加工水平达到一定程度,处于提升发展阶段时,生产任务的即时完成在很大程度上依赖于如何有效地刺激技能工人的积极性和主动性,特别是当技能工人的水平较高,有足够的生活来源保障的情况下,利益分配的公平公正显得更为重要。车间在安排生产任务时,应根据产品的特点将改造数控设备与传统的数控机床、高速高档机床有机的结合起来。提高车间的生产管理水平,可主要从以下几个方面来实现。& n+ a' ^, d) [
1 c& i1 F5 u1 Q+ \% C(1)合理安排任务。车间在进行生产计划安排时,应依据产品的生产进度、加工要求、设备的能力、技能工人的水平整体考虑。对于数控加工,将普通设备与数控设备、改造数控设备与原装数控设备、传统数控设备与精密高速数控设备相结合,形成多个小的加工单元(2~3台数控设备组成),可有效地提高产品的整体加工能力。对于批量生产相同功能的设备承担共同的任务,或者是同一任务多种加工策略。1 Y- e8 k( v x% X" q" S, ~" j/ j
( T5 H. ]7 n9 _( J8 E(2)缩短准备周期。数控加工涉及刀具、工装、数控程序等多个方面的准备工作。据初步估算,真正用于数控机床加工的时间只占产品总加工时间的30%,大部分时间花费在零件的周转调度、检测、装夹定位、毛坯的加工和试切削等方面。对于多品种、小批量产品的研制和批量生产,每台设备面临多个型号状态的加工,因此,提高其准备工作对于缩短制造周期有着重要的意义。对于需要进行数控加工的产品和工序,提前准备其刀具、装夹定位元部件和数控程序;加大生产计划、现场生产、工艺技术信息的反馈与沟通;提高主轴的运转速度;提高批量生产毛坯快速准备时间等方面都能有效地缩短准备时间。
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(3)待遇公平合理。对于研制产品和批量产品生产时,对于工人的考核不能采用单一考核方式。对于研制产品,产品的难度较大,耗费的时间较长。对于批量生产同一产品,其批次较多、与研制交叉进行时,避免单纯的计时或计件考核办法。对于数控技能人员的考核可结合工时、风险、难度、周期、项目等方面,采用多种方式综合考虑。同时对数控技能人才的培养要有计划性和目标性。
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+ Z1 U2 ~0 I3 q- B, w4 d0 L(4)加工检验并行运作。现有企业的产品生产与检验运作模式一般都是串行的。在产品检验时,对每一个零件进行检验,所耗费的时间也占到了一定的比重。数控加工产品一般比较复杂、工序集中,产品加工质量一致性好。对于批量生产,首件检测完毕后,对加工过程中完成的产品可采用数理统计抽检法检测。+ A% o$ G7 F( ~/ _/ f
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3 结束语
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本文从数控加工的工艺技术信息的管理与工艺信息化建设、CAD/CAM/CAPP软件的应用、数控程序的编制与技术应用开发、车间生产管理、质量检验等多个方面探讨了高效数控加工的实现途径,希望对企业的管理人员、技术人员、技能人才提供参考借鉴作用。3 t$ N- o% V0 |/ r
* I- A6 k, b6 Q9 Y参考文献; s; w& a/ C, i% W/ |( P/ h& V" e
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1.刘雄伟.数控加工编程的理论基础.机械工业出版社,2000.
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5 K7 ^+ {( K- h2 B! b2.罗鸿.EPR原理·设计·实施.电子工业出版社,2002.
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3.STUART CRAINER著,邱琼等译.管理百年.海南出版社,2002.
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4.姜汝祥.中国一流企业离世界一流企业有多远.机械工业出版社,2003.
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5.实用数控加工技术编委会.实用数控加工技术.兵器工业出版社,1995。 |
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