2015年11月9日星期一
模具高效數控加工的實現途徑和措施
數控加工技術作為先進生產力的代表，金屬加工在汽車、模具、航空航天、機械電子等制造領域發揮著重要的作用，在科研和生產上極大地促進了生產力的發展。數控加工技術的從整體上改善了傳統制造業的發展面貌。制造企業如何實現其高效數控加工的目的，一直是企業領導管理者、研究人員比較關注的核心之一。
數控技術作為引進多年的先進制造技術，其技術含量很高，涉及到多方面的內容，包括數控加CNC加工工編程的快速高效化、空間自由曲面多軸聯動加工、難加工材料的切削、高速切削的、數控工藝程序編制的規範化與標准化等方面。數控加工的效率發揮在很大程度上和企業本身的技術管理模式相關，尤其是在早期階段，如何在短時間內攻克一門有難度的技術難關，使其更好地發揮效率，是企業必須重視的主要問題。
一、工藝技術的信息化建設，現有國內企業工藝技術的管理都存在一些缺陷，企業沒有根據自身的實力和發展戰略采取有效的管理模式。工藝技術的信息化管理落後主要表現在產品設計制造工藝信息資源共享不充分、數控工藝程序編制及管理混亂、數控工藝與普通工藝的結合性差、CAD/CAM軟件的水平參差不齊、數控加工工藝與程序的規範化與標准化程度低以及產品設計、數控工藝、數控編程並行模式實現程度小等方面。針對制造工藝的信息化建設與管理要求，可從以下幾個方面開展工藝的信息化建設。
1。產品設計、工藝信息資源的共享
制造工藝的信息化建設最重要的是充分利用產品設計圖形和文檔資源，充分利用企業產品成功的制造加工工藝經驗，如利用產品的三維圖形可減少數控編程人員的三維造型時間，而三維造型幾乎耗費了數控編程50%的時間。建立刀具信息庫、難加工材料切削參數庫、裝夾定位信息、典型材料與零件的加工工藝與程序模板和專家數據庫等有助於提高編程的質量和效率，要充分利用PDM及網絡資源建立開發企業內部的工藝信息管理系統，共享一切可能利用的制造信息資源。
2。數控加工與傳統加工的結合，數控工藝與普通工藝合理銜接，最重要的是針對產品的設計狀態、批量要求、生產周期、加工精度、生產成本的不同特點分別采取不同的措施。在工藝方案設計過程中，產品的設計狀態、加工方式、工裝夾具的設計制造、刀具的選擇、粗精加工方式的結合、工序的集中劃分、企業的設備現狀與能力等方面來綜合考慮。實際時還需要結合企業設備能力、技術工人和技術人員的水平等因素。針對研制產品和批生產產品的加工特點，采取適合各自要求的研制工藝與批產工藝對策，實現數控加工與傳統加工的完美結合。
3。數控工藝與編程的並行編制，在工藝的早期階段，數控程序編制介入變被動為主動，可很大程度上減少此類型的錯誤或風險。數控加工只有在進行產品的三維造型和數控程序的編制過程中，才能完全發現工藝和程序中存在的問題，這是由於數控工藝和編制的程序必須保證能夠把合格的產品完全加工出來止，而不像普通工藝那樣，只要總體上沒有問題，尺寸沒有遺漏，零件是否能夠完全加工合格取決於技術工人的經驗和水平。數控工藝程序並行模式的實現可從設計產品三維CAD模型的共享、數控工藝程序的單人負責制、數控技術工人參與數控程序的編制、數控加工工藝與程序的專項負責制等方面來實現。
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數控機床系統誤差對加工精度的影響和控制措施
1 螺距誤差和補償
所謂誤差補償技術就是說在進CNC加工行數控機床加工過金屬加工程中，對某一特定軸的實際運動位置進行記錄，並將記錄結果與精密儀器的測量結果進行比較。實際操作過程中，在軸上選擇一定量的測量點，並對運行過程中的誤差進行記錄，輸入到機床的控制系統內，通過這種方式，控制系統就可以對軸運動時不同點和時間的誤差進行控制。這些測量點的數量越多，螺距誤差補償技術的實施效果越明顯，在利用這一技術時應該注重以下幾個方面的問題：
1） 當數控機床的重復定位精確度不高時，這一技術很難得到實施；2） 該技術是建立在數控機床坐標系的前提下的；3） 參考點是確定數控機床坐標系的重要參數，所以參考點的選擇誤差應該是零。
2 反向間隙誤差和補償
在數控機床加工過程中，傳動鏈的運轉存在很多的間隙，而其中的反向間隙可能會導致機床反向時，伺服電機處於運轉狀態而機床並沒有產生運動，這也直接使得數控機床產生一定的誤差或者發生機床震蕩現像。因此在進行數控機床的設計時，應該充分考慮反向間隙，但是無論采取什麼樣的改進措施，都不可避免的會存在一定的間隙。在半閉環系統的數控機床中，通過上述的螺距誤差補償技術，對機床運轉過程中的各點反向間隙進行記錄，並將其錄入到控制系統中去，這樣在產生反向運動時，系統會自動進行補償誤差操作。對於全閉環系統的數控機床而言，其反向間隙的補償可以利用參數的設置來實現。
總之，在數控機床加工過程中，影響其加工精度的因素有很多，除了上述所講的這些因素外，工藝設計、刀具、操作人員技術水平等都會對競速產生一定的影響，因此在實際的數控機床加工過程中，應該綜合考慮各種方面的影響，才能真正實現加工精度的有效提升。
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五軸聯動數控加工與一般數控加工相比有什麼優點？
所謂五軸加工這裡是指在一台機床上龍門加工至少有五個坐標軸(三個直線坐標和兩個旋轉坐標)，而且可在計算機數控(CNC)系統的控制下同時協調運動進行加工。這樣的五軸聯動數控加工與一般的三軸聯動數控加工相比，主要有以下優點：
一、可以加工一般三軸數控機床所不能加工或很難一次裝夾完成加工的連續、平滑的自由曲面。如航空發動機和汽輪機的葉片，艦艇用的螺旋推進器，以及許許多多具有特殊曲面和復雜型腔、孔位的殼體和模台中CNC加工具等，如用普通三軸數控機床加工，由於其刀具相對於工件的位姿角在加工過程中不能變，加工某些復雜自由曲面時，就有可能產生干涉或欠加工(即加工不到)。而用五軸聯動的機床加工時，則由於刀具/工件的位姿角在加工過程中隨時可調整，就可以避免刀具工件的干涉並能一次裝夾完成全部加工；
二、可以提高空間自由曲面的加工精度、質量和效率。例如，三軸機床加工復雜曲面時，多采用球頭銑刀，球頭銑刀是以點接觸成形，切削效率低，而且刀具/工件位姿角在加工過程中不能調，一般就很難保證用球頭銑刀上的最佳切削點(即球頭上線速度最高點)進行切削，而且有可能出現切削點落在球頭刀上線速度等於零CNC搪床加工的旋轉中心線上的情況。而采用五軸機床加工，由於刀具/工件位姿角隨時可調，則不僅可以避免這種情況的發生，而且還可以時時充分利用刀具的最佳切削點來進行切削，或用線接觸成形的螺旋立銑刀來代替點接觸成形的球頭銑刀，甚至還可以通過進一步優化刀具/工件的位姿角來進行銑削，從而獲得更高的切削速度、切削線寬，即獲得更高的切削效率和更好的加工表面質量。
三、模具加工的優勢。在傳統的模具加工中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術的不斷發展，立式加工中心本身的一些弱點表現得越來越明顯。現代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工，球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，如果使用四、五軸聯動台中機械加工機床加工技術加工模具，可以克服上述不足。
采用五軸聯動機床加工模具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質量，使模具加工變得更加容易，並且使模具修改變得容易。
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國產數控系統先進的生產質量保障體系
利用先進的技術提高產品的性能質量，是推廣應用國產數控系台中機械加工統的關鍵。國內數控系統生產的龍頭企業，擁有現代化的生產基地，先進的數控系統、伺服驅動裝置生產線和數控電櫃裝配車間，具備建立了年產各類數控系統5000台套的生產能力。為解決數控系統功能、性能穩定性的關鍵技術，本課題組重點做了如下工作：
第一、建立先進的生產質量保障體系
建立了達到國家標准規定檢測能力的質量檢測中心，配置了先進的電磁兼容性和可靠性檢測儀器設備150多台，如快速瞬變脈衝群發生器、雷擊浪湧脈衝發生器、靜電放電檢測儀、振動試驗台、衝擊試驗台、高溫運行實驗室和高低溫環境實驗室等。通過這些有效的檢測儀器和檢測手段，對產品的結構、工藝等方面進行了台中CNC加工改進，並在產品生產過程中強化質量控制，建立了ISO9001質量保證體系，大大提高了產品的CNC搪床加工質量。
第二、開展了數控系統的可靠性設計。
數控裝置的設計采用標准化、模塊化、規範化的設計方案，設計盡量采用標准的和互換性好的元器件和零部件，充分考慮工藝性、操作性、測試、包裝、貯存、龍門加工運輸和維修等各種環境對數控裝置的影響；嚴格元、器件的篩選工藝和裝配工藝，元、器件全部使用工業級接插件，把好電路板焊接等環節的質量關。
數控系統軟開發采用專用的工具進行項目管理，做到設計、修改可重現、可記錄、可追溯；制定軟件版本管理方法、安裝工藝和檢查工藝，杜絕軟件使用的隨意性和不可控制性；對軟件產品把好設計、調試、集成多道測試程序關，保證軟件產品的正確性和可檢查性。
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2015年數控加工中心市場競爭
1）數控加工中心行業內部的競爭。導致行業內部競爭CNC搪床加工加劇的原台中CNC加工因可能有下述幾種：
一是行業增長緩慢，對市場份額的爭奪激烈；二是競爭者數量較多，競爭力量大抵相當；
三是競爭對手提供的產品或服務大致相同，或者只少體現不出明顯差異；
四是某些企業為了規模經濟的利益，擴大生產規模，市場均勢被打破，產品大量過剩，企業開始訴諸於削價競銷。
2）數控台中機械加工加工中心行業顧客的議價能力。行業顧客可能是行業產品的消費者或用戶，也可能是商品買主。顧客的議價能力表現在能否促使賣方降低價格，提高產品質量或提供更好的服務。
3）數控加工中心行業供貨廠商的議價能力，表現在供貨廠商能否有效地促使買方接受更高的價格、更早的付款時間或更可靠的付款方式。
4）數控加工中心行業潛在競爭對手的威脅，潛在競爭對手指那些可能進入行業參與競爭的企業，它們將帶來新的生產能力，分享已有的資源和龍門加工市場份額，結果是行業生產成本上升，市場競爭加劇，產品售價下降，行業利潤減少。
5）數控加工中心行業替代產品的壓力，是指具有相同功能，或能滿足同樣需求從而可以相互替代的產品競爭壓力。
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數控加工中心淺談國內機床競爭格局
隨著現代技術的不斷提升，越來越多的企台中CNC加工業呈現出多元化的發展趨勢。數控加工中心無疑也受到此影響，正不斷朝著高科技的隊伍前進。就目前的發展形勢來看，我國數控機床領域的新型產物正不斷得到發展，很CNC搪床加工多使用者紛紛享受到了高科技產物帶來的生產便利。現如今我國國內數控機床的競爭格局日益明顯，下面就讓我們一起去看看機床台中機械加工競爭的特點吧。
一方面，我國國內的數控領域呈現出多種企業競爭的激烈形勢，其中主要包括跨國、外資企業以及民營企業等。可以說在這類企業的共同努力和競爭下，我國目前的數控市場正呈現出三個層面的特征，第一層是跨國與外資企業，它們以高超的企業實力和技術含量占據市場領先地位。第二層是民營企業，其規模較大、核心技術明顯。第三層則是小型民營企業。
另一方面，與世界數控競爭格局相比較，我國國內企業的規模還有待加強，它總體呈現出龍門加工規模偏小的特征。這也在一定程度上為企業的總體發展帶去了阻礙因素，加上企業分布的不均勻，使得加強發展力度無法集中到一起，這也是我國數控領域無法與國外相媲美的主要原因。另外國內單個生產成品的種類還比較少，使得數控領域得不到多元化地發展契機。
綜上所述，數控加工中心在探究國內機床競爭格局的問題上取得了一定收獲，相信在認識到這類因素之後，將更加有利於它的改善和發展。
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