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高速、高效5轴加工及在线质量控制技术

点击次数:   更新时间:17/05/02 21:17:05     来源:www.bigidearegistry.com关闭分    享:

 过去几年中,我国大量引进国外先进加工和检测设备,在硬件方面已经达到了较高的水平。这一举措解决了中国在机械加工制造领域中的硬件问题,继而也引出了CAD/CAM系统的引进与采用的新问题。 对于企业而言,需要解决的并非是“是否拥有CAM软件”的问题,而是寻求拥有更高层次的高速5轴技术,其中包括如何提高加工效率、编程质量、机床安全性、设备利用率和节约刀具成本等。另外,在国际上更先进的制造技术,如数控机床在线质量控制系统(OMV)和自适应加工(Delcam NC Product)等被国外企业大量应用的先进技术,在国内仍然需要进一步引进消化。 CAD/CAM在国内众多的企业中应用广泛,并且具备相对较高的水平。事实上,提高CADCAM更深层次的应用水平而非软件本身,更多的依赖于软件提供的技术和新功能,这样才能进行真正意义的高速加工和高效加工。高速、高效加工 高速加工切削系统主要由高速切削的高速加工中心、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具和安全可靠的高速切削CAM软件系统组成。高速加工设备的大量应用,对编程系统的要求越来越高,价格昂贵的高速加工设备对软件在安全性和有效性方面提出了更高的要求。高速加工走刀速度是常规加工的10倍,甚至更高。任何编程过程的失误,如过切、干扰和碰撞等都会造成非常严重的事故,而且由于高速运动,无法靠人工急停来预防,高速加工设备是非常昂贵的设备,任何意外事故都会给企业造成不可估量的损失。因此CAM系统必须具备全自动的防过切和防碰撞功能,确保NC指令的绝对安全性。另外,系统还要保证刀具路径的光滑平稳,确保零件加工质量和机床主轴等部件的寿命,以及刀具在切削过程中载荷均匀性,CAD模型的质量也是非常重要。 高速加工的粗加工所应采取的工艺方案是高切削速度、高进给率和小切削量的组合,达尔康(Delcam)的PowerMILL的粗加工(区域清除)尽可能地保持刀具负荷的稳定,减少任何切削方向的突然变化,从而减少切削速度的降低并且尽量采取顺铣的加工方式。 在编程过程中,可以用实际加工的刀具长度和刀夹尺寸进行干涉检查,系统可以根据设置快速检查刀具、刀柄和夹具是否干涉。PowerMILL能够自动截掉发生碰撞的刀具路径与指令,并给出不发生碰撞的最短夹刀长度,指导操作者优化备刀准备具有非常实用的意义。 使用Optifeed优化F值,系统可以根据生成刀具路径在切削时切削量的变化,自动进行速度优化处理,也就是在切削量小的地方加快切削速度,而在加工余量大的地方增加切削速度,从而缩短加工时间,提高工作效率,减少刀具损坏,延长刀具寿命,保证了机床和刀具需要的切削载荷的更小变化,提高精加工的表面质量。 最新的高速控制器具有NURBS 选项,从而允许用一系列曲线运动来进行精加工,因此过程控制不再是速度瓶颈,加工速度能够进一步提高。安全的5轴加工 PowerMILL标准概念的5轴加工可选模块,完全可以实现定位5轴加工方式(3+2轴);连续5轴加工方式,5轴可以同时运动并且确保加工头在运动中或改变轴向时不与工件及夹具碰撞。新版PowerMILL进一步扩展了其固定轴5轴加工功能和连续5轴加工功能,包含有新的SWARF加工功能、5轴轮廓和裁剪功能以及5轴投影加工功能。使用PowerMILL进行5轴加工的另外一个非常重要的优点是它支持使用全范围的不同类型的切削刀具(图)。PowerMILL自动对产生的全部刀具路径进行刀具夹持和刀具的5 轴碰撞检测,这样可确保加工过程中不出现过切。 目前,国内航空航天、兵器制造和光学高精密制造业普遍存在着数控机床在线质量控制问题,同时这些企业在使用现有的高速5轴加工中心的过程中,已经意识到了问题的严重性,并且在努力寻求一种有效的解决方案。使用原始CAD模型作为理论依据进行数控加工过程的产品质量控制,严格控制制造过程的相关尺寸精度公差、型位公差、过程余量与工艺评估调整等将是一种有效解决方案。 “在机检测”(OMV)解决方案是一种在数控加工机床上使用的、用于自动化测量自由曲面和几何体的离线编程软件系统。采用在机检测,航空航天制造企业可以方便地在初加工和半精加工等阶段很好地控制产品精度。在加工过程中,当零件没有被从数控机床上卸下之前,即可做出制造是否继续、是否返工等决定。通过在加工的每个阶段监测被加工零件的质量,从而可节省大量的加工时间。该方案能够尽早地发现加工中出现的任何误差,并尽快地将其修正,从而极大地降低成本。 达尔康的PowerINSPECT OMV在机检测系统还能监控在任意加工工序阶段工件的质量情况,及时发现并修改错误,从而节省大量的加工时间和成本。 同样,该系统也适用于测量所有因加工失误所造成的刀具或工件的损坏程度。 实现OMV数控机床在机检测,同样也能惠及那些应客户要求必须提供独立产品检测的公司。通过直接在数控机床上进行工件的初步检测,能及时发现并修改错误。 检测和制造理论数据必须要求统一,OMV采用和现代数字制造同样的理论依据——CAD模型进行数据检测,包括零件质量检测、装配件的检测和优化调整指导,然后输出相同的多种形式的检测报告,提供给工艺和制造体系的所有环节。 同时,系统还可以支持5轴机床,主要优势在于在不重新装夹工件的情况下,能够检测任何倒勾形面的情况。它还能检测到工件内部无法直接沿Z轴方向检测的特征的加工情况。 采用OMV在机检测,受益最明显的是那些不具备检测能力的生产厂家。大多数企业为了检测一些大型零部件而花费巨额来配备专业设备,这样是不切实际的。大多现代数控机床都配备或是可以增加帮助工件装夹的测量装置。这些数控机床如果配上PowerINSPECT的OMV模块,则仅需花费极小的额外费用即可使这些测量装置也具备检测能力。 制造业的发展得益于数字技术的发展,软件应该更多的考虑实际工艺制造体系的完整,更多的实际应用,软件存在的根本目的就是提高生产力,软件的高级应用取决与应用企业的需求与思路。

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