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數控鉆床提高孔加工效率方法

作者:泰格斯    發(fā)布時(shí)間:2024-03-04 20:25:56


1、使用電子圖版軟件計算孔心坐標,使用變量進(jìn)行宏程序編程

  我廠(chǎng)目前管板孔編程的方法主要還是通過(guò)數控工人利用計算器計算孔心坐標,然后按照固定的鉆孔加工循環(huán)編制成一行一行鉆孔循環(huán)的程序,如果孔排數越多,則程序越繁瑣,最后通過(guò)手工輸入G 代碼的方式來(lái)執行數控加工。正常情況下,直徑在1200 mm 到1400 mm 范圍之內的管板編程的時(shí)間大約是1 h,輸入G 代碼的時(shí)間大約是1 h,總共需要2 h。而利用CAD 軟件(如電子圖版)畫(huà)出管板孔排列圖,則孔心坐標通過(guò)查詢(xún)功能,一目了然,再也不用通過(guò)計算器進(jìn)行計算。利用變量編程,即宏程序編程,大大縮短了鉆群孔程序的總量,節省了數控系統的內存。通常宏程序要比非宏程序的內容縮減2/3,這縮短了輸入時(shí)間,對比如下:

 
 

  上面%100.1 為宏程序變量編程, %200.1 為普通坐標編程,這兩個(gè)編程的內容說(shuō)明,當孔的排數增大時(shí),宏程變量編程只需要將變量或條件參數改變一下, 程序內容基本上不變;而坐標編程的程序內容則隨孔排數的增多而增大。程序容量增大,不僅占用數控鉆床的內存,而且坐標計算繁瑣,容易出現操作失誤。因此最好采用宏程序編程。但兩者在實(shí)際運用中,也要區別對待。對于完整排列的孔(如圖1),利用宏程序編程更方便;如果群孔的排列不是特別有規律,或者部分孔中間有多個(gè)槽等隔開(kāi)(如管板上的隔板槽,為拉筋孔預留的空間等),使有規律排列的孔出現了很多斷檔。另外,鉆難加工的'孔時(shí),鉆頭更換是常有的事,利用宏程序編程,更換鉆頭,需要更改宏程序參數,目的只是為了更換新鉆頭后使之在斷續處繼續鉆孔。此時(shí),使用坐標編程明顯更實(shí)用。在實(shí)際運用中,要根據群孔的實(shí)際排列情況,綜合考慮使用哪個(gè)程序更好。

 

  圖1 管板孔

  2 、使用編程計算機用RS232C 將G 代碼傳給機床數控系統中

  如果使用手工輸入程序G 代碼功能,則輸入時(shí)間較長(cháng),而且程序員輸入G 代碼后還需要逐次檢查是否正確。如果采用將編好的程序G 代碼通過(guò)使用編程計算機用RS232C 傳給機床數控系統,將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器,加工時(shí)再從內部存儲器中逐漸調出進(jìn)行加工。這個(gè)過(guò)程只需要幾秒鐘的時(shí)間就可以完成操作,非常方便。如果在機床鉆孔時(shí)需要輸入程序,則可以利用后臺方式來(lái)輸入程序,使加工和輸入在同一時(shí)段同時(shí)進(jìn)行,以提高生產(chǎn)效率。

  3 、使用硬質(zhì)合金內冷鉆頭代替普通鉆頭

  由于機床主軸設置有強力內冷、拉刀機構,可配備特供內冷刀具,如整體硬質(zhì)合金內冷鉆頭。采用這種鉆頭,由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑,在鉆深孔時(shí)大大提高效率。加工鋼件切削速度能達1000 m/min,當孔直徑大于19 mm、深度小于160 mm 時(shí),使用該類(lèi)型鉆頭可直接使用G87 鉆孔循環(huán)而不必使用反復切削加工的G83 鉆孔循環(huán)。使用整體硬質(zhì)合金內冷鉆頭,采用高轉速、低進(jìn)給量進(jìn)行加工,孔的表面粗糙度可以達到Ra1.6 μm,可以省去孔工序。這里需要考慮的就是硬質(zhì)合金內冷鉆頭磨損后,需要在專(zhuān)用設備上重新磨切削刃,它的費用也是比較高的。所以,對于鉆普通的群孔(如孔的深度小于80 mm,表面粗糙度在Ra6.3 μm 以上)時(shí),都可以使用普通鉆頭代替內冷鉆頭來(lái)加工孔。使用硬質(zhì)合金內冷鉆頭的前提條件是:孔的精度高,深度深(一般情況下,深度都要超過(guò)100 mm),孔的位置精度高(一般在0.03 mm 內),孔的排列規則,并且批量加工。此時(shí),就需要考慮用硬質(zhì)合金內冷鉆頭來(lái)代替普通鉆頭來(lái)加工群孔。

  4 、合理運用好鉆孔加工循環(huán)

  G83———啄式鉆孔加工循環(huán)。特點(diǎn)是鉆頭逐次鉆削,逐次退出,以使冷卻液能及時(shí)進(jìn)入孔里,并且能及時(shí)把切屑排出。使用普通麻花鉆鉆頭,當孔的深度在130 mm 以上時(shí),經(jīng)常使用此加工循環(huán),如果鉆頭采用內冷整體硬質(zhì)合金鉆頭時(shí),孔的深度在160 mm 以上時(shí),才采用G83 循環(huán)。G87———帶斷削槽的鉆孔加工循環(huán)。其特點(diǎn)是鉆頭鉆進(jìn)孔一定深度值P 后,例如P=50 mm 后,鉆頭速度不變,但進(jìn)給暫停,暫停時(shí)間可設定的鉆孔加工循環(huán)。以前,我們加工深度大于140 mm 的群孔時(shí),經(jīng)常使用的是G83功能,經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗,前120 mm 深可采用G87 功能,后面深度可才用G83 功能,即兩個(gè)功能套用,如同主程序中的子程序一樣,這樣一來(lái),每鉆一個(gè)孔,至少節省15 s,按照零件(比如管板)上有1000 個(gè)孔計算,則每塊管板節省時(shí)間250 min。

  5 、選擇合理的鉆孔加工路線(xiàn)

  對位置精度要求高的孔系加工(如模具定位孔),要注意安排孔的加工順序。以避免鉆頭在孔的定位中將機床傳動(dòng)副的反向間隙帶入到進(jìn)給運動(dòng)中,影響孔的位置精度,如圖2。按圖2(a)的路線(xiàn),由于使鉆頭在5、6 孔定位的運動(dòng)方向與1、2、3、4 孔相反,Y 向進(jìn)給傳動(dòng)副的反向間隙,會(huì )使5、6 孔位置誤差增大;按圖2(b)所示路線(xiàn),可避免反向間隙的引入。

 

  圖2 孔加工路線(xiàn)示意圖

  在保證加工精度和表面粗糙度的條件下,盡量縮短鉆頭走刀路線(xiàn),減少空行程,提高生產(chǎn)率。例如將G87 或G83 鉆孔循環(huán)中的ER 值盡量設置成不超過(guò)0.5 mm,EF值控制在0.5 s 范圍之內。

  6 、現場(chǎng)應用

  目前,使用以上新舉措已加工群孔類(lèi)零件(如管板)超過(guò)10 t,通過(guò)控制內冷鉆頭的轉速和進(jìn)給量,孔表面粗糙度可以達到Ra1.6 μm,可以省去孔工序。這不但提高了群孔的加工效率,而且也降低了加工成本。另外,編程和輸入程序的時(shí)間大大縮短也使加工效率得到了進(jìn)一步的提高。在加工苯乙篩板零件的加工過(guò)程中,該零件共有1659 個(gè)直徑為7.1 mm 孔,使用電子圖版軟件計算群孔孔心坐標,然后通過(guò)使用變量編制G 代碼程序,通過(guò)使用編程計算機用RS232C 傳給機床數控系統, 這樣一來(lái),僅僅加工前準備工作就比手工計算孔心坐標和手工輸入G 代碼節省1 d 時(shí)間。

  7 、結語(yǔ)

  通過(guò)使用電子圖版軟件計算孔心坐標,并使用變量進(jìn)行編程, 使用編程計算機用RS232C 將G 代碼傳給機床數控系統中,鉆深孔(深度超過(guò)140 mm)時(shí),使用內冷鉆頭代替普通鉆頭加工群孔(例如管板孔),并且運用好G81、G83、G87 加工循環(huán),選擇合理的鉆孔加工路線(xiàn),這些新舉措能在目前加工群孔基礎上提高1.5 倍效率?椎某叽缇群臀恢镁纫灿忻黠@的提高,這對于大批量的管板群孔加工,效果尤其明顯。


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