數控切割范文第1篇
學號：阿野38年級專業：
經過1周的金工實習，我們學習了數控車、數控銑、線切割、3個工種。各個工種都分別用一天半的時間進行學習，1周下來可以說是十分充實。許多工種的教學有相似性，都是通過教學視頻、教師講解和學生實踐等三個主要環節進行教學，使我們能從理論到實踐地認識和學習該工種的工藝。
第一個工種為數控車
數控車床可分為臥式和立式兩大類。臥式車床又有水平導軌和傾斜導軌兩種。檔次較高的數控臥車一般都采用傾斜導軌。按刀架數量分類，又可分為單刀架數控車床和雙刀架數
控車，前者是兩坐標控制，后者是4坐標控制。雙刀架臥車多數采用傾斜導軌。
數控車床與普通車床一樣，也是用來加工零件旋轉表面的。一般能夠自動完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復雜的回轉面，如雙曲面等。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數控車床多采用液壓、氣動和電動卡
盤。
數控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進給系統壓系統、冷卻和潤滑系統等部分組成。數控車床的進給系統與普通車床有質的區別，傳統普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數控車床是直接用伺服電機通過滾珠絲杠驅動溜板和刀架實現進給運
動，因而進給系統的結構大為簡化。
第二個工種是銑床分為立式、臥式、工具、龍門、數控等類別，其特點是刀具進行旋轉運動，工件作水平或垂直直線運動。通過機器可以把工件很簡單的加工成其他規則形狀，顯然比較有效率。其中有個重要部件是分度頭，它是利用了渦輪桿變比原理，通過其控制車床的運動。銑工需要注意的是：注意加油，防止其進行切削時缺少滑潤;工件要保持水平，
位置不平將導致切斜;要緩慢地轉動，讓其一點點地銑……
第三次實習的是電火花線切割加工主要加工一些不銹鋼還有硬質合金，它是利用工具電極(鉬絲)和工件兩極之間脈沖放電時產生的電腐蝕現象對工件進行尺寸加工。電火花腐蝕主要原因：兩電極在絕緣液體中*近時，由于兩電極的微觀表面是凹凸不平，其電場分布不均勻離得最近凸點處的電場度最高，極間介質被擊穿，形成放電通道，電流迅速上升。在電場作用下，通道內的負電子高速奔向陽極，正離子奔向陰極形成火花放電，電子和離子在電場作用下高速運動時相互碰撞，陽極和陰極表面分別受到電子流和離子流的轟擊，使電極間隙內形成瞬時高溫熱源，通道中心溫度達到10000度以上。以致局部金屬材料熔化和氣
化。
通過這為期1周的金工實習，我已經大概能感受到外面工廠的實際生產情況，一個零件出廠前所要從毛胚通過的如此多的復雜繁瑣的加工工序。除此之外，通過這次實習的經歷，我還學習到各個工種的加工工藝，即使在實踐生產中派不上用場，但至少我還是能夠認真地做，認真地完成任務，從中了解到各個工種的要領、特點。我想這對于我們學工科的學生來
說是在理論學習的基礎上的一個很好的補充和提高的過程。
數控切割范文第2篇
一我國數控等離子切割機的技術現狀
長期以來, 我國制造行業中的板料切割加工多數采用有氧切割如火焰切割或等離子切割技術。在切割過程中的下料工藝多采用手工下料或傳統的半自動下料仿形機下料。這種下料方式對于傳統制造業中質量要求不高、加工精度要求不高和人工成本低廉的制造方式來說是較好的選擇。然而現代制造業隨著社會經濟的發展, 國內、國外市場對產品的質量要求、加工精度要求、外觀要求等日益提高, 同時金屬板材的價格居高不下, 傳統切割模式中的人工下料或仿形機的半自動下料方式不僅影響了工件的加工質量、加工速度, 更造成原材料的過多浪費, 而且對于制造行業規模不斷擴大的局面來說, 數控技術下料是制造行業批量化生產的必然趨勢。
我國數控等離子切割技術起步與上世紀八十年代, 初期是在航空航天領域中獲得應用, 此后加工制造行業的各行各業意識到數控等離子切割技術的優越性, 數控等離子切割技術在各行各業中得到廣泛的應用。然而, 由于我國數控等離子技術發展時間較短, 起步落后于發達國家, 而且大部分的需要用到等離子切割技術的制造中還沒有實現數控等離子切割。據沈陽航空航天大學學報研究稱, 我國目前在金屬制造加工行業中, 使用數控切割技術的僅占全部切割的30%, 而發達國家和制造業發展水平較高的國家這一數值達到了90%甚至更高。而數控等離子切割技術在金屬切割行業所占的比例就更少, 目前我國數控等離子切割機的研發與制造以及相關研究不多, 絕大多數加工精度要求較高的制造業數控等離子切割機都是從國外引進, 國內少數等離子切割機制造廠家對于數控等離子切割機的制造與研發也僅僅停留在對進口的數控等離子切割機進行改動、二次開發和局部非標的層面。我國數控等離子切割機的應用中也存在諸多問題, 由于對數控等離子切割技術了解不深、研究不透, 導致數控等離子切割過程中出現加工質量問題的情況十分普遍, 以下從三方面就如何提高數控等離子切割機的切割質量進行探討。
二數控等離子切割機的切割質量控制
1.數控等離子切割機切割過程中的熱變形對切割質量的影響及控制
由于金屬具有良好的韌性和延展性, 在加工過程中在外力和溫度等的影響下, 引起加工尺寸的變化和形狀的變化, 是金屬制品加工過程中較難克服的問題。金屬制品加工過程中的變形通常是永久性的塑性變形, 變形后無法自然恢復, 需要重新加工或將原材料報廢, 引起了金屬制造加工過程中的成本上升和原材料、人工、機械的浪費。在數控等離子切割加工過程中, 由于切割件受到高溫切割的影響, 切割件發生永久變形, 變形的過程持續在切割和冷卻的整個過程, 因此又叫切割熱變形。數控等離子的切割原理是利用高能量的等離子和高速等離子運動將高溫下被熔化的金屬板材從切割口處通過風壓、動能等移除, 從而形成連續的切口, 并達到分離金屬板材的目的。等離子切割時, 熱變形相對于有氧切割過程的變形稍小, 但由于切割時, 金屬板材的切口處受到局部高溫影響, 而且沿切割線迅速膨脹, 而母材并未吸收高溫和等離子動能影響, 因此限制受熱局部的膨脹。這樣一來, 切割線的邊緣產生了應力, 當產生的應力大于金屬板材的區服強度, 金屬板材便產生了永久性變形。盡管這一熱變形的過程在板材的切口溫度下降后, 變形有所減小, 但由于金屬板材的殘余應力的限制以及金屬的延展性的影響, 變形不能被完全消除, 從而產生了加工過程的塑性變形, 影響了加工精度和產品質量。為減小切割變形, 切割前必須保證金屬板材定位的準確牢靠, 以消除金屬材料不均勻的殘余內應力, 提高平整度。數控等離子切割機是數控編制程序, 機器是在預先編制程序的基礎上運行的。在切割過程中, 由于板材的熱脹冷縮, 加工工件與余料之間會產生相對移動, 當加工工件質量遠小于余料質量時, 加工件相對于平臺移動, 余料不動, 加工件產生一定的偏差;當加工件質量與余料質量相當時, 加工件余料相對平臺都可能產生移動, 影響工件加工尺寸[2]。
2.數控等離子切割機工作氣體種類對切割質量的影響及選擇
使用氣體種類不同, 切口和切割面的形狀也有差異。 (1) 采用Ar-H2混合氣時 (通常氣流為軸流式) , 切割面傾斜度最小, 但呈內凹形。 (2) 采用O2時 (通常氣流為渦旋式) , 由于切口中氧化反應所產生的附加熱, 切割面傾斜度增大。 (3) 采用N2時, 切割面傾斜度介于上述兩種氣體之間, 但上緣呈圓角。
至于選擇何種氣體作為等離子氣體, 要根據切割工藝的具體實際情況來決定。
3.數控等離子切割機切割速度、工作氣壓等對切割質量的影響及控制
數控等離子切割機能夠切割形狀復雜、材質多樣化的工件, 而且切割速度快、切割質量高、熱變形相對較小的優點, 但數控等離子切割機切割過程中存在表面粗糙度較高以及切割面斜度較大、掛渣率高的缺點。這些缺點影響了數控等離子切割機的切割質量, 其主要影響因素是切割速度、工作氣壓與切割嘴的高度以及三者之間的配合。如果在切割過程中, 切割速度控制過快, 將會導致切割面斜度增大, 如果切割速度過低, 則會造成掛渣較多的缺陷。同時切割過程中, 如果工作氣壓過高, 則切割面的挺度和圓滑度被破壞, 影響切割能力, 增大了切割面的粗糙度。因此在數控等離子切割機的作業過程中要根據板材的厚度、密度、硬度等參數合理控制切割速度、工作氣壓以及切割嘴的高度, 才能獲得良好的切割質量。
三結語
數控切割范文第3篇
隨著加工技術的發展, 多種加工技術開始逐漸引入數控加工中, 除了常規的數控車削、數控銑削利用金屬切削原理加工外, 一般將其他加工方式歸類為特種加工。數控線切割就屬于特種加工范疇中應用較多的一種加工方法。我國特有的快走絲數控線切割采用鉬絲作為切割工具, 利用導體放電產生電火花, 不斷熔化材料與鉬絲結合處, 最終達到切削效果。數控線切割加工特別適用于有內直角或內部尖角部分, 其加工表面質量及加工精度較高。
1 數控線切割程序
數控線切割采用3B編程, 主要是在其編程過程中采用字母B作為分隔符。3B程序格式編程, 其格式如表1所示。
(1) 分隔符B。因為X、Y、J后均為數字, 為了避免混淆, 用大寫B作為分隔符將其隔開。
(2) 坐標值 (X、Y) 。一般取坐標的絕對值, 一般規定只輸入坐標的絕對值, 其單位入μm, 對于圖形基本組成元素的直線與圓弧來說, 其判定方法不同。對于直線, 編程零點選定在直線起點, X、Y為終點坐標值。對于圓弧, 編程零點為圓心, X、Y為圓弧起點的坐標值。允許將X和Y的值按相同的比例放大或縮小, 可以以其最小公約數簡化。對于平行于X軸或Y軸的直線, 即當X或Y為零時, X或Y值均可不寫, 但分隔符號必須保留。
(3) 計數方向G用Gx表示對X方向進行總長度計數;用Gy表示對Y方向進行總長度計數。 (實際選取時根據X、Y軸上投影選擇大的計數, 當兩者相同時選擇精度高的計數)
(4) 計數長度J數長度是指所選圖形在計數方向 (gx或gy) 上的投影長度的總和, 以μm為單位。
(5) 加工指令Z加工指令Z主要是用圖形所在象限、圖形形狀來界定的手工編程中需要過多的判定方向及數據計算, 在實際生產應用中, 多使用HL系統進行數控程序的編制或者采用第三方軟件編制。
2 HL數控線切割系統編程
HL數控線切割系統屬于工廠常見數控系統, 畫面較為簡潔。借助于HL數控系統, 可對較復雜零件進行數控編程, 進而生成3B程序進行數控加工。
首先, 圖形繪制。需要借助Auto CAD軟件繪制所需加工圖形, 并對原圖形進行適當修改, 做出加工引入線與加工導出線 (此處兩條線只作輔助用) ;
其次, 格式轉換。將文件保存成HL系統中能夠識別的dxf格式 (由于HL系統無法識別Auto CAD的默認格式dwg, 需要對已有dwg格式文件另存為dxf格式) ;
第三, 導入系統。進入HL系統后, 需將dxf文件轉化為dat數據文件。
第四, 數控編程。將上一步產生的dat文件打開, 按照加工工藝路線選擇加工路線及入刀出刀路線, 存盤代碼, 生成的即為所對應3B代碼。
第五, 零件加工。退出編程界面, 進入加工系統, 即可進行零件加工。
Hl數控線切割系統適合于簡單零件加工, 由于其基于Dos系統開發, 功能相對簡單, 人機交互性較差, 不適合復雜零件的多程序加工過程。
3 CAXA數控線切割編程
對于復雜零件來說, 需要產生多個數控程序, 圖形也相對復雜, 在HL上進行直接編程顯得力不從心。此時, 多采用第三方軟件進行程序編制, 如常用的國產軟件caxa線切割軟件。
首先, 圖形繪制。導入外部dwg文件或者繪制圖形, 其繪制過程基本與Auto CAD相同。
其次, 程序生成。選用線切割/軌跡生成, 根據軟件提示選擇加工路徑、入刀出刀點、穿線孔等加工參數, 生成3B代碼。該界面比HL簡便, 并且易于操作, 如圖1所示。
第三, 加工零件。進入HL系統, 選擇加工零件, 直接讀取所生成的3B代碼, 加工零件, 如圖2所示。
采用CAXA線切割軟件加工, 方便快捷, 并且可以對加工過程進行仿真, 能夠及時修改程序, 以做出最佳加工過程。
4 結語
隨著特種加工技術的廣泛應用, 數控線切割在零件的加工過程中所占比重逐漸增加。手工編程適合于簡單零件編程及3B代碼的理解, 不能滿足工廠加工要求;HL數控線切割系統編程適合于較復雜零件加工, 能夠完成簡單編程;caxa數控線切割適用于復雜零件加工編程, 能夠很好的解決進退刀、偏置補償、圓角過度等較難處理。
通過對比三種編程方式, 采用第三方軟件編程的效率及生成代碼質量要優于手工編程及系統自帶編程方式。對于工廠數控線切割有良好的經濟效益。
參考文獻
[1]蘭琳, 唐小琦.基于AutoCAD平臺的線切割數控自動編程系統[J].機械工程師.2005 (01) .
[2]蔡伯陽, 林金明, 謝明紅.基于DXF文件的NC代碼生成[J].現代制造工程.2002 (02) .
[3]田慶鋒, 王樹增, 岳超華.數控線切割自動編程系統[J].機械工程師.2007 (04) .
數控切割范文第4篇
數控激光雕刻切割機(以下簡稱數控激光切割機)是激光技術與數控技術完美融合的工業制造母機,可廣泛應用于航空航天、汽車制造、模具加工、皮革等諸多領域。近些年來,隨著激光技術與數控技術的迅猛發展及互聯網技術的推廣應用,更使得該機器如虎添翼。如今的數控激光雕刻機不僅是對傳統制造業雕刻切割工藝的徹底顛覆,更以其切邊光整、雕刻永久牢固、清晰美觀、效率高、柔性、低成本及無接觸加工等特點,受到國內外眾多企業的青睞。在第2015年俄羅斯國際機床展覽會(M ET-A LLO O B R A B O TKA 2015)和歐洲國際機床展覽會2015(米蘭)(EM O M ILA N O 2015)上,百超、EW A G、+G F+集團等知名企業均攜旗下數控激光切割機高調亮相,參展數量與往年相比明顯增加,預示這該種特種加工機床的市場需求量呈明顯上升趨勢。
1數控激光切割機的工作原理
數控激光切割機就工作原理來說是激光加工與數控加工的集合,具體說就是將激光頭安置在數控機床的主軸上,利用激光頭的主運動與數控機床的工作臺進給運動的合成,完成工件(模具、皮革、航天器零部件等)的各種加工?，F就激光和數控加工的原理特點分別闡述如下:
1.1激光加工
1.1.1激光加工的原理
利用材料在激光照射下瞬時急劇熔化和氣化,并產生強烈的沖擊波,使熔化物質爆炸式地噴濺和去除來實現加工的。
1.1.2激光加工的特點
由于激光具有方向性好、單色性好、相干性好等特質,因此就給激光加工帶來如下一些其他方法所不具備的特點。
(1)激光加工過程中,激光束能量密度高,加工數度快,熱影響區小,工件變形小,后續加工量小。
(2)屬于無接觸加工,加工數度快,無噪聲,對工件不污染。
(3)激光易于導向、聚集和發散,光束方向易控制,與數控機床、機器人連接來構成各種加工系統,適用于自動化。
(4)加工材質種類多,既可加工多種金屬、又可對非金屬進行加工,特別適合加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。
(5)可以通過透明介質對密閉容器內的工件進行各種加工。
(6)激光加工不受電磁干擾,是一種無公害加工[1]。
1.2數控加工
1.2.1數控及數控機床
數控就是數字化控制,簡稱數控(N C)。用數字數據的裝置(簡稱數控裝置),在運行過程中,不斷地引入數字、字符或符號,從而對某一生產過程實現可編程的自動控制,叫數字控制。用計算機控制加工功能實現數控,稱計算機數控(縮寫C N C)。數控機床是采用了數控技術的機床,或裝備了數控系統的機床。
1.2.2數控機床組成及工作原理
數控機床主要由數控系統與機床本體組成,其工作原理見圖1。數控系統包括數控裝置、伺服系統、檢測反饋裝置、PLC、輸入輸出裝置等;機床本體主要包括主運動機構(主軸箱)、進給機構(工作臺,滾珠絲桿等)、基礎部件等。數控裝置是數控機床的中樞,工件加工程序可以手動或采用自動編程通過輸入裝置進入到數控裝置,數控裝置輸出指令給伺服機構進而與PLC合作驅動機床的主運動機構、進給傳動機構、輔助機構聯合動作共同完成工件的加工。整個過程為可編程自動化控制。
1.2.3數控加工的特點
高精度、高效率、高難度、柔性(數控中的“柔性”指的是機床或生產系統適應不同品種、不同批量生產的能力,英文是flexibility)、宜人性等[2]。
2數控激光切割機的分類
2.1按激光器分
用以產生激光束的器件稱為激光器。激光器主要分氣體激光器和固體激光器。皮革數控雕刻機主要有C O2激光器和光纖激光器。近些年來光纖激光器以其效率高、成本低、高可靠性、高功率等優點;引領第三代激光技術,成為激光器中當仁不讓的主角。
2.2按可控與聯動的坐標軸分
兩軸(可控與聯動的坐標數為2個)
三軸(可控與聯動的坐標數為3個)、
多軸(可控與聯動的坐標數都大于等于4)。
所謂可控坐標數是指數控裝置可以控制的坐標數量;聯動坐標數是指同時受控于數控裝置的坐標數量。
2.3按控制方式分
開環、閉環,閉環又分半閉和全閉。
開環沒有檢測反饋元件;閉環帶有檢測反饋元件。檢測元件若直接安裝在工作臺上檢測位置信號則為全閉,若安裝在其他位置(如伺服電機的輸出軸,滾珠絲杠等),檢測回轉信號則屬于半閉。全閉控制精度最高,高檔數控機床屬于此種控制方式,經濟型(低檔)數控機床多采用開環控制。
2.4機床檔次分
檔次有高、中、低三檔。
3應用
數控激光切割機可廣泛應用于航空航天、汽車制造、模具加工,皮革加工等諸多領域。下面主要介紹其在我國皮革加工中的應用。
在對鞋材皮料革料的加工過程中,傳統的激光雕花打孔都是在裁剪好的面料上進行的,此類工藝由下料、對位、雕花、打孔等多道工序組成,存在著費時、費料、費人力等問題。如今的皮革數控激光切割機成功解決了傳統工藝難題,它將排料、雕花、鏤花、打孔、下料等工序集中于一體。例如國內某生產廠家生產的數控激光切割機,選用世界最先進的三軸動態大幅面振鏡控制系統及進口半導體泵浦源,Z軸可做垂直升降運動,配備水平方向互移式工作臺,保證了加工過程中的最佳空間效果,配以先進的數控裝置和紅光定位系統,實現整個加工過程的可編程自動化控制。精度高、速度快、效率高、熱影響區小、操作簡單、自動化程度高、使用成本低、維護費用少。較傳統加工方式相比,面料利用率可提高30%,該設備具有的柔性特點適合產品的不斷更新換代,加工空間能力的提升,使得該設備特別適合裘皮及各種皮革面料的大幅面雕花及打孔,為產品美感及附加值的提升提供了全新的解決方案。不僅如此,該設備通過輔助軟件可避開真皮不良區域;采用高像素級超廣角高精度相機,能對1 500×2 000范圍內的樣片、裁片的外部輪廓,進行精確的讀取,并進行樣片的自動抄版。
相比傳統的數控沖床,切割機不需要開模,不管是多么復雜的圖形,只需要在軟件中進行設置,就可以將產品馬上加工出來,其效果更好,速度更快,成本更低。數控激光切割機替代沖床、等離子、線切割等傳統工藝,可以說是劃時代的進步。
4國外機床展示
在最近幾年,國外的數控激光切割機生產廠家陸續推出了減材制造技術與激光雕刻技術相復合的機床。在第十五屆中國國際模具技術和設備展覽會(D M C 2014)上,德馬吉(D M G)展出了一臺LA SER-TEC 65Shape將五軸聯動銑削加工與激光雕刻紋理加工,集中于同一臺機床上進行的復合加工機床,該機床是D M G第一次推出在一臺機床上一次裝夾完成減材制造(3D注塑模型腔的銑削加工)后再進行光纖激光型腔表面的紋理雕刻加工。通過五軸聯動數控銑削加工后,利用機械手,快速將銑刀從主軸頭取出,送入刀庫,同時將激光頭安裝于主軸錐孔內,整個置換過程不超過5m in。激光加工的3D雕刻紋理加工軟件包,可進行全數字化雕刻紋理加工[3]。
這種減材制造技術與激光雕刻技術相復合的機床獨具創新意識,工序高度集中,效率高,一次裝夾完成所有加工,最大程度的保證了零件加工的位置精度,避免因加工中多次裝夾造成的誤差,且省時省力。該機器可用來生產多種模具,包括手機外殼、方向盤、鞋底等。
5結語
數控激光切割機,憑借其高效,低成本,環保等特點,在制造業獨領風騷。未來隨著激光、數控、影像技術、互聯網技術的進一步發展與融合,該機器的生產效率會進一步提升,生產成本會繼續下降,會在更短的時間內為用戶生產出更具特色與美感的產品。
參考文獻
[1]胡傳炘.特種加工手冊[M].北京:北京工業大學出版社,2001:8-9.
[2]韓鴻鸞.數控加工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2011:1-14.
數控切割范文第5篇
關鍵詞：數控火焰切割機,改造,機械本體,電氣控制
1 引言
某船廠目前所使用的兩軸CNCSG-6000單邊驅動數控火焰切割機是1990年代中期從上海切割機廠購買的,經過十多年的使用,明顯存在電控系統老化、故障率較高、維修性較差的現象。簡單的修理已不能解決問題,為了進一步提高該設備的使用率、可靠性、經濟性、安全性,特進行技術改造。本次改造研究的結果對于切割機床的數控化改造具有很大的研究價值和積極意義。
2 方案設計與論證
2.1 改造前切割機狀態
(1)驅動單元已損壞,原件購買很難(廠家已不生產),若訂做則周期長、費用高;單邊驅動不能進行雙邊同步檢測;進給部分為步進單元,無反饋;縱橫向進給變速范圍小,不利于新的加工工藝;絲杠、導軌為人工潤滑,缺潤滑油時無報警;升降系統的絲杠已損壞失效,出現疲勞點蝕和微裂紋,磨損嚴重。
(2)CNC系統存儲程序少,功能少,性能不穩定易出故障,無法與外部電腦通訊;無機床原點,突然停電后易造成廢品。
(3)單割炬系統使得很多坡口及各型鋼板不能加工,影響了生產;手動調高自動化程度低,精度低,操作難度大。
2.2 改造目標
通過綜合運用機械、電子、數控、傳感器、PLC等多項技術,采用建立于Windows界面上的、先進的EDGE數控系統,實現切割生產加工的自動化,減少人為因素的干擾,并設法恢復機床精度,保證和穩定切割質量,改善工人勞動強度和節約生產成本,提高生產率,為企業提供改造后性能可靠的設備。改造后新增的主要功能如下:(1)具有實時運動圖形和輸入/輸出數據顯示;(2)系統自診斷、故障自報警功能,中文菜單;(3)可進行直線及任意曲線的切割,可切割X、Y、V、U型坡口,切割失敗恢復功能;(4)位置反饋、同步檢測、自動加減速;(5)恒速和割縫補償,急停并按原路返回。
改造前后部分參數對比如表1所示。
2.3 改造總體方案
(1)機械部分主要對傳動系統進行改造?？v向進給單邊驅動改為雙邊驅動并進行誤差校驗和校核;橫向進給加裝從動溜板、鋼帶箱并校驗橫梁強度;升降機構的絲杠拆掉,新換為精密絲杠;把原來的變速機構更換為和數控系統配套的德國NUEGART行星減速機;改裝自動調高系統等。
(2)數控系統是改造的中心環節,選擇美國海寶的EDGE數控系統代替原CNC;根據機床參數將縱、橫向步進電機及伺服單元拆掉換為交流伺服單元并分析校驗;運用PID控制方法分析。
(3)監控系統軟件設計方案。
對外圍電器部件若能用盡量不更換。安裝完畢后,要進行機電連調、參數設置、精度校驗等。調試合格后方可投入生產。
3 機械本體改造方案設計與實現
由于是改造,所以本著降低成本,增大效益,提高精度的原則來進行。
3.1 具體方案
1.橫向導軌2.升降裝置3.割嘴4.縱向導軌5.齒輪齒條
機床本體不更換,繼續使用;縱向驅動由單邊改為雙邊,加裝電機、減速箱、齒輪齒條;同時原單邊驅動的電機、減速箱也要更換;橫向傳動系統增加鋼帶箱和從動溜板;同時更換電機、減速箱;升降機構拆掉原來的絲杠換為新的精密絲杠;對導軌面重新修刮去掉銹斑;大車架再進行焊接加固。改造前后大車架結構簡圖如圖1和圖2。
1.縱向驅動電機2.減速箱3.從動溜板4.驅動溜板5.絲杠6.鋼帶箱
3.2 誤差校驗
齒條具有加工容易、壽命長、傳動精度高等特點,所以本機縱橫向運動采用的齒條傳動系統未動,只在縱向導軌處又加裝了一對,嚙合齒輪模數m=1mm,齒數z=22。原減速器拆掉,選德國行星減速器,減速比為32。電機最大靜轉矩為3.8Nm。割炬縱橫向電機的負荷是不同的,縱向電機負荷大,其最大靜轉矩T近似計算為:T=Wμd/2i
其中,W為切割機總重量;μ為縱向導軌滑動靜摩擦系數;d為嚙合齒輪直徑,mm;i為減速比。
將W=5000kg,μ=0.15,d=22mm,i=32代入后,T=25.8kg·mm,遠小于320kg·mm(查表得到),這說明電機選擇是合理的。
該執行機構的實際脈沖當量為:δ=πmZ/360i。
代入各數據計算可得δ=5.99×10-3mm,它與機床數控系統中所提供的脈沖當量0.01近似,但有誤差+4.01%,所以基本合格。
4 電氣控制方案設計
4.1 整體設計思路
火焰切割機電氣控制部分的總體框圖如圖3所示,其中CNC系統通過驅動控制柜完成對加工的全過程自動化控制。
圖4為驅動控制柜內部結構簡圖?？刂乒窠涌谕瓿赏獠科骷cCNC及電源間的轉接,控制柜內的三個驅動器,分別負責X向、Y1向、Y2向的伺服驅動;兩個變壓器工作范圍分別為650V/220V,24V,19V及650V/220V,48V,36V。
4.2 PID控制方法
PID控制器是一種線性控制器,它將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構成控制量,對被控對象進行控制,模擬PID控制算法的算式如下:
位置式PID控制算法如下式:
電動機運行過程的數字PID控制系統由單片機完成,位移檢測裝置用于實時檢測電動機的輸出位移量,并將檢測結果反饋給單片機系統。通信接口配有RS-232串行接口,用于實現控制、傳輸信息。
在數字PID控制調節系統中,加入積分校正后,會產生過大的超調量,在電動機的運行過程中,這是不允許的。為了減少積分校正對控制系統動態性能的影響,需在電動機的起?；虼蠓M給時,采用積分分離控制算法。
5 監控系統軟件設計
運行在控制計算機上的軟件系統是數控火焰切割機系統的重要子系統,負責任務對象模型的實現和管理,同時完成任務下達、系統狀態的監測,以及與操作人員的人機交互等。軟件系統整體構成如圖5。
主程序工作流程如圖6所示。
6 安裝、調試、檢測獲得系統消息
機床的安裝、調試是設備改造的一個重要環節。
先將主電源回路接好,注意強電電源的輸入輸出端不可接反;其次是數控系統輸入輸出開關量控制線連接、數據輸入輸出線連接;數控系統與X、Y1、Y2軸伺服控制線連接;工作臺上的電機電源線、反饋線的連接;工作臺上的其他控制線連接(包括急?；芈?、限位、定位、刮屑、割炬升降、防碰撞等)。
連好線后,要進行檢查及調試。線路檢查時要由強及弱,按線路走向順序檢查,用萬用表逐步進行測量。通電前,先按下急停按鈕,斷開空氣開關。然后合上一個空氣開關,檢查一個元器件。待檢查合格后,可進行系統功能檢查?？筛鶕悼叵到y面板上的按鍵提示及屏幕上的顯示進行操作。
在機電連調過程中,先裝夾試件,邊加工邊記錄數據,邊調邊修改,注意機床的整體運行情況,并測量精度。首先運行導軌在縱向位置,檢驗工作長度是否為14mm;同時運行到兩個極限點,修改超程位置是否合理;在運行過程中,注意滾輪位置,若出現偏差,及時調整修正。配置不同的割炬吊架看運行是否正常;將升降高度分別定為170mm、200mm、300mm,測量加工件精度,并同時測量速度,控制在20～30mm/s間。分別作徑向及同向運動,觀察鋼帶運行情況。
分別取6～100mm之間不同厚度鋼板若干,進行切割,測量工件精度,監控加工質量。取不同坡口的試件進行切割,觀察質量,測量精度。
啟動雙邊驅動快移速度應達到6000mm/min;再將速度分為三個高中低段位,分別看看機床的整體運行情況,并測量運行精度,同時監控同步檢測及反饋的數據情況。
7 結語
通過本次改造研究與應用,使老設備煥發了新顏,不但節約了資金,而且大大縮短了周期,重點是不耽誤生產。經過試運行,各項性能指標均良好,精度高,加工質量好,擴大了加工范圍,收到了良好的收益。目前,該設備改造后已安全生產3800h無事故,得到各界好評。
參考文獻
[1]李亞江,等.切割技術及應用[M].北京:化學工業出版社,2004:14-50.
[2]機械設計手冊編委會.機械設計手冊(新版)(第1卷)[M].北京:機械工業出版社,2005:105-217.
[3]楊克沖,等.數控機床電氣控制[M].武漢:華中科技大學出版社,2005:12-50,96-124.
數控切割范文第6篇
1 一般鑲件的切割
當在未經淬火的坯料上切割的鑲件切割要求比較低時, 往往不需要穿絲孔, 切割加工時從坯料外切人材料內, 切出鑲件形狀即可, 但在編制程序時, 應注意選擇好切割線路或切割方向。一般情況下, 合理的切割線路應將工件與夾持部位分離切割段安排在總的程序末端, 即將暫停點留在靠近毛坯夾持段的部位。
2 沖模凸模的切割
當在淬火坯料上切割精度要求較高的凸模時, 由于工件毛坯內部的殘余應力及放電產生的熱效應變形影響, 盡可能避免開放式切割而發生變形。一般情況下, 凸模外形規則時, 數控線切割加工常將剩余連接部分留在平面位置上, 大部分精割完畢后, 對預留連接部分只做一次切割, 以后再由鉗工修磨平整。
3 硬質合金凸模的切割
對于硬質合金凸模, 由于材料硬度高特別在形狀不規則的情況下, 預留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的困難。因此在數控線切割加工階段可以對工藝進行適當的調整, 使外形尺寸精度達到要求, 免除鉗工裝配前對暫停點處的修磨工序。
尤其在切割厚度較大的硬質合金的情況下, 加工速度慢, 扭轉變形較嚴重, 所以大部分外形加工及余留連接部分 (暫停點的加工均采用四次切割方式, 且兩部分的切割參數和偏移量均一致。第一次切割電極絲偏移量加大至0.5mm~0.8mm, 以使工件充分釋放內應力及完全扭轉變形, 在后面三次能夠有足夠余量進行精加工, 這樣可使最后尺寸得到保證。具體工藝實施如下。
(1) 切割前模具選材應充分考慮材質優、熱處理變形小, 且選擇合理的切割路線, 盡可能減小工件變形。
(2) 預先在毛坯的適當位置用穿孔機或電火花成形機加工好Φ1.0mm~1.5mm穿絲孔, 穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段長度選取5mm~10mm。
(3) 凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應至少保證在毛坯厚度的1/5。
(4) 加工凸模時, 若必須一次切割至尺寸要求者就不可進行二次切割。一般情況下, 第一次切割時應保留一到兩處固定余量, 在進行最后一次切割時, 再將固定余量切割掉。工件的固定余量一般為3mm~4mm, 大型工件可稍大些。此后, 再采用其他加工方法, 如拋光等, 使之達到規定的精度與表面粗糙度要求。
(5) 偏移量的選擇二次切割的方法與普通的電火花線切割加工相同, 第一次比原加工路線增加約為40um的偏移量, 使電極絲遠離工件開始加工;第二次 (或第三次) 逐漸靠近工件進行加工, 直至加工表面滿足要求。通常, 為避免產生過切現象, 應留10um左右的余量, 供手工精修。
(6) 大部分外形多次切割加工完成后將工件用壓縮空氣吹干, 再用酒精溶液將毛坯端面洗凈, 晾干, 然后用黏結劑或液態快干膠 (通常采用502快干膠水) 將經磨床磨平的厚度約0.3mm的金屬薄片粘牢在毛坯上, 再按原先多次的偏移量切割工件的預留連接部分。
4 凸、凹模聯合加工
常用電火花線切割機加工冷沖模時, 是用兩塊坯料分別加工出凸模和凹模。這種方法加工比較浪費材料, 同時凸、凹模之間間隙的均勻性也比較難控制。而采用凸、凹模同時加工的方法, 就可克服上述的不足之處。由于電極絲加工出恒定的槽寬是保證凸、凹模間隙均勻的關鍵, 因此就要求在加工中需保持各項參數的穩定。以往工藝做法是, 分別備出凸模、凹模兩塊模板, 在數控線切割機上切割出內外形。先采用在一塊模板上同時加工出凸模、凹模的螺釘孔、沉頭孔和穿絲孔, 熱處理后在數控線切割機上一次加工出凸模和凹模。模板厚為30mm?，F設鉬絲直徑為0.18mm, 單邊放電間隙為0.01mm, 兩者相加鉬絲放電實際補償量為0.10mm。若采用無錐度切割, 同時切割出凸、凹模兩件, 沖裁間隙為0.2 0 m m, 無法保證設計要求為0.06mm的配合間隙。
5 多件凸、凹模聯合加工
塑料加工中, 常常會有很多相同或類似的工件需要加工, 這就需要考慮到多件加工。多件加工的一般方法是單件依次加工, 如凸模、鑲件加工。特殊加工方法有三種。
(1) 無需穿絲孔的排列切割法。此種加工方法的好處在于不用加工穿絲孔省工時, 且由于沒有穿絲孔, 也能節省材料。當工件形狀規則時, 還可相互借用加工, 使加工更為節省時間和材料。此種方法的難點在于工件排位時兩件之間距離的計算, 圖形排布需有較強的電加工知識和2D圖形處理能力。
(2) 凸模排列切割法。此種加工方法的好處在于加工切割種類可多選。此種排位時, 可根據需要靈活決定工件的切落順序?？梢运泄ぜ淮稳壳懈钊缓笮薜肚新? 也可先加工各件上面所有的頂尖孔, 然后再單件一一切落。此方法的難點在于合理控制工件的邊距以及穿絲孔的位置。因為穿絲孔的位置決定著工件的切落順序或變形情況。
(3) 凹模排列切割法。此方法的優點在于減少工件的裝夾次數, 一次大面積裝夾還有利于工件的校正及找邊。由于一次切割出, 兩片的拼合精度也得到保證。難點在于圖形的處理, 工件內底邊與工件外底邊的距離千萬不可排錯。
參考文獻
[1]鄧建新.數控刀具材料選用手冊[M].機械工業出版社, 2007.
[2] (日) 梅伬三造.硬質合金刀具常識及使用方法[M].機械工業出版社, 2010.
[3]陳炎嗣.沖壓模具實用結構圖冊[M].機械工業出版社, 2009.