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数控铣床加工的原理、应用及编程简介

    自从世界上台数控铣床在麻省理工学院诞生以来,数控机床按照控制机的发展已经历了五代。数控铣床不仅在军工,宇航等领域广泛使用。而且也进入了汽车、机床等民用机械,模具制造行业。特别是在模具行业中,基本都是单件,小批量生产。对于产品质量越来越高的要求,直接的反映便是要求模具的精度和质量达到新的水平。因此,普通的机床难以满足加工零件的需要,而数控机床在这方面有着无法比拟的优越特性:(1)对加工对象改型的适应性强,对于单件、小批量及试制新产品带来极大的便利。(2)加工精度高,定位精度普遍可达0.02mm,重复定位精度为0.01mm,产品加工质量十分稳定。(3)加工生产率高。由于数控机床集高精度、率于一身,故在许多企业的生产中,已替代坐标镗床、万能铣床完成加工任务。适用于多品种、小批量生产,特别是结构比较复杂的零件、模具。

 

    在我国的模具行业中,初由于所加工的模具并不复杂,对于产品的要求也不高,使用传统的刨、铣、磨加上钳工的手艺也能满足要求。随着我国对外开放政策的实施以及人民生活水平的提高,国内的模具厂商与国外客户的交往越来越密切,这就对模具提出了更高要求。为了提高模具质量,增强市场竞争能力,我国的模具制造行业基本用以下三种加工方法:(1)主模型->翻制工艺模型->仿型加工;(2)二维图线->数学模型造型->数控加工;(3)实物模型->三坐标测量->数学模型造型->数控加工。

 

    种方法在早期使用较多,简便易行,但由于工艺模型的准确性难以控制,且仿型加工误差较大,加工出的模具还要靠钳工用较长的工时进行修整,难与现代化的制造技术相匹配。在现代加工中,用得较多的是,第三种方法。在这两种制造方式中,不论是直接按二维图纸在计算机中作造型,还是用三坐标测量机测绘后按测绘点作图形,都属于模具 CAD的范畴,是现代模具设计的大势所趋,这在模具设计中所起的作用和优点是有目共睹的。但计算机中客户认可的图形如何的转化为实际的模具(零件)呢?这就要靠数控加工来完成。

 

    让我们来看一个例子,图1是一个轮毂的造型,要把它变成一副标准的模具,靠传统的加工方法恐怕难以完成,因为它拥有许多难以描述的曲面。而对于数控机床来说,却很容易达到。近年来,在我国,特别是南方地区涌现出许多中小型模具企业。他们借助于早期传统的加工方法和经验,取得了一定的成绩,规模也渐渐扩大。

 

    在与国外客商和同行的接触中,认识到数控机床在模具加工中是不可缺少的。不少企业花大力气购买了数控加工设备,以求达到佳的加工效果。但往往事与愿违,这些设备得不到充分利用,能发挥作用的只占一小部分。这种情况在国有企业中也时有发生。经常有模具企业的负责人拿着图纸或产品造型的光盘找到我所,希望能够按要求进行数控加工。闲聊之余,不少企业老总透露,他们自己也有数控设备,但苦于加工不了复杂零件,既然如此,那么拥有数控机床的优势也就荡然无存了。其中的关键问题在于数控机床的工作依赖于数控程序,编不出好的数控程序,当然也就无法使设备物尽其用了,这对于企业来说是一个极大的浪费。

 

    要解决以上问题,当务之急便是尽快的、大量的培养数控编程人才。在外界看来,数控编程人员这一群体需要具备基本的机加工常识,熟练的计算机操作能力,较好的空间想象力,但就笔者这些年的学习和工作经历来说,觉得数控编程并不高不可攀。只要多看、多想、多练,在短期内让数控机床动起来并不难。笔者曾受本单位培训部委托,与宁波科委、宁海科委在浙江宁海合作开办了一期数控编程培训班!,在二十天的课程结束后,全体学员都能通过软件完成中等偏下难度模具的编程。而在此之前,他们中的绝大多数还从没有接触过数控技术。



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