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加工中心/FMS |
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加工中心镗削用量的优化 |
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作者：福建省侨兴轻工学校 林敦祥 |
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加工中心加工箱体零件时，精密孔的加工是最耗时的，下面就镗削加工切削用量的优化加以说明。
为解决提出的问题，必须建立程序运行所必需的数据库。
1) 切削刀具数据库 根据ISO标准，刀片参数包括刀片类型，切削边长度，刀尖圆弧半径，切削边的数量和刀片的成本。刀杆的参数包括刀杆的类型，刀片在刀杆上的夹持方式，切削边的长度、刀杆的直径，所能加工孔的最小直径，刀片切削边的角度和刀杆的成本。根据这个数据库，在加工时就可以选择合适的刀片和刀杆。
2) 切削用量数据库 切削用量数据库采用瑞典Sandvik Coromant公司提供的工艺参数。它包括零件的材料、进给量、切削速度，刀片硬质合金的牌号等。
3) 加工中心数据库 包括机床型号、在机床上所要加工零件的最大总体尺寸，进给量和主轴转速取值范围，机床功率和机床运行时每分钟的费用等。
镗削加工工艺优化程序框图如图1所示，其中：ITbk为毛坯的精度等级；ITwp为工件的精度等级。 
图1
优化所需的原始数据是：零件的轮廓尺寸、材料、硬度，基本加工表面的直径和长度，总的加工余量，毛坯的精度等级和表面粗糙度，零件被加工成的基本加工表面的精度等级和表面粗糙度。
瑞典Sandvik Coromant公司的数据基本上能满足切削用量优化的条件，但还存在以下不足。
1) 公司的数据是建立在切削刀具工作耐用度为15min这个基础上的，这仅在个别的情况是对的；
2) 没有给出选择切削深度的方法，这使得分配整个加工余量到每一工步中去变得复杂了；
3) 在选择切削速度时没有考虑切削刀具可靠性这一重要因素；
4) 没有考虑主偏角对切削速度的影响等等。
以上不足之处本系统中都给予了应有的重视。
程序运行的下一步，是输出加工顺序和总加工余量在每一工步中的分配量。应该注意的是，在加工中心上加工时，总的加工余量要比普通机床上加工时的余量少20%～40%。镗削加工的类型有：粗镗、半精镗、精镗，根据毛坯和零件的精度等级，可选用某种加工方法或其中几种方法的结合。加工余量通常是根据实际经验分配到每一个工步中去。例如：在镗削加工中，粗镗加工余量占总余量的70%，半精镗占20%，最后精镗所剩部分。如果要求一步镗削加工完毕，那么在这一步中总的加工余量，将被加工掉。
确定了加工步骤，每一工步的加工余量之后，就对每一加工步骤的镗削参数进行优化。首先应该选择刀具，刀具包括刀片和刀杆。刀片类型选择是根据刀具切削边长度和刀尖半径而定的。进给量是根据刀尖半径和加工表面粗糙度确定的。刀片的选择与所加工零件的材料、硬度以及进给量有关。切削速度的确定与刀具的工作耐用度有关。对每种切削速度和刀具的工作耐用度来说有一个相应的加工费用，相对于费用最少的切削参数就是最优的。
最后，校验所选用的切削用量，如果检验结果满意，就可以认为得到的优化切削用量是可用的。
使用本程序对镗削加工用量进行优化，可以使加工箱体零件精密孔的费用降低。
图2是镗Ø60H7孔的优化结果的实例。
刀片规格：T-MAX.U.TCMM16T312-52; 刀杆：S25T-STFCR/L16-M; 切削深度：a=0.21mm； 进给量：s=0.12m/r； 优化速度：v=210.0min； 刀个耐用度：T=6-min； 主轴转速：N=700r/nin； 工步成本：C=1.3859美元
图2
以上所得到的结果都建立在ISO标准基本之上，推广使用十分方便。 (end)
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(2/9/2007) |
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