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苏州工业园区金和信息系统有限公司
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数字化制造技术应用於航空液压壳体类零件高效加工
作者:戈和伟
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CAD/CAM软件展厅
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航空液压壳体类零件通常既有平面又有孔系,各孔系在空间方向交错贯通,组成孔系的各孔本身有形状精度的要求,同轴孔系和相邻孔系之间以及孔系与安装基准面之间又有位置精度的要求,需要进行钻、扩、铰、攻螺纹、镗、铣、鍃等工序加工,具有工序多、过程复杂的特点,加工周期通常为5~8个月。

在多品种、多批次生产交叉进行的复杂情况下,如何有效的组织生产,优化工艺技术管理方式,充分发挥数字化手段,是壳体类零件高效加工的关键。

航空液压壳体类零件材料与加工特性

航空液压壳体类零件所用材料通常为锻造铝合金LD5、LD10,坯料硬度约为50~60HB,该材料质轻,强度较高,机械加工性能较好。

大多壳体主要是由自由锻造而成,部分壳体是采用模锻方式生产,锻铝在加工中易产生变形,并且坯料余量很大,外形最小单边余量在1.2mm以上,腔槽部位余量最大可达10mm之多。

通常,由於坯料的来料状态导致机械加工中粗加工时间占全部加工时间的2/3左右,成件的重量仅为毛坯重量的1/3~1/5,机械加工的主要工作基本都是在铣削余量上(见下图)。

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液压壳体类零件需要很多铣削类粗加工工作量

壳体类零件制造的并行运作模式

1.共用产品资讯资源,工艺编程并行运作

制造工艺的数字化最重要的是充分利用产品设计图形和文档资源的共用,利用企业成功的制造加工工艺经验,在产品设计时就有工艺人员参与,以保证产品的结构工艺性,统一设计基准和工艺基准,减少零件不必要的加工难度,从而缩短加工周期。

工艺人员在工艺编制过程中直接从PDM平台调用设计人员的三维模型,使设计与工艺资讯资源共用,同时减少数控编程人员的三维造型时间。这种将产品设计、工艺、制造资源分享的方法,减少了设计、工艺、管理的重复劳动。

产品的三维造型和数控程式的编制过程,能发现工艺中的许多问题,因而能够在制定零件工艺的早期阶段,便实现数控工艺和数控编程同步进行。同时,数控技术工人参与程式的编制,能有效减少错误并降低风险。

2.CAD/CAM技术的高水准应用

CAD/CAM技术的应用水平是数字化高效加工技术应用水平的重要因素之一。三维数控加工的工件、夹具刀具的乾涉面较多,如果采用手工编程工作量非常大,而且容易出现错误。

技术人员应一方面通过引用壳体零件的三维整体造型,同时将乾涉面、辅助面、刀具轨迹限制区域等一次全部设计完成,就可以方便地生成刀具轨迹,解决了过去使用CAD/CAM技术时只通过建立线框和曲面造型,并且仅针对需要加工的部位进行自动编程所带来的弊端和不便。

另一方面要通过合理的CAM编程与造型策略优化刀具轨迹,保证零件的加工质量,提高编程的效率的质量。

3.动态仿真软件的应用

用CAM软件编程後,为了验证程式的正确性,通常采用机床试切的方法,既浪费时间、人力、物力,也难以提高编程效率和保证产品质量。

为达到壳体的复杂性和精度要求并一次性完成零件的数控加工,Vericut动态仿真软件可提供验证数控编程刀具轨迹的重要手段。它具有机床、夹具的运动仿真,还能提供各种加工资讯和工艺报表,从而更好地指导生产。

4.工装管理数字化

由於壳体零件的复杂性,所使用的刀具种类繁多,若采用计算机刀具管理系统,对刀具库存与需求资讯实行动态管理,便可提高刀具配置效率。在专用刀具的准备方面,5坐标数控刀具刃磨机能大幅提高经济效益,尤其在新品的加工方面。它不仅可对废旧刀具进行二次刃磨,还能直接对合金棒进行开刃磨削,自制刀具。壳体零件中大量的特殊刀具都是直接对合金棒进行开刃磨削,缩短了刀具准备的时间。

5.建立数字化加工的工艺规范和标准

数字化加工的规范化、标准化在一定程度上体现了企业自身数控加工技术的水平,通过规范化约束数控加工的多样化,提高了加工质量。

在典型零件的加工工艺经验的基础之上,建立标准化、规范化的数字化加工模板,有助於大幅提高产品的加工效率。对於成熟产品的加工经验,能够以模板的形式保存,这既有利於资源的重复利用,也能够为技术交流提供极大的便利。

结论

航空液压壳体类零件数字化高效加工的成功实践,进一步促进了管理的规范化,把技术人员和管理人员从繁杂的工作中解放出来,从而达到提高质量并降低成本的目标。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (9/22/2009)
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