本文研究箱體類(lèi)零件基于精工加工中心過(guò)程的設(shè)計(jì)方法及步 驟并對(duì)加工工序的匹配、刀具選擇、切削用量的選擇、工藝尺寸的確 定、裝夾方案的安排及裝夾內(nèi)的工序排序進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。
在各種零件中螺紋是很常見(jiàn)的部分，螺紋加工的方法也多 種多樣。但一種好的加工方法，應(yīng)該是一種簡(jiǎn)單易行，不需要用 專(zhuān)用夾具的方法，因?yàn)閷?zhuān)用夾具是需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，會(huì)給我們 的加工增加成本，也會(huì)縮小該加工方法的適用范圍。本文所介 紹的用單刃螺紋銑刀加工內(nèi)孔螺紋的方法，首先不要使用專(zhuān)用 的夾具，只需要普通的臺(tái)虎鉗;也不需要專(zhuān)用的刀具，加工的程 序也是簡(jiǎn)單易懂的一層嵌套的宏程序結(jié)合刀具半徑補(bǔ)償就可以 實(shí)現(xiàn)。從理論上講，用這樣的加工方法可以加工任意尺寸、任何 規(guī)格的內(nèi)螺紋。而且，該方式加工出的螺紋精度比傳統(tǒng)的加工 方法加工的螺紋更高，還可以實(shí)現(xiàn)高速切削，加工的螺紋表面質(zhì) 量也更好。
針對(duì)自主研發(fā)的開(kāi)放式精工系統(tǒng)具有鈑金刻銑與 激光切割復(fù)合加工的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種既滿足一般通 用性又滿足刻銑與激光切割復(fù)合加工要求的G代碼 編譯器。該編譯器能夠?qū)代碼進(jìn)行詞法和語(yǔ)法分 析，并提示譯碼過(guò)程中的錯(cuò)誤信息。實(shí)際加工實(shí)驗(yàn)結(jié) 果表明所開(kāi)發(fā)的G代碼編譯器能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取 與解析，完成加工信息的轉(zhuǎn)換。該研究可為后續(xù)開(kāi)放 式精工系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)提供一定的借鑒作用。
該加工中心采用安裝刀具的主軸沿X、Y、Z等3軸移動(dòng)，而 工作臺(tái)沿A軸轉(zhuǎn)動(dòng)（傾斜）并沿C 軸旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。其工作臺(tái)采用接 近懸臂式的耳軸工作臺(tái)，使耳軸 工作臺(tái)繞A軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置位 于機(jī)身后側(cè)，而前側(cè)則采用僅有 支撐部件的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，更加方便 操作人員靠近機(jī)身的加工部位。 其還配備了易用性較高的NC裝置 “MAX5”，增加了可在屏幕上 顯示的功能按鈕，方便進(jìn)行功能 選擇。此外，該NC裝置還采用 了對(duì)話型編程功能。比如，選擇 “開(kāi)孔”，就會(huì)提示“鉆頭”、 “絲錐”、“鉸刀”等刀具，可 從中選擇所需刀具；選擇“鉆 頭”，就會(huì)詢(xún)問(wèn)打孔的位置、孔 底的位置，以及刀具的轉(zhuǎn)速等， 并可依次輸人數(shù)字。由于采用提 問(wèn)方式來(lái)編程，因此，該加工中心的操作更為簡(jiǎn)單。
應(yīng)用Simulation有限元分析軟件，對(duì)所設(shè)計(jì)的 高效立式加工中心立柱進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)特性分析， 獲得了立柱在不同方向上的受力變形，通過(guò)對(duì)立柱 的固有頻率及振型的分析，獲得了立柱的動(dòng)態(tài)特性 參數(shù)。綜合運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)和有限元 分析理論，對(duì)立柱的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)模糊優(yōu) 化。分析表明，通過(guò)Soildworks Simulation有限元分析方法對(duì)加工中心立柱進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性分析，可以 快速有效地確定立柱結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)方案，縮短產(chǎn) 品的試驗(yàn)周期以及大量的試驗(yàn)和計(jì)算工作，為機(jī)床 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種新的途徑。
用SolidWorks軟件建立了龍門(mén)加工中心工作 臺(tái)3種三維實(shí)體模型，在ANSYS Workbench軟件 中進(jìn)行了靜力學(xué)分析，最后使用MATLAB軟件繪 制了工作臺(tái)的靜剛度圖譜，可得到以下結(jié)論：
在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)編輯出版的《先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)—— 我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》中指出“虛擬制造是先進(jìn)制造 技術(shù)的前沿和先導(dǎo)，是我國(guó)跨世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)的優(yōu)先領(lǐng)域之一。 目前，可以從產(chǎn)品的零部件、加下過(guò)程、產(chǎn)品的局部性能的虛擬制造研 究開(kāi)始，爭(zhēng)取在2010年前能為飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)床等復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬制造 提出理論方法和技術(shù)”1^63。計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)是虛擬制造的關(guān) 鍵技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)在制造 業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。正是在這個(gè)大背景之下，制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)觀念和 對(duì)制造系統(tǒng)的要求發(fā)生了深刻的變化。在制造企業(yè)中全面推行數(shù)字化 設(shè)汁與制造，通過(guò)在產(chǎn)品全生命周期中的各個(gè)環(huán)節(jié)深化計(jì)算機(jī)技術(shù)的 應(yīng)用，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)品在各個(gè)方面的技術(shù)更新，使企業(yè)在持續(xù)動(dòng)態(tài)多變、 不可預(yù)測(cè)的全球性市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中生存發(fā)展并不斷地?cái)U(kuò)大其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu) 勢(shì)。計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)正是目前國(guó)際制造業(yè)中廣泛采用的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的手段，它解決了產(chǎn)品性能要求的不斷提高對(duì)設(shè)計(jì)能力提 出的挑戰(zhàn)，滿足了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況下開(kāi)發(fā)周期不斷縮短的要求，可以在最 短時(shí)間內(nèi)設(shè)if*制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品，并盡可能降低設(shè)計(jì)成本。
本文提出了一種運(yùn)用Lbest PSO算法進(jìn)行加工中心 可靠性估計(jì)的方法。同時(shí)在LbestPSO的基礎(chǔ)上引人了 變異操作和自適應(yīng)調(diào)整慣性因子，提高了 Lbest PSO算 法的全局解搜索能力和局部改良能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的LbestPSO算法在大小樣本中都具有較髙的估 計(jì)精度，并且其收斂速度快，時(shí)間成本小。
后面的字符的判斷及調(diào)用方法和以上程序類(lèi) 似，就不在一一列舉。時(shí)間的調(diào)用方法和日期一樣， 只是調(diào)用參數(shù)不同，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)時(shí)間宏變量為 #3012,其構(gòu)成為6位數(shù)，如下午16:15:14表示為 161514,同樣，其調(diào)用和判斷程序和日期程序類(lèi)似， 只是時(shí)、分、秒中間字符用“：”隔開(kāi)即可。通過(guò)上述 方法，我們對(duì)零件的標(biāo)識(shí)編制程序，用R1球頭銑刀 雕刻深度為0.1MM時(shí)的雕刻效果如下圖2。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，精工機(jī)床的機(jī)床的定位精度檢測(cè)可能 有更復(fù)雜的情況，這就要求精工機(jī)床裝調(diào)人員具有較廣的知識(shí) 面，膽大心細(xì),有明確的目的和完整的思路，進(jìn)行細(xì)致的操作，充 分運(yùn)用精工機(jī)床裝調(diào)知識(shí)，進(jìn)行精工機(jī)床位置精度檢測(cè)和調(diào)整， 提高精工機(jī)床的加工精度。
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