数控切削加工领域的数字化测量技术.doc

龙源期刊网 数控切削加工领域的数字化测量技术作者：彭林波 何蔚 邓文科来源：科技创新导报2011年第17期摘 要:在数控切削加工中,数控切削加工技术是一项要求非常严格的工作,合格的数控切削技术操作不但能确保工件的加工质量,还能实现高速、高效而精密的数控切削。本文从分析数控切削加工中数字化测量技术的基本概况入手,进而探讨当代数字化的测量技术和量具量仪的发展,具体研究了数字测量技术在数控切削加工领域的运用。 关键词:数控技术数字化测量原理精磨测量技术 中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0117-01 在机械制造与机械加工行业中,要实现高效率、高精度、功能齐全、过程稳定的数控切削加工,我们就一定要注重数字化测量操作。当然,数字化测量操作是一个复杂的过程,牵涉到很多具体的实际操作问题。数字化测量处理出现问题,不但会对数控切削加工中零件的精度产生影响,还会使加工过程面临刀具和数控机床发生碰撞的潜在危险。为此,本文将重点探讨数字化测量的基本原理,并简单介绍几种常见的数字化测量精准技巧。 1 数控切削加工中数字化测量的基本原理 我们在数控切削加工机床上进行先进的切削加工,就一定要用到先进的数控切削刀具,我们首先要通过数字化测量来具体确定工件的坐标系中刀具刀位点的起始位置,也就是我们通常所说的数字化测量点或者起刀点;再通过定位装夹来确定机床坐标系中工件的具体位置。这类高速且高效、精密又复杂、兼具稳定可靠和绿色环保的先进数控切削加工技术就离不开精准的数字化测量技术与仪器,数字化的测量技术在数控切削刀具从设计制造再到使用的整个刀具产品的生命周期过程中都起着非常重要的作用。 数控加工工艺要考虑加工零件的工艺性,加工零件的定位基准和装夹方式,也要选择刀具,制定工艺路线、切削方法及工艺参数等,而这些在常规工艺中均可以简化处理。因此,数控加工工艺比普通加工工艺要复杂得多,影响因素也多,因而有必要对数控编程的全过程进行综合分析、合理安排,然后整体完善。相同的数控加工任务,可以有多个数控工艺方案,既可以选择以加工部位作为主线安排工艺,也可以选择以加工刀具作为主线来安排工艺。数控加工工艺的多样化是数控加工工艺的一个特色,是与传统加工工艺的显著区别。 由于数控加工的自动化程度较高,相对而言,数控加工的自适应能力就较差。而且数控加工的影响因素较多,比较复杂,需要对数控加工的全过程深思熟虑,数控工艺设计必须具有很好的条理性,也就是说,数控加工工艺的设计过程必须周密、严谨,没有错误。 凡经过调试、校验和试切削过程验证的,并在数控加工实践中证明是好的数控加工工艺,都可以作为模板,供后续加工相类似零件调用,这样不仅节约时间,而且可以保证质量。作为模板本身在调用中也是一个不断修改完善的过程,可以达到逐步标准化、系列化的效果。 由于数控加工的自动化程度高,安全和质量是至关重要的。数控加工工艺必须经过验证后才能用于指导生产。在普通机械加工中,工艺员编写的工艺文件可以直接下到生产线用于指导生产,一般不需要上述的复杂过程。 2 数控切削加工中数字化测量技术简介 随着科学技术和模具制造工艺的进一步发展,企业在数控切削加工中运用越来越多的数字化测量仪器来实现数控机床数字化测量操作的高效率和高精度,对于一些需要通过复杂数字化测量的工件也有了更多的精准技巧创新。 2.1 数控刀具与刀片数字化检测技术 我们在实际的数控操作中主要运用到的是采用了测量的精密成形和复杂组合式的数控刀具与刀片几何精度方面的非接触式激光或者光学数字化检测技术、仪器等。目前由于精磨测量技术的迅速发展,在线测量技术已可进行加工状态的实时显示,及时检测是否出现异常现状。专用刀具的检测,需要用到滚刀检测仪、齿轮测量中心、专业的精密数控拉刀测量仪、弧锥齿轮刀盘检测仪等专用测量技术与仪器对其进行检测。测量仪器是深受机床工业影响的行业。目前,组合式数控机床一般采用的技术有:激光技术(传感技术)、CAD/CAM耦合、激光集成、仪器仪表精密制造。这种机床的优点明显:在线检测技术保证了加工过程(工具交换、传送和放置时间)得到缩短,费用(物流、设备使用负荷)均得到降低,而产品质量(整个流程自动进行)得到提高。 2.2 数控工具系统方面的检测技术 一般而言,为了确保数字化测量的精度,我们会将数字化测量点尽量设置在工件零件的设计基准或者工艺基准之上。而现代数控工具系统方面的数字化检测技术发展一般都具有很强的双面约束性、两面夹紧定位功能,并准备发展成为其主导结构和功能,它可以为数控刀具的轴系提供综合的刚度与精度,在几何精度方面的检测也要比传统测量系统更加复杂精密。 2.3 数控刀具在机检测 在数控刀具进行精度的安装与切削加工过程中,我们可以选择一定的数字化测量点对数控刀具进行在机的检测,实时监控其在使用时和使用后的磨损与破坏状况。数控切削加工需要对批量产品在技术质量的稳定性和大型的难加工材料工件在加工质量方面进行确保,就需要运用到在机检测这种重要的技术方法。我们的工厂也迫切地需求这种可以进行可靠的数控刀具的在机精度的检测与补偿调整,并对磨损破损进行实时的监控与维护。 3 数控切削加工中数字化测量技术主要发展方向 随着生产水平的提高,高效率测量成为测量技术的主要指标,为了实现生产的高速化、高效率,必然要提高测量效率,近年,随着在线测量技术、非接触式测量技术的发展,笔者认为,数字化测量技术未来的其主要发展方向如下: (1)测量精度的进一步发展。将会由传统检测仪器三维测量仪、投影仪等的m级检测向现代光电检测设备的nm级发展; (2)测量水平的发展。其主要表现在测量的范围上,将会把测量范围进一步增大,由点到面,由单一方向的测量向整体形状测量方向发展; (3)测量可靠性发展。这得益于标准化的日益完善,精密仪器的进一步开发。 4 结语 由于数控机床具体的操作中会使用到种类多样、尺寸不一的测量工具,数字化的测量技术操作在数控切削加工时起着非常重要的作用。因此,我们一定要掌握现代测量技术操作的原理与要领,明确数字化测量操作中的具体环节,再根据具体的实际情况,选择合适的数字测量方法、确定正确的程序指令、设置科学合理的测量参数与测量补偿值,以期通过精确的数字化测