基于可靠性建模技術的數(shù)控機床加工流程優(yōu)化設計

梁多玲

【摘要】機械加工流程設計優(yōu)化，不僅是工業(yè)企業(yè)和機械生產(chǎn)企業(yè)廣泛應用的一項技術，也是很難控制的技術，同時還會存在一些流程加工問題，使得機床的加工質量失當，不利工業(yè)企業(yè)的長久發(fā)展。本文主要給予可靠性建模技術的優(yōu)勢，探尋出數(shù)控機床加工流程優(yōu)化設計中的研究重點，以為工業(yè)企業(yè)和機械加工制造業(yè)的加工流程優(yōu)化設計提供可行性借鑒。

【關鍵詞】可靠性建模技術 數(shù)控機床 加工流程

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）25-0234-02

【引言】

工藝可靠性，是指產(chǎn)品在設計過程中的可靠性指標，最終付諸于接卸制造過程中并予以保障和實現(xiàn)。數(shù)控機床加工流程的優(yōu)化設計，正是基于可靠性建模技術，通過對機械制造過程中的動態(tài)特征進行分析，進而結合實際的機械工業(yè)加工流程，探尋出基于可靠性建模技術的數(shù)控車床加工流程優(yōu)化設計。主要影響因素：

（1）產(chǎn)品孔位特征影響因素：產(chǎn)品的孔位特征是機械制造過程直接生成的對象，進而在加工過程中形成孔位特征。

（2）機械制造工藝可靠性評定，利用機械制造過程試運行過程中收集的數(shù)據(jù)和其他有關信息，進而保障制造出來的產(chǎn)品的可靠性達到要求。

（3）關系定量：模糊方法確定孔位特征的相對重要度， 計算機輔助下的評價結果。

數(shù)控機床的制造過程是一個復雜的動態(tài)過程，從加工設備、加工工具、檢測設備到加工對象和工藝操作控制及人員。除了依據(jù)用戶需求，對生產(chǎn)資源、條件、原材料供應和各階段任務等的綜合改進外，還需要在先進的制造系統(tǒng)中，完成生產(chǎn)任務。隨著批量生產(chǎn)的樣本率限制，最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性都受到極大程度的制約；由于數(shù)機床加工中受多種工藝因素和動態(tài)因素影響，基于可靠性的建模技術成為數(shù)控機床加工流程優(yōu)化設計和的關鍵所在，本文就實際加工中采用的可靠性建模技術對數(shù)控機床加工流程進行優(yōu)化。

一、數(shù)控機床可靠性水平

據(jù)機械行業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國機床產(chǎn)銷量和進口量均居世界第一，無論是世界范圍內的機械總消費還是總生產(chǎn)量，總過的生產(chǎn)總額高于排名第二位日本的1.5 倍還多。然而從出口額來講，中國出口總額只占德國出口總額約36%。從性能指標來講，與國外的機床性能指標等同，但是從可靠性和精密度來講，距離國外的MTBF 1500多小時的可靠性水平還有約300小時的差距。

二、數(shù)控機床基本模型設計

（一）總線數(shù)控系統(tǒng)建模

通過網(wǎng)絡數(shù)控平臺分析，實現(xiàn)對機床加工流程的初步設計，通常以現(xiàn)場總線數(shù)控系統(tǒng)的基本模型設計出發(fā)，以現(xiàn)場總線網(wǎng)絡對執(zhí)行器發(fā)布延時和傳感器延時命令，而后聯(lián)動數(shù)控機床和各數(shù)控單元進行全方位流程建模，有效的避免了生產(chǎn)無序化。夾緊力作用點的方法。由徑向夾緊改為軸向拉、壓方法夾緊，有效地避免徑向裝夾力。如（圖1）所示：基于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本模型

（二）工藝曲線分析建模

基于性能穩(wěn)定的前提下，對機床工藝進行分析，具體依據(jù)參數(shù)變化，對聲場工藝進行實施調整和監(jiān)控。具體如圖2所示，

（三）擴準43mm孔組合機床及專用夾具設計

該設計內容的建模，能依據(jù)疲勞強度校核完全系數(shù)，通過對該工藝的設計建模，可實現(xiàn)對機床、夾具、刀具、工藝流程等方面的合理設計和選擇，對提高工作效率和產(chǎn)品質量，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。圖3：專用夾具設計安裝

（四）主軸建模設計

主軸建模設計依托密封區(qū)基礎，實現(xiàn)了對箱體內空氣壓力的反彈，確保了密封區(qū)間隙中的空氣向外部的流通，避免了粉塵污染對機械壽命和生產(chǎn)流程的耽誤。詳見圖4所示：精密數(shù)控車床主軸熱誤差建模

三、數(shù)控機床加工流程優(yōu)化設計

在數(shù)控機床的加工中，可靠性建模技術是比較重要的環(huán)節(jié)，合理的選擇建模模型，對提高加工可靠性、質量以及確保流暢精度和機械壽命，提高生產(chǎn)效率，具有直接的影響意義和價值。

（一）零件工藝改進

選用合適的刀具，確保徑向切削力可靠且符合生產(chǎn)。合理選擇切削用量，減小切削深度，增加走刀次數(shù)，適當提高進給量，以提高加工流程精度。為確保工藝流程可靠，對粗、精車分開進行，確保夾緊力和工件的自然冷卻時間和熱變形符合生產(chǎn)流程。提升工件剛性，采用減震措施達到消振和減振作用。如圖5：數(shù)控機床套筒零件加工圖

（二）主軸工藝改進

主軸工藝改進必須依托于適當?shù)募庸し椒ā⑦x擇適當?shù)募庸すば颉⒅贫ㄗ顑?yōu)加工路線。加工精度和工件的表面粗糙度必須滿足設計的要求和原則。上述建模中，無論是通過設置的編程基準，還是加工表面光的一次裝夾完成，除了充分發(fā)揮數(shù)控機床的主軸效能外，還要保證坐標方向和夾具的坐標方向彼此間相對的固定以及與坐標系的尺寸和零件之間的關系來最大限度的節(jié)省生產(chǎn)時間。主軸工藝的改進，是繼車削工藝優(yōu)化后，通過建模實現(xiàn)對表面粗糙度和尺寸精度的公差檢測，除了將主軸跳動公差和同軸度公差控制在0.01m m和？準0.005m m的合格范圍內外，還根據(jù)已有的建模結果，實現(xiàn)對圖紙的設計要求，以最大限度的滿足了生產(chǎn)效率。如圖6：心軸類數(shù)控機床加工流程

（三）數(shù)控機床工序卡的制定

數(shù)控車床具有價格高、性能好的特點。工序的復雜度和工作任務的復雜度，除需要在車床編程上改進工步問題以提高生產(chǎn)效率外，還需要充分考慮好數(shù)控加工工序中有關加工內容、刀具的對接和切換以及原點、車削參數(shù)、編程說明等的管理。如圖7：數(shù)控機床專用夾具設計工序卡

【結論】

無論是數(shù)控機床的主軸還是零部件加工工藝改進，除了在實際加工生產(chǎn)中，很好的解決交給你個流程中出現(xiàn)的可靠性不足缺點外，還要依據(jù)建立的模型對具體加工參數(shù)進行改進。根據(jù)實際生產(chǎn)需要。合理安排機場使用，尤其避免胡亂使用機床破壞生產(chǎn)。在實際生產(chǎn)中，最大限度的發(fā)揮機械生產(chǎn)特性，最大限度的獲得生產(chǎn)回報。在具體的建模和實際的實踐生產(chǎn)中，無論是理論還是憑空想象，都需要通過建立模型和實踐來全面提高加工流程和工藝實踐，以最大限度的提高生產(chǎn)治療和產(chǎn)出效益。

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