多零件加工数控技术的研究与应用

3 多零件数控加工的技术实践

　　3.1 加工试验

　　某连铸件共有结构相近的机加零件30项，毛料均为板材，尺寸为700mmX420mm至2 200mmx670mm不等，厚度为48Inln和76lnln两种规格，加工机床为HPs__4B卧式高速铣加工中心，配有台面尺寸为4 032mm*2 032 mm两个工作台。经分析认为，无论是零件类型还是加工机床，均适合用多零件加工技术来提高机床的主轴切削运转率。

　　按正常的加工方法，对其中一项零件172A3401--2的数控加工时间进行现场统计。其中，平均主轴切削运转率为47.4％；非切削时间占整个加工时问的52．6％。

　　因此，要提高生产效率，一方面要不断地完善工艺方法和加工程序，提高有效的切削效率；另一方面要通过改变生产方式来减少装夹时间和毛料、刀具配套时间，缩短生产辅助周期。为此，在装夹零件方面做了如下两个试验：

　　实验一：同时装夹准备2件零件，共用了175 min。平均装夹每件零件用87.5 min，比装夹1件零件少用了57.5 min。

　　实验二：同时装夹准备3件零件，共用了180 min。平均装夹每件零件用60 min，比装夹1件零件少用了85 min。所以，在机床工作台允许的前提下，一次装夹同类型零件的数量越多，平均每件零件发生的准备工时越少。

　　3.2 具体应用

　　通过分析，总结完善现有同类型零件的加工方案和典型零件的试加工，并在多零件数控加工技术试验结果基础上，最后选定连铸机扇形段结构件开展和实施如下相关技术工作：

　　3.2.1 确定零件的加工方案和加工组

　　选定的12个扇形段结构件，将在2台HPS-_4B卧式高速加工中心机床上实施多零件数控加工技术。每台机床承担6个，其中一个工作台利用通用平台装夹加工第一个面，另一个平台装夹具加工第二个面，考虑到程序组织和机床硬件的实际情况，12个零件每3个作为1个alto组。其中毛料厚度及零件厚度相近，且与其他零件差别较大的零件安排为1个加工组。

　　3.2.2 确定连续自动加工方法

　　目前，数控设备实现连续自动加工的方法有两种：一是通过各子程序首尾串联；二是通过一条主程序调用各子程序。结合太钢设备安装公司的技术水平和数控加工的实际情况，选用后一种加工方法。同时，利用数控控制系统的通用功能，完成工件坐标系的分配和设置，即通过FANUCl5M提供的可编程工件坐标系设置功能(G54～G59)，结合零件的

　　分组情况，将不同的零件所使用的不同工件坐标系固定下来。同时，通过系统的宏变量功能完成工件坐标系的自动设置。

　　3.2.3 确定合理的切削参数

　　确定合理的切削参数的前提是同一规格的刀具在相同的加工深度和宽度的条件下，其转速和迸给速度的统计数值的离散程度低，为此，我们选用整体硬质合金铣刀，按有关的技术说明和数据并经试切完善，总结出合理的切削参数。

　　3.2.4 编程和试制生产

　　按照统一的刀具目录表、工件坐标系分配表、加工子程序分配表及加工内容，结合典型的工艺规程，分别编制12个扇形段加工指令，并分别编写4个加工组零件的加工运行主程序。同时，对第一次装夹和第二次装夹分别编制1条主程序，这样共编制加工组运行主程序8条。在此基础上，以零件加工组为单位进行试切加工。试切零件4组12件，一次成功8件，一次试切成功率66.7％。通过试切加工过程中的工艺优化、完善和经过2个月的稳定生产，对HPS—4B机床的加工能力进行了统计。

　　不难看出，主轴切削运转率明显提高，从过去的47．4％提高到现在的77.4％，工件装夹时问降低幅度较大，由原来的145 min降为现在的12 min。这说明，运用多零件加工技术后，数控加工效率有了较大提高。

4 结语

　　多零件数控加工技术已成功地应用到太钢设备安装公司结构零件的大批量生产中，提高了设备的利用率和加工效率，使生产制造能力有了很大提高，并改善了产品质量，取得了良好的技术和经济效益。

　　同时，在研究和应用这项技术中，进一步利用和发挥了数控机床潜在的功能，如加工程序模块的调用技术、宏指令功能、变量传输、高速加工、可编程工件坐标系设置等。我们将继续开展多零件加工技术的研究和推广应用，挖掘现有设备的加工潜力，提高数控制造技术水平和加工能力。