精密零部件加工http://sghtsm.com/智能制造思考
精密零部件加工本身其數(shù)量就不多，但加工的難度高，而且對(duì)于人員素質(zhì)要求也非常高，是目前機(jī)械加工里面最希望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工的，但也是最難實(shí)現(xiàn)的。目前隨著人們對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)要求的提供，現(xiàn)在我們的產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，但另外一矛盾則是其批量越來(lái)越少，甚至很多的產(chǎn)品的只有一件，這樣的方式一方面對(duì)于人員的素質(zhì)要求高，另外一方面對(duì)于機(jī)床本身的精度要求更高，我們?cè)趥鹘y(tǒng)的有一定批量生產(chǎn)的行業(yè)，可以通過(guò)對(duì)于加工工藝和程序坐標(biāo)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)于精度的保證，即通過(guò)首件進(jìn)行試切，然后進(jìn)行坐標(biāo)的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度批量生產(chǎn)。
但當(dāng)我們面對(duì)一堆單件或者小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)候，其本身只有一個(gè)或者二三個(gè)毛坯零件，數(shù)量少并且加工中心精度要求高，因此要求機(jī)床時(shí)刻處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且其絕對(duì)精度要求大量非常，只要一加工就能夠達(dá)到精度要求。但實(shí)質(zhì)的情況下，本身有0.005MM的精度機(jī)床就可以完成加工，但現(xiàn)在需要將機(jī)床精度提高到0.003才可以。這些對(duì)于平面加工或者不復(fù)雜的加工是可以，但當(dāng)我們
的產(chǎn)品有非常高的精度要求時(shí)候，我們按照有一定批量的方式進(jìn)行加工時(shí)候，其就很難一次保證，要么是浪費(fèi)加工的零件，同時(shí)還會(huì)影響生產(chǎn)。因此對(duì)于這樣的高精度的零部件加工其實(shí)現(xiàn)智能制造則還需要一些強(qiáng)有力的手段，我們從廠房到設(shè)備再到夾具刀具以及日常管理等方面講述精密加工的智能制造實(shí)現(xiàn)和打造。
1、廠房的基礎(chǔ)的條件處理好，那么我們產(chǎn)品加工過(guò)程中將會(huì)少非常多的故障和不穩(wěn)定因素。廠房地基如果可以有選擇的條件盡量選擇靠山并且避開(kāi)震動(dòng)源如公路、鐵路等等，本身下面是巖石層的地方，這樣地基下沉機(jī)會(huì)比較少，不會(huì)影響地基下沉而影響設(shè)備的精度。當(dāng)?shù)鼗旧項(xiàng)l件一般時(shí)候，我們需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基施工，一方面是對(duì)振動(dòng)源隔離，另外一方面保證地基具備承壓和拉強(qiáng)，很多時(shí)候前面二個(gè)都注意到了，但對(duì)于拉強(qiáng)并沒(méi)有注意到，這主要是由于機(jī)床其移動(dòng)速度快，我們需要將設(shè)備能夠與地基進(jìn)行勞固的連接。很多企業(yè)賣(mài)了非常昂貴的設(shè)備，但在設(shè)備安裝地基方面確是偷工減料，或找一些專業(yè)的施工隊(duì)伍進(jìn)行，造成錢(qián)花了達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)常出不穩(wěn)定。此對(duì)于電源穩(wěn)定性也要求非常高，很多時(shí)候由于電源不穩(wěn)定和設(shè)備安裝時(shí)候接電不規(guī)范，造成了機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)一些無(wú)法莫名故障或報(bào)警，并且很難查到原因點(diǎn)。
2、溫度濕度的控制，在高精密產(chǎn)品加工中，其精度不僅僅是機(jī)床本身精度，外部環(huán)境對(duì)于精度影響也非常大，一方面會(huì)影響到本身設(shè)備的精度，另一方面會(huì)造成加工零件本身的變形或膨脹，特別是對(duì)于鋁合金這些對(duì)溫度非常敏感的材料。能夠建設(shè)恒溫廠房盡量保證，這樣可以大幅度提高機(jī)床和加工出來(lái)的產(chǎn)品的穩(wěn)定性，但很多企業(yè)雖然配置了空調(diào)系這統(tǒng)，但由于管理不到位，造成了車(chē)間溫度并不穩(wěn)定。因此對(duì)于高精度加工，溫度控制是必須的要素。
3、最為基礎(chǔ)的機(jī)床，對(duì)于精密而復(fù)雜的零件加工，如果我們只是采取傳統(tǒng)的立式加工中心方式進(jìn)行加工，不是加工不出來(lái)，而效率和精度保證起來(lái)非常團(tuán)難，我們?cè)谠O(shè)備選型時(shí)候一方面需要保證精度，另外一方面還需要保證效率，但這二個(gè)本身又是矛盾體。最終還需要保證總體的投資的具備很好經(jīng)濟(jì)性，因此選型搭配很重要。對(duì)于精密加工最重要的是精度和效率，如果精度達(dá)不到，那么就不用提效率了，因此對(duì)于精度有二方面的精度，一方面是一次性加工合格的精度，也就是我們?cè)趺礃幼寣?shí)際走刀和我們程序保持一致，當(dāng)然這里面包括夾具、刀具以及人員裝夾。但最重要的還是機(jī)床本身的定位精度要高。第二個(gè)是第一次加工和第二次加工的重復(fù)性，這就是我們機(jī)床的重復(fù)定位精度，這里面最核心就是我們的機(jī)床和夾具的穩(wěn)定性了。在效率方面當(dāng)然機(jī)床快移速度、換刀速度等等很重要，但最重要的應(yīng)該是機(jī)床能夠一次性更快的將產(chǎn)品加工出來(lái)。因此對(duì)于高精密產(chǎn)品減少裝夾造成的誤差是一個(gè)關(guān)鍵，減少裝夾時(shí)間是重點(diǎn)。如果裝夾時(shí)間很多，裝夾誤差比較大，需要來(lái)回校正確認(rèn)，都會(huì)降低我們的效率。其沒(méi)有辦法像我們汽車(chē)批量生產(chǎn)那樣，講的是按秒計(jì)算。而且本身精密零件很大程度上不會(huì)有非常大的量。
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4、建議采取五四三的方式，五是指五軸機(jī)或者多軸機(jī)，這些設(shè)備其對(duì)于復(fù)雜的零件可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成整個(gè)零件加工，非常有效的保證了產(chǎn)品空間位置要求。四是指臥式加工中心，臥式加工中心其適合箱體類的零件，并且本身具備非常快效率，可以應(yīng)對(duì)一些有一定批量的產(chǎn)品。四也是立式加工中心上面配置四軸轉(zhuǎn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)臥式加工中心的功能。三是指立式加工中心這是最為基礎(chǔ)的設(shè)備，應(yīng)對(duì)大部分的產(chǎn)品加工，其成本比較低。
5、選型確定下來(lái)后就是配轉(zhuǎn)置，一臺(tái)設(shè)備配置選擇將決定機(jī)床性能的發(fā)揮，很多時(shí)候我們的企業(yè)出現(xiàn)了本體高價(jià)買(mǎi)回來(lái)了，但不愿意增加一些項(xiàng)，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)揮的作用有效，但我們也不能為了防止配置不齊會(huì)出設(shè)備性能無(wú)法全面作用，而將所有的配置全配上，這樣好，經(jīng)濟(jì)性又存在問(wèn)題了，這里講一下必須要配置的選項(xiàng)：
6、機(jī)床的各軸光柵尺，雖然在一般加工時(shí)候作用有限，但在高精度和小批量加工時(shí)候其作用就明顯了，其可以有限的保證的穩(wěn)定性，當(dāng)然光柵尺也有精度級(jí)別，精度級(jí)別越高到來(lái)的精度效果越好。在五軸機(jī)或者四軸機(jī)方面，建議一定要配置旋轉(zhuǎn)軸的圓光柵。更有利于保證空間位置精度。光柵尺可以提高我們機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。
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7、切屑液溫度控制，我們加工過(guò)程中的溫度很大部分是由于切屑生產(chǎn)的，這種是無(wú)法回避的，另外還有天氣的溫度的變化，因此除了前面所講的車(chē)間溫度的控制外，對(duì)于切屑液溫度控制也非常關(guān)鍵?，F(xiàn)在我們很多企業(yè)對(duì)于這一點(diǎn)重視不夠，雖然配置了空調(diào)廠房，但加工過(guò)程中切屑液溫度會(huì)升高。因此還是建議配溫度控制。
8、在線測(cè)裝置，此功能是用于對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行自動(dòng)找正，以及對(duì)機(jī)床本身坐標(biāo)系進(jìn)行修正和確認(rèn)。同時(shí)也可以用于對(duì)產(chǎn)品加工完后進(jìn)行的尺寸的測(cè)量，測(cè)量完后如果達(dá)不到要求，可以進(jìn)行再次加工和修正。當(dāng)然也可以將一些加工完后的產(chǎn)品進(jìn)行修正時(shí)候的坐標(biāo)建立。
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9、帶有高精度過(guò)濾的排屑器，這一方面往往很多企業(yè)忽視，但其對(duì)于精度的影響和效率的影響都非常大，如果排屑器過(guò)濾精度不高，會(huì)導(dǎo)致切屑對(duì)刀具磨損加快，并且影響表面質(zhì)量。特別配置了主軸中心高壓?jiǎn)卧模切枰渲酶呔让饩S護(hù)的過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾系統(tǒng)的精度和效率直接會(huì)影響到內(nèi)冷壓力的穩(wěn)定，以及機(jī)床無(wú)故障運(yùn)行。當(dāng)內(nèi)冷壓力不穩(wěn)定時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)斷刀或者壽命降低。出現(xiàn)極端情況堵塞時(shí)候，機(jī)床就會(huì)報(bào)警，然后停機(jī)停線。但如果沒(méi)有報(bào)警時(shí)，就刀具就會(huì)折斷或者加工出來(lái)的精度達(dá)不到。另外如果過(guò)濾系統(tǒng)精度差時(shí)候，鋁屑就會(huì)進(jìn)入到主軸里面，而我們主軸上面的回轉(zhuǎn)接頭的密封圈就容易磨損，當(dāng)密封圈磨損時(shí)候就會(huì)有水容易進(jìn)入主軸電機(jī)，這個(gè)時(shí)候就會(huì)燒壞主軸的電機(jī)?，F(xiàn)在我們很多機(jī)床配置了過(guò)濾系統(tǒng)，其精度也很高，如布袋、線性過(guò)濾器、線帶過(guò)濾這些方面，有的精度很高，有的成本很低，但他們有一個(gè)最重要的需要人員維護(hù)，需要定期維護(hù)，一但人員疏忽，就會(huì)造成要么暏住，要么直接損壞起不到作用。因此現(xiàn)在越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始選配免維護(hù)自動(dòng)反沖逆洗過(guò)濾器的過(guò)濾系統(tǒng)。德國(guó)普銳米勒在采用這套系統(tǒng)后，得到了客戶的好評(píng)。當(dāng)然現(xiàn)在主流的機(jī)床，特別是在汽車(chē)行業(yè)大批量生產(chǎn)使用的已經(jīng)把這個(gè)變成了必配。
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10、好馬配鞍，配置高精尖的設(shè)備，我們還需要配置精良的夾具和刀具。很多時(shí)候買(mǎi)了好的設(shè)備，結(jié)果卻配置了很一般的刀具，夾具則是簡(jiǎn)單的虎鉗等手動(dòng)應(yīng)對(duì)。一方面造成精度無(wú)法保證，另外一方面造成效率比較低。只有配置相應(yīng)的刀具和夾具能夠發(fā)揮機(jī)床的效率和價(jià)值，也才能讓人員的效率得到充分發(fā)揮，否則就是一臺(tái)發(fā)拉利當(dāng)作拖拉機(jī)開(kāi)，再好的設(shè)備也發(fā)揮不出應(yīng)有的作用。
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11、在整個(gè)加工車(chē)間建立夾具體系，大量應(yīng)用零點(diǎn)定位快換夾具等，為什么時(shí)候夾具體系，夾具和刀具一樣，當(dāng)你只為一套機(jī)床配置時(shí)候，其成本將會(huì)非常高，但如果在整個(gè)車(chē)間，從不同的機(jī)臺(tái)都配置此系統(tǒng)，再將其與測(cè)量等其它工廠序一起配置時(shí)候，將會(huì)大幅度的提高效率。只需要一次進(jìn)行精準(zhǔn)裝夾后，后續(xù)都可以通過(guò)零點(diǎn)定位系統(tǒng)進(jìn)行各工序之間無(wú)間隙的工序切換，一方面效率非常高，不需要向以前一樣還需要零位找正或重新裝夾。另外一方面由于其工序之間切換精度丟失很小，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在不同機(jī)臺(tái)之間高精度切換，可以減少設(shè)備投入的成本和提供加工精度。當(dāng)我們沒(méi)有辦法建立統(tǒng)一的夾具體系時(shí)候，我們需要加大對(duì)于夾具的投入，在所有加工制造資源中，對(duì)于夾具的投入帶來(lái)的回報(bào)應(yīng)該是最大的。夾具是支承我們的機(jī)床、刀具、人員效率發(fā)揮的關(guān)鍵，當(dāng)我們夾具剛性提高后，我們才能夠提供我們加工切屑參數(shù)，當(dāng)我們將通過(guò)夾具實(shí)現(xiàn)更零件加工數(shù)量時(shí)候，我們才能夠讓我們的人員更加輕松或產(chǎn)生更大的產(chǎn)值。當(dāng)我們夾具設(shè)計(jì)到位后，才能夠彌補(bǔ)產(chǎn)品本身的剛性的缺陷。一流企業(yè)的差異，對(duì)于機(jī)床投入是一方面，最重要的體現(xiàn)就是對(duì)于夾具的投入。
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12、刀柄的配置，由于一臺(tái)機(jī)床上面配置刀柄數(shù)量比較多，因此當(dāng)一個(gè)刀柄價(jià)格相差比較大時(shí)候，直接會(huì)影響到投資額度，但實(shí)質(zhì)上刀柄的選擇對(duì)精度、效率、成本影響非常大，其精度高，可以減少刀具磨損，減少對(duì)于機(jī)床主軸磨損，很多企業(yè)由于省這方面成本，0.001mm跳動(dòng)的主軸，選擇了0.005mm的刀柄，造成了機(jī)床只能達(dá)到0.005mm,同時(shí)長(zhǎng)久使用，主軸的精度也變成了0.005mm。
13、專業(yè)的軟件選擇，專業(yè)正版的軟件可以大幅度提高程序的精度和效率，實(shí)現(xiàn)很非專業(yè)軟件不能實(shí)現(xiàn)的功能，軟件本身是經(jīng)驗(yàn)的體現(xiàn)。
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14、我們無(wú)法做到完全自動(dòng)化，但我們可以做少人化的半自動(dòng)化，將機(jī)床加裝雙交換工作臺(tái)。實(shí)現(xiàn)人員輕松而細(xì)致的機(jī)外產(chǎn)品裝夾，確保每一次裝夾的可靠性。美國(guó)MIDACO就是這樣的一個(gè)企業(yè)，其誕生在美國(guó)，我們知道美國(guó)的醫(yī)療器械行業(yè)非常發(fā)達(dá)，但這個(gè)行業(yè)沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，因此大部分都是采用半自動(dòng)化，人工裝夾，自動(dòng)上下料。從而輕松實(shí)現(xiàn)加工制造。當(dāng)我們所有基本條件具備以后，找一個(gè)專門(mén)從事精密加工智能制造集成的企業(yè)也是非常至關(guān)重要。
精密零部件加工智能制造思考
07-31-2023
