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    數控機床的操作與技巧

    2018-09-12

    首先,操作者需對操作的數控機床有一個全面的了解。了解機床的機械結構:要了解機床的機械構造組成;要掌握機床的軸系分布;更要牢牢地掌握機床各個數控軸的正負方向;要掌握機床的各部件的功能和使用;另外要掌握機床各輔助單元的工作原理和功能。
    牢牢地掌握機床的各操作按鈕功能:特別是安全注意事項,比如急停按鍵,知道怎么執行程序;怎么暫停程序后檢查工件加工狀態后,恢復暫停狀態后繼續執行程序,怎么停止程序;怎么更改程序后再執行程序,諸如此類。


    其次,對于數控機床來說,學習操作尤為重要,要熟練掌握控制數控機床的手動或者自動操作,熟練掌握控制機床的各數控軸的移動。對于西門子系統,提供了很多人性化的操作,如回斷點Repos鍵,變量移動VAR鍵,示教功能鍵等等,只有在熟練掌握了數控機床的操作之后,才能克服類似的恐懼心理,才能在此基礎之上學習掌握更高的數控機床操作技巧。


    第三,要熟練掌握程序編輯,各個工序的參數補償和刀具或者砂輪的直徑和長度的補償。首先經過培訓掌握你所要操作數控機床的編程語言,編程方法和各參數補償方法,對于西門子系統,有先進的圖形化循環可供編程人員學習,同時有3D模擬和實時模擬供操作者使用,當然初學者也可以在工作站上使用Sinutrain軟件編輯和機床切削的仿真學習。
    另外,操作者需要特注意:模擬仿真加工只是理論上的一個結果,并不代表機床在實際切削加工過程中就不會發生碰撞,也不代表就能加工出合格的產品。模擬仿真的目的是為了節省編程時間,提高機床實際利用率,減少加工工件時的調試時間,并不代表實際的零件加工。完成完美的工件加工是和數控機床操作者的智慧和汗水密不可分的。


    要點四,實際加工過程中的加工技巧,認真做好準備工作,先將圖紙讀懂,確認要加工工件的位置,確認要加工工件部位的精度公差,然后編輯加工程序。要將加工中需要的工件和刀具或者砂輪準備好,將加工過程中需要的檢測儀器都準備好,將加工過程中需要的輔助工裝和夾具都準備齊全。
    加工第一件工件時,機床應該使用單步工作狀態進行試切削。當機床程序每調用一個新的刀具或者砂輪時應該先進行對刀,檢查程序動作是否正確。
    工件加工時盡量采取一次裝夾,完成工件加工;如果需要進行測量或者其他原因需要工件的二次裝夾,那么就必須保證第二次裝夾與第一次裝夾的定位和加工基準的統一。如果采取機床的自動定位裝置,那么需要保持自動測量系統的測量速度一致性。在對工件的加工精度進行檢測時,最好能夠在機床上完成,這樣可以減少二次裝夾的定位誤差。另外,機床在加工工件的某些部位,其尺寸公差的精度要求較高時,操作者在每次加工完成后,都需要進行精度檢查,檢查合格后再去加工工件下一個的位置;如果工件上某個部位的形狀是由兩個或者多個方向加工合成的,那么每個方向的加工都會影響該部位形狀的位置或者形狀的公差,那么加工時應先加工對工件精度影響較小的一個方向,然后再加工工件公差要求較高的方向,最后反復加工,最后逼近所要求的精度。如果在機床上使用標準的測量儀器不能對工件進行測量,同時又不能把工件從機床上取下進行測量,否則影響工件的加工精度,那么可以使用特殊的卡規、塞規、量規等手段來檢測,如果機床本身軟件帶有測量功能,那么可以使用機床本身來測量工件。在完成整個工件的加工后,再對工件進行全面的檢測。
    對于成批量工件的加工。當初次程序調試完成后,那么需要優化加工程序。優化的基本原則如下:保證加工質量的前提,優化切削參數,譬如進給速度、刀具或砂輪轉速、橫向進給量,加工深度等等;優化加工步驟,優化加工基準,提高加工效率,使用高壽命刀具或砂輪,減少換刀次數或者砂輪修正次數;建立合理的加工程序的數學模型,編輯有效可靠程序,合理設置粗精加工的余量和次數和使用適當的成型刀具或者砂輪,對于提高效率,保證加工質量具具有較為顯著的效果。

    對于保證被加工工件的加工質量應該注意以下幾方面:加工時要對機床進行熱機一段時間,保持機床各機械軸在工作期間的熱平衡,盡量保持機床加工過程的被加工工件溫度穩定,并且盡量保持工作頭、機床主軸、絲杠導軌,光柵尺,刀具夾頭或者砂輪接桿的冷熱平衡。如果機床使用冷卻油和冷卻液,要保持其溫度恒定,冷卻液的溫度是影響工件加工的精度的重要因素之一,通過機床的冷卻系統來保證冷卻液的恒定溫度。


    一般工廠晚上都需要關機,第二天需要再開機床,所以每天機床工作前都需要進行熱機。為了提高的機床利用率,現有兩種方法可以實現機床加工。一是開機后對原始程序稍許修改,在所有的加工工序中做一個遠離工件的補償量,那么加工過程中,機床的在機床加工時根據測量結果更改修正值,當機床處于熱平衡狀態后,修正值就可以不需要再更改。另外一種方法是,那么在開機后的一段時間先加工工件公差較大的部位,然后經過一段時間后等到機床達到熱平衡后,再來加工工件上某些公差要求較高的位置;或者先用機床進行粗加工,等機床工作達到熱平衡后,再進行工件的精加工。
    對于一個具有多基準,有多處精度要求較高的尺寸的工件。那么應先加工工件上有一個基準僅定義一個或兩個尺寸,但尺寸精度要求較高的位置,而對同一基準有多個尺寸的部位,應先加工精度最高的部位,然后再加工精度較低的位置。因為機床在加工高精度的部位時工件容易產生廢品,那工件其余的部位就可以不加工,這樣節省了加工成本。
    總之,加工的基本原則:先粗加工,把工件的多余材料去掉,然后精加工;加工中應避免振動的發生;避免工件加工時的熱變性。造成的振動發生有很多原因,可能是負載過大,可能是機床和工件的共振,或者可能是機床的剛性不足,也可能是刀具或砂輪鈍化后造成的。我們可以通過下述方法來減小振動:減小橫向進給量和加工深度,檢查工件裝夾是否牢靠,提高刀具的轉速或者降低轉速可以降低共振,另外查看是否有必要的更換新的刀具。
    對于數控機床操作的初學者,經常發生碰撞。常聽別人說,不碰機床,就學不會機床操作,這是一種非常錯誤和有害的認識。機床碰撞對機床的精度是很大的損害,對于不同類型機床影響也不一樣。一般來說,對于剛性不強的機床影響較大,對于剛性較強的龍門結構的機床,在同等的撞擊力下影響較小。如果機床是懸臂式得結構,以及機床主軸是裝在一回轉軸上的機床結構,一旦機床發生碰撞的話,對機床的精度影響是致命的。所以對于高精度數控機床來說,碰撞絕對要杜絕。只要操作者細心和掌握一定的防碰撞的方法,碰撞是完全可以預防和避免。以下幾點心得或許對數控機床初學者預防碰撞有所幫助。
    碰撞發生的最主要的原因:一是對刀具或者砂輪的直徑和長度輸入錯誤;二是對工件的尺寸和其他相關的幾何尺寸輸入錯誤以及工件的初始位置定位錯誤;三是機床的工件坐標系設置錯誤,或者機床零點在加工過程中被重置,而產生變化。機床碰撞大多發生在機床快速移動過程中,這時候發生的碰撞的危害也最大,應絕對避免。所以操作者要特別要注意機床在執行程序的初始階段和機床在更換刀具或砂輪的時候,此時一旦程序編輯錯誤,刀具或砂輪的直徑和長度輸入錯誤,那么就很容易發生碰撞。在程序結束階段,各數控軸的退刀動作順序錯誤,那么也可能發生碰撞。為了避免上述碰撞,在第一次使用刀具和砂輪時,要仔細進行對刀,不能輕視該問題。為了避免碰撞,操作者在操作機床時,要充分五官的功能,觀察機床有無異常動作,有無火花,有無噪音和異常響動,有無震動,有無焦味。發現異常情況應立即停止程序,待機床問題解決后,機床才能繼續工作。同時在操作之前,操作者應該接受機床操作的安全培訓,每類機床應有安全操作規程,操作人員應經系統的操作和安全培訓,持有培訓合格的上崗證后才能上機床工作。工作前,應知道滅火器的位置,并且操作者要掌握滅火器的方法,機床的氣壓開關的位置,機床的輸入電源的開關的位置,液壓工作站的位置,都因掌握應急的關閉的方法,對于使用冷卻油的磨床應將滅火器的放置在機床的三米之內。

    總之,掌握數控機床的操作技巧是一個循序漸進的過程,并不能一蹴而就。它是建立在掌握了機床基本操作、基礎的機械加工知識和基礎的編程知識之上的。數控機床操作技巧也不是一成不變的。它是需要操作者成分發揮想象力和動手能力的有機組合,是具有創新性的勞動。


    From:數控技術應用


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