數(shù)控沖床是按照事先編制好的加工程序,,自動地對鈑料進行沖裁加工的設(shè)備,。理想的加工程序不僅應(yīng)能保證加工出符合設(shè)計要求的合格零件,同時也應(yīng)能使數(shù)控沖床得到合理的應(yīng)用并使其性能得到充分的發(fā)揮,。
進行數(shù)控程序設(shè)計時,,無論是手工編程還是自動編程,在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析,,然后擬定加工方案,、制定正確合理的加工工藝過程,還要選擇合適的模具及加工速度,。在數(shù)控程序的設(shè)計中,,更應(yīng)注意一些程序設(shè)計的工藝方法。如果忽視了一些工藝細節(jié)問題,,有時即使加工程序是正確的,,但由于程序的工藝方法不合理,也根本無法加工出合格的零件,,更有甚者,,會造成機床的報警及損害。
本文將就數(shù)控沖程序設(shè)計中常見的問題進行剖析,,并針對具體問題給出相應(yīng)的解決辦法,。
二、數(shù)控沖裁程序設(shè)計工藝過程分析
1. 選擇合適的編程基準
數(shù)控沖床在加工中,,都是以機床的原點為定位基準的,,一般情況下,也是以這個基準為編程基準,。但是有時選擇合適的編程基準,,可以大大降低程序設(shè)計中的數(shù)值計算,減少程序段和編程工作量,,增加程序的可讀性及可修改性,,減少程序設(shè)計中的錯誤。編程基準可以選擇在零件或機床的任何位置,,但必須與零件的定位基準有確定的關(guān)系,。為了保證加工精度,減少程序設(shè)計中的計算量,,編程基準應(yīng)盡量選擇在設(shè)計基準或工藝基準上,。
例如,圖1中的O點是機床原點,,對于這個零件,,如果將編程基準置于Oa點,由于此零件的多數(shù)型孔以Y方向?qū)ΨQ,,那么Y方向坐標尺寸的計算將變得非常簡單,,而且如果Y方向的展開尺寸有變化時,,程序的修改也比較容易,只需再次確定Oa點的位置即可完成程序的修改,。
2. 工序最大限度集中
為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)勢,,提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量,在數(shù)控沖床加工編程中應(yīng)遵循工序最大限度集中的原則,,即零件在一次裝夾中,,力求完成本臺數(shù)控機床所能加工的全部型孔及外形的加工,防止出現(xiàn)重復(fù)定位誤差,。對于有些必須重復(fù)定位的零件,,也應(yīng)充分考慮重復(fù)定位的方法,而且在出現(xiàn)重復(fù)定位的情況下,,也應(yīng)使有相關(guān)尺寸的孔盡量在一次加工定位中能夠完成,,如圖1中8-Ф6.0及方孔(120mm×80mm)等。因為作為一組有關(guān)聯(lián)尺寸要求的型孔,,如果分兩次定位來加工完成,,就極有可能出現(xiàn)加工誤差,無法保證關(guān)聯(lián)尺寸的要求,,達不到零件要求的尺寸精度,。
3. 合理地選擇換模次序及走刀路線
在數(shù)控沖床的程序設(shè)計中,應(yīng)當選擇合理的換模次序,,其一般原則是:先圓孔后方孔,先小孔后大孔,、先中間后外形,。同時一套模具在選用以后,出于縮短加工時間的考慮,,應(yīng)該完成其在這個零件上的所有需要加工的型孔,。在合理選擇換模次序的同時也應(yīng)該選取模具的最佳走刀路線,以減少空行程,,提高生產(chǎn)效率,,并保證機床安全可靠的運行。
在圖2中,,都是從左下角的第一個孔開始加工,,a圖(G37)的走刀路線是沿Y方向迂回往返加工,這樣不但加工時間比較長,,而且在網(wǎng)孔的數(shù)控沖加工中由于殘余應(yīng)力的存在,,必然引起鈑料的變形,再以 Y方向迂回加工,,極有可能使得鈑料與機床的上下轉(zhuǎn)盤發(fā)生碰撞,、卷料,,構(gòu)成極不安全的隱患。如果以b圖(G36)的方式加工,,不但加工時間比較短,,而且由于以X方向迂回加工,使得鈑料的變形部分在加工的過程中逐步退出上下轉(zhuǎn)盤之間,,極大地降低了鈑料與機床發(fā)生碰撞,、卷料的危險。
a) G37
b) G36 圖2 走刀路線選擇
4. 合理的夾鉗位置及移位方式
數(shù)控沖床每一次夾鉗定位都有一定的加工范圍,, 如我所的PEGA-345,,一次夾鉗定位的加工范圍是:X方向1270mm,Y方向1000mm,。當在 X方向超過這個行程時,,就必須通過夾鉗移位來完成其余的加工。夾鉗移位時,,首先,,壓料塊壓住鈑料,夾鉗松開,,夾鉗移動到指定的位置,,再次夾緊,繼續(xù)加工,。
數(shù)控沖在加工中,,由于毛坯料的定位邊直線度不好,夾鉗位置,、壓料塊的位置不當,,外形加工時很容易出現(xiàn)臺階,各個型孔距邊的尺寸公差也難以保證,,如圖3所示,。
筆者通過長期的編程實踐及生產(chǎn)實際操作,總結(jié)出了以下幾點經(jīng)驗,。
(1)要盡可能地保證定位邊良好的直線度,,在必要的情況下,可以在數(shù)控剪床上再次精裁一刀,;
(2)第一次的夾鉗位置應(yīng)盡可能的大,,以使夾鉗夾持得更加平穩(wěn)、可靠,;
(3)可在不移位的情況下加工的孔,,應(yīng)盡可能地一次加工完成;
(4)有相關(guān)尺寸的孔,,應(yīng)盡量在一次移位中加工完成,;
(5)為使鈑料有良好的剛性,,應(yīng)適當?shù)囟嗔粢恍┪⑦B接;
(6)壓料塊的位置:Y方向應(yīng)壓在鈑料的中心位置,,而在X方向應(yīng)壓在偏向夾鉗要移動的位置,。
只要做到以上幾點,就可以很好地克服夾鉗移位帶來的一系列問題,,保證零件加工的合格,。
5. 合理的排料方式
對于中小型零件的數(shù)控沖加工,為了縮短輔助加工工時,,節(jié)約加工時間,,提高材料的利用率,一般采用排版加工程序,。排版加工程序可以分為自動排版與人工排版兩種,。
自動排版的優(yōu)點是只須由編程者編輯出單個程序,然后由軟件自動生成排版程序,,省時,、省力,而且走刀路線,、換模次序較為合理,。但是,這樣做有兩大弊?。?/span>
(1)不能嚴格地執(zhí)行首件加工
排版程序加工時,,由于是批量加工,因此必須進行首件檢驗,。但是,,當按下工控柜上的“FIRST”鍵時,并不能完整地加工出第一個零件,。這樣就給首件檢驗帶來了一定的難度,容易造成批量報廢,。
(2)自動排版的編輯性差
由于自動排版產(chǎn)生的程序可閱讀性和可編輯性較差,,當加工中途出現(xiàn)程序錯誤、機床報警,、卷料以及其他情況而使機床急停時,,在解除報警、消除隱患后很難再繼續(xù)加工,。
鑒于上述的原因,,我們一般采用人工排版的辦法。其格式為:
G98Xxa Yya Icx JcyPnx Kny ,;排版設(shè)置
U00
… ,;程序段
V00
G75(G76) W00 Q0 ,;程序段調(diào)用
……
只要我們合理安排換模次序及走刀路線,人工排版可以與自動排版相媲美,,而且完全可以消除上述兩大弊端,。而且,當鈑料規(guī)格不統(tǒng)一時,,對鈑料上要加工的零件數(shù)量的改變,,只需改變G98XxaYyaIcxJcyPnxKny中的P 、K值,,就可以輕松地完成對程序的修改,。
6. 數(shù)控程序良好的可讀性、可修改性
數(shù)控程序的設(shè)計方法有兩種:手工編程及自動編程,。手工編程方法是指從分析零件圖樣,、制定工藝規(guī)程、計算坐標點,、編寫零件加工程序直到程序的校核,,整個的過程都是由人工完成的。對于零件不太復(fù)雜,,坐標點的計算比較簡單的情況,,采用手工編程比較容易實現(xiàn)。但是對于外形比較復(fù)雜,,坐標點的計算難度比較大的零件,,就應(yīng)該采用自動編程。自動編程是指從工藝處理,、坐標點的計算直至程序生成,、校核完全由計算機完成。與手工編程相比,,自動編程的編程質(zhì)量及效率大為提高,。
不管是手工編程還是自動編程,所產(chǎn)生的數(shù)控程序都應(yīng)做到程序結(jié)構(gòu)清晰,、語句規(guī)范,、可讀性好、可修改性強,。特別是對于單件小批量數(shù)控生產(chǎn),,可能隨時需要在機床工控柜上對程序進行修改、調(diào)整,,程序的可讀性和可修改性就顯得格外重要,。同時,為了簡化編程及修改的工作,當某段加工工序和加工路線重復(fù)使用時,,為縮短程序長度,,應(yīng)盡量使用子程序及宏指令,從而有利于數(shù)控加工編程工作的最優(yōu)化,。
三,、總結(jié)
數(shù)控沖床的程序設(shè)計,不是一個單純的將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為機床可以識別的代碼的過程,,優(yōu)秀的數(shù)控沖編程人員首先應(yīng)當是優(yōu)秀的工藝設(shè)計人員和優(yōu)秀的機床操作人員,。他們對機床及機床的各項參數(shù)做到足夠地了解,對所有的模具做到心中有數(shù),。程序設(shè)計時,,應(yīng)根據(jù)數(shù)控沖床的加工工藝特點,進行全面的分析,,不僅要保證編制出正確的數(shù)控程序,,更應(yīng)保證加工出合格的零件,同時也應(yīng)使數(shù)控沖床能得到合理應(yīng)用和充分的發(fā)揮,。