為模具制造業(yè)提供更好的工藝控制（一）

文章來(lái)源：admin 更新時(shí)間：2013-12-16 09:17:11

　　高精度的機(jī)床、機(jī)床上的探測(cè)技術(shù)及非接觸式對(duì)刀技術(shù)的發(fā)展為模具加工的自動(dòng)化和快速成型提供了強(qiáng)大的工具。 　　

　　用于更快速、更省力、更靈活生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使工業(yè)重點(diǎn)偏離了傳統(tǒng)的后工藝質(zhì)量管理。在大多數(shù)車間中，最昂貴而又不能創(chuàng)造價(jià)值的工作就是零件的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)不合格的零件既浪費(fèi)時(shí)間，又浪費(fèi)財(cái)力和人力。現(xiàn)在的注意力不是集中在后期的檢測(cè)，而是轉(zhuǎn)移到前期的預(yù)防。其目的是為了從一開始，就按特別緊密的配合公差和最少的加工時(shí)間生產(chǎn)出100%的合格產(chǎn)品。在這一宗旨下，機(jī)床上開始應(yīng)用各種各樣的實(shí)踐技術(shù)，以達(dá)到更好的工藝控制目的。自動(dòng)化的工藝檢測(cè)可以使工藝過(guò)程和零件處于控制狀態(tài)，以盡量減少因操作員干預(yù)而造成的停機(jī)時(shí)間。 　　

　　工藝控制方面的這些改進(jìn)對(duì)于模具制造業(yè)來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的。絕大部分的模具加工具有一次成型的特點(diǎn)，因?yàn)檩^高的累計(jì)誤差值會(huì)被轉(zhuǎn)移到復(fù)雜的鑄型之中，這就要求我們必須一次就完成全部加工。同時(shí)，較短的交貨期和全球性的競(jìng)爭(zhēng)也需要有更快的加工模具。為了盡量減少操作工人等因素的干擾，這些工藝控制系統(tǒng)為模具制造商增加了一對(duì)監(jiān)控眼睛，有利于在長(zhǎng)期加工和第二道、第三道工序中監(jiān)控機(jī)床的加工情況。 　　

　　機(jī)床的加工能力 　　

　　為了預(yù)防缺陷的發(fā)生，企業(yè)必須具備編輯工藝文件的能力和保證機(jī)床的工藝精度的能力。為了達(dá)到這一目的，則需要按照國(guó)家承認(rèn)和接受的標(biāo)準(zhǔn)，如按照ISO 230標(biāo)準(zhǔn)或ASME B5.54標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。這兩種標(biāo)準(zhǔn)都要求使用球桿和激光干涉儀按照所推薦的程序檢測(cè)機(jī)床的精度。采用這些標(biāo)準(zhǔn)的目的并不是規(guī)定機(jī)床必須滿足某一精度，而是要找出機(jī)床可以達(dá)到什么樣的精度水平。零件的書面資料規(guī)定企業(yè)的機(jī)床精度必須能生產(chǎn)合格的零件，并在這一地方設(shè)定精度標(biāo)桿。經(jīng)測(cè)試可以讓您了解您的機(jī)床能夠達(dá)到多高的水平。只要機(jī)床能夠達(dá)到那個(gè)精度標(biāo)桿，就具備了工藝加工的能力。 　　

　　現(xiàn)代的機(jī)床都具備測(cè)試和校準(zhǔn)技術(shù)，而且也能夠提供這種技術(shù)，這樣車間能夠保證機(jī)床的精度并且正常運(yùn)行。越來(lái)越多的工廠和大型車間擁有自己的激光干涉儀和電子設(shè)備，而小的工廠則可以通過(guò)各種渠道，利用商業(yè)化方式，以具有競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格通過(guò)租賃的方式獲得設(shè)備以及檢測(cè)服務(wù)。 　　

　　實(shí)際上，現(xiàn)在可以為任何車間提供伸縮式球桿檢測(cè)器，用于機(jī)床的快速檢測(cè)，只要15min就可完成檢測(cè)任務(wù)，以維護(hù)機(jī)床的加工精度。采用球桿檢測(cè)可以精確地評(píng)價(jià)機(jī)床的幾何精度、正圓度和粘/滑誤差、侍服增益誤配、振動(dòng)、齒隙、重復(fù)精度和標(biāo)尺的誤配。一些球桿軟件可以根據(jù)ISO 230-4和ASME B5.54和B5.57標(biāo)準(zhǔn)提供特定誤差的診斷，然后提供一份普通的英語(yǔ)清單，按照對(duì)機(jī)床精度的整體影響順序，列出各種誤差的來(lái)源。這可以使機(jī)床維修人員直接針對(duì)有問(wèn)題的地方進(jìn)行處理。 　　

　　階段性的球桿測(cè)試跟得上機(jī)床的性能發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)防性的維護(hù)有利于在機(jī)床偏離工藝加工能力前事先做出計(jì)劃。工業(yè)上一般趨向于按照需要，而不是按照時(shí)間來(lái)校正機(jī)床。沒(méi)有理由為維護(hù)而抽出一臺(tái)正在從事生產(chǎn)的完好機(jī)器來(lái)進(jìn)行校正。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有什么不正常的情況時(shí)，還是讓檢測(cè)球桿和生產(chǎn)的零件來(lái)確定。檢測(cè)期間可以繼續(xù)生產(chǎn)。 　　

　　機(jī)上探針檢測(cè) 　　

　　今天標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床所能達(dá)到的精度和重復(fù)精度已經(jīng)接近過(guò)去只有CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)才能達(dá)到的水平。這一功能可以使機(jī)床本身在關(guān)鍵的加工工藝階段，用探針對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。一旦機(jī)床安裝了測(cè)量?jī)x器，測(cè)量探針就變成了操作員的CNC測(cè)量計(jì)。檢測(cè)程序可作為加工工藝中的一部分進(jìn)行編程，并在各個(gè)點(diǎn)上自動(dòng)運(yùn)行，檢測(cè)尺寸和位置以及提供必要的補(bǔ)償。這樣可免除操作人員使用千分表和塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量，并消除人為因素造成控制系統(tǒng)中卡具、零件和刀具偏置所引起的誤差。機(jī)上檢測(cè)已成為工藝的一個(gè)部分，這是一個(gè)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的強(qiáng)大的工藝工具，可在最短的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，第一次就制造出合格的零件。 　　

　　可用于自動(dòng)地確定零件的位置，然后建立起一個(gè)工作坐標(biāo)系統(tǒng)，機(jī)上檢測(cè)可削減設(shè)置時(shí)間，提高主軸的利用率，降低卡具的成本和消除非生產(chǎn)加工通行時(shí)間。在復(fù)雜的零件加工方面，原先需要45min時(shí)間調(diào)試卡具，現(xiàn)應(yīng)用檢測(cè)裝置只需45s并且全部由CNC自動(dòng)操作完成。在開始加工鑄件或鍛件時(shí)，檢測(cè)裝置能確定工件的形狀，可避免因空切而浪費(fèi)時(shí)間，并可幫助確定最佳的刀具切入角度。工藝過(guò)程中的控制是利用檢測(cè)裝置對(duì)切削過(guò)程中的機(jī)床特性、尺寸和位置進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)驗(yàn)證每一加工工序各種特點(diǎn)之間的精確尺寸關(guān)系，以避免發(fā)生問(wèn)題。可以對(duì)測(cè)頭編程，并按程序檢測(cè)各階段的實(shí)際加工結(jié)果，然后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償，特別是在粗加工或半精加工以后。 　　

　　參考檢測(cè)是將零件特點(diǎn)與一個(gè)尺寸樣板或已知位置和尺寸的基準(zhǔn)表面進(jìn)行比較，它能使CNC確定定位差距，然后產(chǎn)生一個(gè)偏移量來(lái)補(bǔ)償這一差距。在進(jìn)行關(guān)鍵加工前，通過(guò)對(duì)仿造樣板的檢測(cè)，CNC就能夠針對(duì)樣板已知的尺寸檢查其自身的定位，然后對(duì)偏移量進(jìn)行編程。如果尺寸樣板安裝在機(jī)床上并暴露于同樣的環(huán)境條件下，那么可使用參考檢測(cè)監(jiān)控和補(bǔ)償熱膨脹系數(shù)。其所產(chǎn)生的結(jié)果是一個(gè)閉路循環(huán)過(guò)程，不會(huì)受到操作員影響。 　　

　　每臺(tái)機(jī)床在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中以及在其結(jié)構(gòu)中都存在許多自身固有的小誤差，因此，在CNC的編程位置與刀尖真實(shí)位置之間總是存在著一點(diǎn)微小的差距，即使在兩者之間經(jīng)過(guò)激光補(bǔ)償調(diào)節(jié)至相當(dāng)一致以后。可編程人造樣板檢測(cè)是進(jìn)一步補(bǔ)償機(jī)床其余誤差的好方法。它可為工藝控制提供反饋，能夠使定位精度接近機(jī)床重復(fù)精度的規(guī)范要求。這種閉路工藝控制可以使加工中心的加工精度達(dá)到鏜銑床和其他精密機(jī)床的加工水平。