精密零部件加工http://www.xhdly.top/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，而且對于人員素質(zhì)要求也非常高，是目前機械加工里面最希望實現(xiàn)自動化加工的，但也是最難實現(xiàn)的。目前隨著人們對于產(chǎn)品品質(zhì)要求的提供，現(xiàn)在我們的產(chǎn)品的精度要求越來越高，但另外一矛盾則是其批量越來越少，甚至很多的產(chǎn)品的只有一件，這樣的方式一方面對于人員的素質(zhì)要求高，另外一方面對于機床本身的精度要求更高，我們在傳統(tǒng)的有一定批量生產(chǎn)的行業(yè)，可以通過對于加工工藝和程序坐標(biāo)的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對于精度的保證，即通過首件進行試切，然后進行坐標(biāo)的調(diào)整來實現(xiàn)產(chǎn)品的高精度批量生產(chǎn)。
但當(dāng)我們面對一堆單件或者小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品時候，其本身只有一個或者二三個毛坯零件，數(shù)量少并且加工中心精度要求高，因此要求機床時刻處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且其絕對精度要求大量非常，只要一加工就能夠達到精度要求。但實質(zhì)的情況下，本身有0.005MM的精度機床就可以完成加工，但現(xiàn)在需要將機床精度提高到0.003才可以。這些對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候，我們按照有一定批量的方式進行加工時候，其就很難一次保證，要么是浪費加工的零件，同時還會影響生產(chǎn)。因此對于這樣的高精度的零部件加工其實現(xiàn)智能制造則還需要一些強有力的手段，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)品加工過程中將會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震動源如公路、鐵路等等，本身下面是巖石層的地方，這樣地基下沉機會比較少，不會影響地基下沉而影響設(shè)備的精度。當(dāng)?shù)鼗旧項l件一般時候，我們需要嚴格按照設(shè)計要求進行地基施工，一方面是對振動源隔離，另外一方面保證地基具備承壓和拉強，很多時候前面二個都注意到了，但對于拉強并沒有注意到，這主要是由于機床其移動速度快，我們需要將設(shè)備能夠與地基進行勞固的連接。很多企業(yè)賣了非常昂貴的設(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)的施工隊伍進行，造成錢花了達不到設(shè)計要求，經(jīng)常出不穩(wěn)定。此對于電源穩(wěn)定性也要求非常高，很多時候由于電源不穩(wěn)定和設(shè)備安裝時候接電不規(guī)范，造成了機床經(jīng)常出現(xiàn)一些無法莫名故障或報警，并且很難查到原因點。
2、溫度濕度的控制，在高精密產(chǎn)品加工中，其精度不僅僅是機床本身精度，外部環(huán)境對于精度影響也非常大，一方面會影響到本身設(shè)備的精度，另一方面會造成加工零件本身的變形或膨脹，特別是對于鋁合金這些對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床和加工出來的產(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，造成了車間溫度并不穩(wěn)定。因此對于高精度加工，溫度控制是必須的要素。
3、最為基礎(chǔ)的機床，對于精密而復(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行加工，不是加工不出來，而效率和精度保證起來非常團難，我們在設(shè)備選型時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)濟性，因此選型搭配很重要。對于精密加工最重要的是精度和效率，如果精度達不到，那么就不用提效率了，因此對于精度有二方面的精度，一方面是一次性加工合格的精度，也就是我們怎么樣讓實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。但最重要的還是機床本身的定位精度要高。第二個是第一次加工和第二次加工的重復(fù)性，這就是我們機床的重復(fù)定位精度，這里面最核心就是我們的機床和夾具的穩(wěn)定性了。在效率方面當(dāng)然機床快移速度、換刀速度等等很重要，但最重要的應(yīng)該是機床能夠一次性更快的將產(chǎn)品加工出來。因此對于高精密產(chǎn)品減少裝夾造成的誤差是一個關(guān)鍵，減少裝夾時間是重點。如果裝夾時間很多，裝夾誤差比較大，需要來回校正確認，都會降低我們的效率。其沒有辦法像我們汽車批量生產(chǎn)那樣，講的是按秒計算。而且本身精密零件很大程度上不會有非常大的量。
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4、建議采取五四三的方式，五是指五軸機或者多軸機，這些設(shè)備其對于復(fù)雜的零件可以實現(xiàn)一次裝夾完成整個零件加工，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?？煨?，可以應(yīng)對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，實現(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)對大部分的產(chǎn)品加工，其成本比較低。
5、選型確定下來后就是配轉(zhuǎn)置，一臺設(shè)備配置選擇將決定機床性能的發(fā)揮，很多時候我們的企業(yè)出現(xiàn)了本體高價買回來了，但不愿意增加一些項，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出設(shè)備性能無法全面作用，而將所有的配置全配上，這樣好，經(jīng)濟性又存在問題了，這里講一下必須要配置的選項：
6、機床的各軸光柵尺，雖然在一般加工時候作用有限，但在高精度和小批量加工時候其作用就明顯了，其可以有限的保證的穩(wěn)定性，當(dāng)然光柵尺也有精度級別，精度級別越高到來的精度效果越好。在五軸機或者四軸機方面，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，我們加工過程中的溫度很大部分是由于切屑生產(chǎn)的，這種是無法回避的，另外還有天氣的溫度的變化，因此除了前面所講的車間溫度的控制外，對于切屑液溫度控制也非常關(guān)鍵?，F(xiàn)在我們很多企業(yè)對于這一點重視不夠，雖然配置了空調(diào)廠房，但加工過程中切屑液溫度會升高。因此還是建議配溫度控制。
8、在線測裝置，此功能是用于對坐標(biāo)系進行自動找正，以及對機床本身坐標(biāo)系進行修正和確認。同時也可以用于對產(chǎn)品加工完后進行的尺寸的測量，測量完后如果達不到要求，可以進行再次加工和修正。當(dāng)然也可以將一些加工完后的產(chǎn)品進行修正時候的坐標(biāo)建立。
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9、帶有高精度過濾的排屑器，這一方面往往很多企業(yè)忽視，但其對于精度的影響和效率的影響都非常大，如果排屑器過濾精度不高，會導(dǎo)致切屑對刀具磨損加快，并且影響表面質(zhì)量。特別配置了主軸中心高壓單元的，更是需要配置高精度免維護的過濾系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)的精度和效率直接會影響到內(nèi)冷壓力的穩(wěn)定，以及機床無故障運行。當(dāng)內(nèi)冷壓力不穩(wěn)定時候，就會出現(xiàn)斷刀或者壽命降低。出現(xiàn)極端情況堵塞時候，機床就會報警，然后停機停線。但如果沒有報警時，就刀具就會折斷或者加工出來的精度達不到。另外如果過濾系統(tǒng)精度差時候，鋁屑就會進入到主軸里面，而我們主軸上面的回轉(zhuǎn)接頭的密封圈就容易磨損，當(dāng)密封圈磨損時候就會有水容易進入主軸電機，這個時候就會燒壞主軸的電機?，F(xiàn)在我們很多機床配置了過濾系統(tǒng)，其精度也很高，如布袋、線性過濾器、線帶過濾這些方面，有的精度很高，有的成本很低，但他們有一個最重要的需要人員維護，需要定期維護，一但人員疏忽，就會造成要么暏住，要么直接損壞起不到作用。因此現(xiàn)在越來越多的企業(yè)開始選配免維護自動反沖逆洗過濾器的過濾系統(tǒng)。德國普銳米勒在采用這套系統(tǒng)后，得到了客戶的好評。當(dāng)然現(xiàn)在主流的機床，特別是在汽車行業(yè)大批量生產(chǎn)使用的已經(jīng)把這個變成了必配。
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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。很多時候買了好的設(shè)備，結(jié)果卻配置了很一般的刀具，夾具則是簡單的虎鉗等手動應(yīng)對。一方面造成精度無法保證，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)揮機床的效率和價值，也才能讓人員的效率得到充分發(fā)揮，否則就是一臺發(fā)拉利當(dāng)作拖拉機開，再好的設(shè)備也發(fā)揮不出應(yīng)有的作用。
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11、在整個加工車間建立夾具體系，大量應(yīng)用零點定位快換夾具等，為什么時候夾具體系，夾具和刀具一樣，當(dāng)你只為一套機床配置時候，其成本將會非常高，但如果在整個車間，從不同的機臺都配置此系統(tǒng)，再將其與測量等其它工廠序一起配置時候，將會大幅度的提高效率。只需要一次進行精準(zhǔn)裝夾后，后續(xù)都可以通過零點定位系統(tǒng)進行各工序之間無間隙的工序切換，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，可以實現(xiàn)產(chǎn)品在不同機臺之間高精度切換，可以減少設(shè)備投入的成本和提供加工精度。當(dāng)我們沒有辦法建立統(tǒng)一的夾具體系時候，我們需要加大對于夾具的投入，在所有加工制造資源中，對于夾具的投入帶來的回報應(yīng)該是最大的。夾具是支承我們的機床、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)我們將通過夾具實現(xiàn)更零件加工數(shù)量時候，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)計到位后，才能夠彌補產(chǎn)品本身的剛性的缺陷。一流企業(yè)的差異，對于機床投入是一方面，最重要的體現(xiàn)就是對于夾具的投入。
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12、刀柄的配置，由于一臺機床上面配置刀柄數(shù)量比較多，因此當(dāng)一個刀柄價格相差比較大時候，直接會影響到投資額度，但實質(zhì)上刀柄的選擇對精度、效率、成本影響非常大，其精度高，可以減少刀具磨損，減少對于機床主軸磨損，很多企業(yè)由于省這方面成本，0.001mm跳動的主軸，選擇了0.005mm的刀柄，造成了機床只能達到0.005mm,同時長久使用，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，實現(xiàn)很非專業(yè)軟件不能實現(xiàn)的功能，軟件本身是經(jīng)驗的體現(xiàn)。
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14、我們無法做到完全自動化，但我們可以做少人化的半自動化，將機床加裝雙交換工作臺。實現(xiàn)人員輕松而細致的機外產(chǎn)品裝夾，確保每一次裝夾的可靠性。美國MIDACO就是這樣的一個企業(yè)，其誕生在美國，我們知道美國的醫(yī)療器械行業(yè)非常發(fā)達，但這個行業(yè)沒有辦法實現(xiàn)全自動化，因此大部分都是采用半自動化，人工裝夾，自動上下料。從而輕松實現(xiàn)加工制造。當(dāng)我們所有基本條件具備以后，找一個專門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
