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数控机床生产蔬菜大棚管的高精度化

作者:天津鑫鸿晟钢管有限公司 浏览: 发表时间:2020-01-08 15:59:00

        高精度化一直是数控机床技术发展追求的目标。数控机床的精度包括机床制造的几何精度和机床使用的加工精度两个方面。从1950年至2000年的50年内,普通精度加工由o.3mm提升至0.003mm,精密加工由3m提升至0.03μm,超精密加工则由o.3μm提升至0.03μm,机床的加工精度提高了两个数量级(平均每8年提高约1倍)提高数控机床的加工精度,一般是通过减小数控系统误差,提高数控机床基础大件结构特性和热稳定性,采用补偿技术和辅助措施来实现的。在减小CNC系统误差方面,通常采用提高数控系统分辨率,使CNC控制单元精细化,提高位置检测精度,以及在位置伺服系统中为改善伺服系统的响应特性,采用前馈与非线性控制等方法。在采用补偿技术方面,采用齿隙补偿、丝杆螺母误差补偿及热变形误差补偿技术等。通过上述措施,机床的加工精度有了很大提高。提高蔬菜大棚管生产率是机床技术发展追求的基本目标之一。实现这个目标的最主要最直接的方法就是提高切削速度和减少辅助时间提高主轴转速是提高切削速度的最有效方法。数控机床的主轴转速和功率的大幅度提高为高速切削提供了良好的条件。在不同的年代,随着切削方法和被加工材料的不同,高速切削的界限数值也不尽相同。通常认为的高速切削的速度比传统的切削速度和进给速度高出5~8倍。例如,在实际生产中车、铣45号钢1950年的速度为80~100m/min,而2000年就已经达到了500~600m/min,50年内切削速度提高了约5倍对现有数控机床的使用情况统计显示,数控机床有效切削时间与全部工时之比(机床利用率)仅为25%~35%,其余的65%~75%均消耗在机床调整、程序运行检查、空行程、起/制动空运转、工件上/下料和装夹等辅助时间及待加工时间由于技术准备和调度不及时引起的非工作时间)与故障停机时间上。

        因此,需通过提高各轴快速移动速度和加速度、主轴变速的角加速度、刀具(工件)自动交换速度,改善数控系统的操作方便性和监控功能,以及加强信息管理才有可能全面压缩辅助时间和待加工时间,使数控机床的利用率达到60%~80%。所谓零件分析,是指分析蔬菜大棚管的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等,以便确定该零件是否适合在数控机床上加工,或者适合在哪种类型的数控机床上加工(只有那些属于批量小、形状复杂、精度要求高及生产周期要求短的零件才最适合数控加工),同时还要明确加工的内容和要求。工艺分析与处理是指在对蔬菜大棚管图样做出全面分析的前提下,确定零件的加工方法(如采用的工装夹具、装夹定位方法等)、加工路线如对刀点、换刀点、进给路线)及切削用量等工艺参数(如进给速度、主轴转速、切削宽度和切削深度等)。制定数控加工工艺时,除考虑数控机床使用的合理性及经济性外,还必须考虑所用夹具应便于安装,便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系,对刀点应选在容易找正并在加工过程中便于检查的位置,进给路线应尽量短,并使数值计算容易,加工安全可靠等因素。

        数值计算是指根据零件图样和确定的加工路线,计算出刀具中心的运动轨迹。一般的数控装置具有直线插补和圆弧插补的功能。因此,对于加工中心由圆弧与直线组成的简单的平面零件,只需计算出零件轮廓的相邻几何元素的交点或切点的坐标值,从而得出各几何元素的起点、终点和圆弧的坐标值如果数控装置无刀具补偿功能,还应计算刀具运动的中心轨迹。对于非圆曲线需要用直线段或圆弧段来逼近,在满足加工精度的条件下,计算出曲线各节点的坐标值。根据加工路线计算出刀具运动轨迹坐标值和己确定的切削用量及辅助动作,依据数控装置规定使用的指令代码及程序段格式,逐段编写出零件的加工程序单。零件加工的程序单编写好后,需要制作成控制介质,以便将加工信息输入到数控装置中,控制介质多采用穿孔纸带。将程序单上的程序按数控装置要求的代码(ISO代码或EIA代码)由穿孔机制成穿孔纸带。穿孔纸带上的程序代码通过光电阅读机翰入到数控装置,从而控制数控机床工作。

  

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