加工中心技师论文(企业利益最大化)

数控行业企业利益最大化

论文题目：数控机床行业数控机床行业实现企业利益最大行业实现企业利益最大

化

姓 名： 崔雨龙

身 份 证

准考证号：

所在省市： 天津市

所在单位：

数控行业企业利益最大化

如何利用加工中心实现企业利益最大化

崔雨龙

天津市宝溢铸造集团有限公司

摘要： 数控加工中心机床价格昂贵，精度高，加工工件尺寸稳定性高，如何利用加工中心快速加工合格的工件，实现企业利益最大化。并从多个方面分析了机床加工中产生过切的主要原因，例如半径补偿、内圆弧半径小于刀具半径、尖角、棱角、内角交接处等原因，并提出了解决的对策。提高了铣削加工的精度，以及铣削加工的生产效率。也为数控加工时进行正确的工艺分析、合理的编制加工程序提供了可靠地依据。

关键字：企业利益最大化 数控编程加工 过切现象及原因 随着数控机床自动化加工的普遍应用、加工精度高，零件适应性变强，因而铣削加工的生产效率也越来越高，提高数控机床的利用率实现企业利益最大化。在铣削过程中,影响加工精度的因素有：机床精度的影响，刀具刀柄安装的影响、程序编制的影响，过切等等,因此在实际工作中，过切现象直接影响工件的表面质量，甚至导致加工产品报废。

一、 如何利用数控机床

如何实现企业利益最大化。复杂零件采用软件编程（见图1），根据不同机床选择适合机床的后处理,生成所需的程序（见图2），简单零件采用手工编程这样可以提高编程效率。尽量不用焊接刀片的刀具，当刀具不锋利时，需要到砂轮机上磨好后，重新安装到机床，并且需要重新对刀调整刀补，才能调整好尺寸。手磨刀具寿命低，批量加工时，尺寸一致性差，需要经常调整刀补，才能继续加工。这样浪费了很多机床的停机时间，降低了机床利用率。刀具应采用成型刀具,可以快速换刀片，不需要重新对刀，对于公差小的尺寸退刀补后加工，尺寸不合格进刀补后,可以继续加工就能达到要求，对于公差大的尺寸不需调整刀补可以继续加工，成型刀片寿命长，批量加工时，尺寸的一致性比较好不需要经常调整刀补。降低了机床的停机时间，提高机床利用率。数控加工中心是程序控制刀具的路径，这样可以快速加

数控行业企业利益最大化

工出各种形状的批量工件，比一般的机床加工工件所需的时间要短很多，为企业带来很大的利益，所以要根据自身的产品，选则适合的数控机床。在我公司发现以下几点问题：1对于某些产品可以用带有两个仓位的数控加工中心，这样里面的那仓可以加工工件，外边的一仓可以拆除加工好的工件，安装未加工的工件。2、当加工工件的加工时间比较短时，操作者还要自己去加润滑油、切削液，倒铁屑。3、当加工的工件订单完成后，需要更换另一种产品时，没有快速工装，工装安装好后需要自己手动调整。以上三点增加了机床的停机时间，降低了机床的使用率。使企业的利益不能达到最大化。对于加工时间比较长的工件可以一个人操作两台数控机床或者操作一台数控机床和一台台钻等，充分提高了操作工的效率，使企业利益达到最大化。

图1：

图2：

数控行业企业利益最大化

图2：

一、 过切现象

二、如何加工合格的产品

1、铣削过切现象是指：在铣削过程中，由于各种原因使得实际切削的金属层超过预定加工位置的现象。例如：立铣刀周刃精铣盘形凸轮轮廓的型面时，按照加工余量将工作台精确移位，但发现实际铣削大于理论铣削量，此时便产生了过切。用圆柱铣刀进行平面铣削时，由于铣削振动的存在使得实际加工完的平面产生起伏，若其高处符合预定位置的加工要求，而低处则超过了预定的位置要求，因此形成过切，然而过切与表面粗糙度微观几何精度的概念不一样，过切可以在局部发生，也可以在令部加工表面出现；局部过切可能是连续发生，也可能是间隔断续出现。

2产生的原因及对策

（1）建立或撤消刀具半补偿路径不当引起

的过切

原因：按照数控系统功能，凡是建立刀

具半径补偿功能的程序，数控系统从建立

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刀具半径补偿的程序段开始，只能预读其后的两个程序段。刀具半径自动补偿功能（G40、G41、G42）不能在加工面的交接处建立和撤消刀补。刀具进入轮廓加工时改变运动方向，则切削力的大小和方向将改变，在工件表面有短暂的停留时间，因工艺系统的弹性变形，在工件表面会产生伤痕。

对策：刀具的切入和切出应选在切线方向或延长线上。正确的方法是沿着刀具径向切入，切向切出。（图1 建立或撤消刀补方式）

（2）建立或撤消刀补指令不当引起的过切

原因：建立自动刀具半径补偿功能后，不能连续插入两个或两个以上的与刀补平面内运动无关的程序段。

对策：也就是说，用G代码建立刀具自动补偿功能时，若需要连续两次或两次以上使用不含插补平面坐标程序段时，应在不含插补平面坐标前一程序段加入指示下一刀具运动方向的坐标指令（I、J、K中的任意两个），否则就会过切。如图2程序段N10、N15中不含插补平面的坐标，执行时会出现过切。

N5 G91 G42 D05 X100 Y200；

N10 S3000 T05 M03；

N15 G04 U2.；

N20 X100。

若把上面的程序段改为如

下，就能避免过切，如图2。

N5 G91 G42 D05 X100

Y200 I100 J0；（I、J、K任

意两个）

N10 S3000 T05 M03；

N15 G04 U2.；

N20 X100；

（3）加工小于刀具直径的沟槽引起过切

原因：如图3所示的槽，槽底宽度小于

刀具直径，在加工过程中会产生过切。随

着刀具的进给，刀具首先与槽左侧面相

切，

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随着加工的进行，刀具中心走到01 点，这时刀具到切削到B点，然而左侧槽面已经过切。加工槽底直线AB段时，刀具中心轨迹为0L-0e，与编程轨迹相反，这时机床会产生报警而停止运动。

对策：宜选用直径值小于槽底宽度的进行加工，就可避免过切。

（4）加工小于刀具半径的内圆弧引起的过切

原因：加工的图形中若圆弧半径小于切削刀具半径时，则刀具实际加工的量大于理论加工的量，因此圆弧切

削加工会出现过切。此时机床不会产生报

警，会继续铣削，铣削结束时，刀具已运

动到该程序段的终点因而会产生过切。

对策：对于内侧圆弧切屑，只有加工的

圆角半径R≥刀具半径r时，才能正常切

削不产生过切。（图4）

（5）轴速度滞后性引起的过切

原因：角为直角的工件轮廓，其刀具中心正好沿着两正交轴移动，在某一坐标伺服系统的位置为加工终点，而另一个正交轴伺服系统紧接着接受位置指令，度瞬间从零加速至指定值。但在两正交轴改变的瞬间，第一正交轴对指令位置有滞后性，使得第二正交轴加速时，第一正交轴未到达拐点，出现过切。

对策：(1)在编程时，对第一正交轴采用分级加度，或编程轨迹改变时有自动减速和加速功能；(2)改变编程中正交轴的位置；(3)编程时在拐角处停留一段时间 。

（6）内角交接处引起的过切

原因：(1)当铣刀运动至内角交接处B 点时,铣刀与工件的接触面积增大 ,切削力也随之增大 ,然后过拐角由铣两面变为铣一面时切削力减小 ,工艺系统弹性变形恢复致

使刀具向工件加工表面内侧变形,从而

产生过切;(2)对大惯性系统 ,当进给

速度较高时,由于其运动惯性也可导致

刀具过切。

对策：(1)选择刚性好、抗震及热

变

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形小的短柄刀具。选择好的刀具虽然增加了刀具成本 ,但可提高加工品质 ,大大降低加工成本;(2)采用进给速度分级编程。得在拐角处降低进给速度 ，从而减小刀具惯性，达到减小过切区域的目的。

（7）刀具半径补偿的开始与Z轴的切入操作而引起的过切

原因：开始切削前，在离开工件的位置预先加上刀具半径补偿，之后进行Z轴方向的切入，为保证程序运行后得到正确的工件轮廓而不产生过切，编程时必须注意加工程序的结构。如图6在所示的平面内使用刀具半径补偿功能（Z轴有加工）进行轮廓切削，设起始点设在（0，0，50），当刀具半径补偿从起点开始时，由于接近工件及切削工件时要有Z轴的移动，按以下程序加工时会出现过切，且系统不会报警提示。

O 0001；

N5 G90 G54 S1000 M03；

N10 G00 Z100；

N15 X0 Y0；

N20 G01 G41 X20 Y10 D01 F100；

N25 Z2；

N30 Z-10；

N35 Y50；……。

根据上面所建立的刀具半径补偿功能，

不能连续出现两段Z轴移动的指令，否

则出现补偿位置不正确，出现过切加工。

对策：为避免这种过切，在建立

半径补偿这前，选择一个不会发

生干涉的安全位置，使Z轴快速

接近工件后，再以进给速度进行

切削深度加工，如图7，并将以

上程序修改为：O0001；

N5 G90 G54 S1000 M03；

N10 G00 Z100

N15 X0 Y0；

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N20 Z2；

N25 G01 Z-10 F100；

N30G41 X20 Y10 D01

N35 Y50；……。

加工工艺过程中走刀路线、切削用量选择等选择不当也会引起过切。可以通过三个方面来预防:(1)对于非直线轮廓的铣削(如圆弧) ,铣刀铣外圆时要让刀沿切线方向进入圆弧铣削,避免法线方向切入;加工完成后让刀具多走一段 ,同时沿切线方向退出 ,以免在取消刀补时出现过切现象。在铣削内圆弧时,也要沿切线方向切入切出,此时切线方向切入应为圆弧与圆弧相切;(2)对于精度要求高的零件分为粗、精加工,分配加工余量时精加工应取 0. 1mm -0.4)mm。在加工要求较高的凹槽时 ,宜用直径较小一些的立铣刀铣槽的中部 ,然后利用刀具半径补偿铣削两边;(3)为了减少不必要的换刀定位误差 ,将零件上用一把刀加工的部位全部加工完后,再换另一把刀来加工。

（9）尖角棱角的过切现象及对策

原因：有时在用折线逼近曲线时没有注意到其尖角是凸是凹，尤其是在曲线拐弯点附近不太容易分辨，这时若在尖

角处采用过渡圆弧编程就很容易产生过切；（图8）

有时候凸型尖角附近有轮廓限制，例如铣刀直径

过大，尖角采用过渡圆弧编程也会产生过切。在

铣削棱角轮廓时，若刀具中心位移量与轮廓尺寸

相同时 ，有可能发生过切现象或刀具中心轨迹不

能连续现象。为此，在编写工作加工程序时，应考虑棱角的过渡轨迹，合理安排过渡程序。

对策：1）一般采用人工直线过渡编程来进行切削加工。

2）用C型刀补。C型刀补是采用直线作为轮廓之间的过渡，

它可实现过切自动报警，从而避免过切现象

（10）加工小于刀具半径的台阶

在有小于刀具半径的台阶加工的程序中,如

图9所示。如果用圆弧指令加工其台阶时,

通（8）处理加工工艺时产生的过切

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常刀具半径补偿后的圆心轨迹与编程轨迹的方向相反(从 B点向 A点运动),这时,最初的矢量被忽视,刀具继续直线移向(B—C)第二个矢量位置,如果程序为单程序段运行模式,则机床在 C点停止并报警,不是单程序段运行模式则机床继续自动运转。加工中如用直线指令加工台阶,刀具半径补偿正常进行且不显示报警,但会产生剩余切削。

（11） 其他原因

以上为过切的几种可能发生情况。当然，引起过切还有一些其他原因，例如夹具刚性，机床本身的往返间隙等的影响，在实际工作中还要针对具体机床具体分析，具体处理。

3、换刀片时，一定要把刀片和刀柄吹干净不能有铁屑，如有铁屑刀片安装后，会影响工件尺寸。安装好刀片后，检查刀片是否有松动，换精车刀片时要退刀补，尺寸不合格后进刀补就可以加工合格的工件了，否则上述几点都会造成废品的产生，因为一件毛坯或半成品的工件都会在几千元的范围呢，减少废品也会给公司的利益实现最大化。

三、结束语

最后我总结四点作为结束语希望对各个企业有帮助：

1、安全方面一定要注意，工人没有安全帽、防护镜、钢板鞋，工人在遇到工伤的情况下，有可能造成数控机床的停机，降低了机床的利用率，公司还要拿钱给工人付医药费，都会给公司造成损失。把钢板鞋、防护镜、安全帽都配好，可以降低工伤的发生率和工伤的严重性。安全一定要预防，当加工比较大工件时，需要天车把工件吊起来，下面是定位的基准，不能有杂物，如果定位面有铁屑，就有可能影响加工工件的形位公差，要擦干净，在天车把工件吊起的同时擦工件的底部很危险，假如工件掉下来会发生什么情况，大家可想而知，为什么不做个架子把工件吊到架子上去擦拭，擦拭好后在用天车吊到机床上，这样虽然麻烦但是很安全，都会给企业的利益实现最大化。

2、作业指导书和实际加工出来的产品尺寸有可能不一致，当遇到砂眼、气孔的情况下，尺寸超差可以让步接受，没有体现在作业指导书上，给工人带来不变，当遇到气孔、砂眼这种情况下工人还要请示上级领导怎么去修，这样浪费了宝贵的时间。

3、技术部订工时的时候一定要精确，工人在计件的情况下，他

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们都是努力的去工作，当领导们一看工人的工资高了，就降低了产品的加工工时，降低了工人的积极性，工作的时候都是休息会儿干会儿，也降低了机床的利用率。

4、为了提高数控机床的利用率，可以在某几个数控机床之间安排2、3个替岗的人员同时负责产品的检验，在其他员工去厕所的时候，帮助他们上卸工件，吃饭的时候可以倒班吃饭，不让机床停下来，这样就提高了机床的利用率,具体情况怎么安排还要看每个工件的加工时间，合理去安排，才能提高机床的利用率。

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参考文献：

(1)周保牛 . 数控铣削与加工中心技术 [M]. 北京：高等教育出版社，2007

(2)李 佳. 数控机床及应用[M] .北京：清华大学出版社，2001

(3)张 伟. 控铣削中过切现象分析与研究[J]. 机械制造与研究2005(8) :30-32.

(4)党新安;劳庆海 刀具半径补偿使用中出现过切及其解决方法[期刊论文]-工艺与装备 2006(02)

(5)丁跃浇．数控铣床加工中的过切现象浅析[J]．机械设计与制造2003(4)：82—83．

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8314.html