浅论微型机械加工技术及其应用

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1、浅论微型机械加工技术及其应用1、相关定义1.1、加工匹配度定义车间作业调度是一个组织有限的资源(机床、人员、物料、工具)完成特定的生产任务的过程。在这过程中,由于生产订单、工艺结构、机床加工能力、机床调试、物料在制、库存、搬运等诸多因素之间相互影响、相互作用,加上设备故障、原料供应变化、生产任务变化等随机因素构成的动态不确定性,使得整个调度模型非常复杂。为充分考虑实际生产环境中的影响因素,本文为每个待调度的加工任务附加了加工匹配度这个参数,它是机床工序匹配系数、机床负荷系数、工件在机床上的时间系数等参数的加权,它是

2、车间实际生产大多数因素的复合函数。其计算公式为:F(UG,M?)=[y(m1),y(m1),...]T=[R(UG,M?)T,Y(UG,M?)T,DG]?ωF(2.9)其中ωF为四个系数的组合权重。①、车间必须在尽可能在规定时间范围内完成生产订单。产品的投产期,交货期(完成期)成为必须要考虑的因素。本文定义了生产订单优先级Y(O),它是加工松弛度和调整系数的乘积,计算公式为:00()()()Y(O)=knnijijjjqOTOZOO==?∑+∑iHD()-NOW(2.10)其中,HD(O)为生产订单的交货期,q(O

3、):生产订单的加工数量。Y(O)特性:加工时间越充裕,优先级越低,当Y(O)>1时,即加工时间大于剩余时间,不能按期交货。当Y(O)1.2、加工特征的定义与典型加工特征常用加工方法的分析2.1加工特征的定义2.1加工特征的定义基于特征的建模是CAD建模的一个新的里程碑,它是CAD/CAM技术的发展和应用到达一定水平,要求进一步提高生产组织的集成化及自动化程度的历史进程中逐步发展起来的[16]。基于特征的建模着眼于更好地表达产品的完整技术和管理信息,为建立产品集成信息模型服务,它使产品设计在更高层次上进行,设计人员的

4、操作对象不再是原始的线条和体素,而是产品的功能要素,直接体现了设计意图,使建立的产品模型容易为非设计人员理解并便于组织生产,设计图样更容易修改,有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工检验各部门之间的联系,更好地将产品设计意图贯彻到下游环节,并及时得到意见反馈。2.1.1产品特征的分类产品从市场需求的定位,到图纸的设计,直到实际生产的完成,根据不同阶段对产品特征基本有如下的几种分类:1.形状特征由一组具有一定拓扑关系的几何元素构成的零件具有某种功能和某种特定的加工方法集合的某一个形状体素,这个形状体素被称为形状特征

5、。例如,圆柱特征,平面特征,孔特征,倒角特征,退刀槽特征等。2.精度特征零件在具有了一定的形状特征之后,随之而来的是需要对各形状特征提出精度的约束要求。所谓精度特征,是指用来表征零件上各形状特征的尺寸公差,形状公差,位置公差,表面粗糙度等精度要求的。精度特征的定义直接决定了零件的加工精度和生产质量。3.材料特征精度特征的定义要结合材料特征才能进行。若不考虑材料的加工性可能会导致精度要求达不到用户的期望值。材料特征主要表征零件所需材料的各种理化性能,包括材料型号,热处理性能等。4.装配特征当如上的几种特征都已经被合适

6、的定义后,需要对零件提出装配特征要求。装配特征是指零件在装配过程中会用到的信息,如其他零件的配合要求信息,装配尺寸链信9息,不同零件间的联接方式信息等等[17]。5.管理特征当零件的技术设计工作已经完成后,可能已经产生很多的图纸信息和生产信息,因此,需要对此进行有效的管理。管理特征包括用于描述零件的管理信息,如标题栏中的设计者、批量、零件生产日期、编码等,并为CAPP生成工艺卡片提供所需的信息。以上特征中,形状特征和精度特征是与零件建模直接相关的特征,而其余特征是CAPP系统选择毛坯、下料、制定工艺的依据,是下一步

7、进行产品加工的优化等工作的基础。传统的基于实体造型的CAD系统仅仅是几何形状的描述,缺乏对产品零件信息的完整描述,与制造所需信息彼此是分离的,从而导致CAD/CAM系统集成的困难。例如,在Pro/Engineer中,因为软件面对的是用户的设计需求,因而特征这个概念其实主要是指的产品的几何信息。但是,CAPP系统中,软件面对的是企业的工艺设计需求,因而特征这个概念,主要指向的是产品的加工信息。这就出现了如何在一个系统中把产品造型的几何信息与产品造型的加工信息融合在一起的问题。这就需要针对三维CAPP系统提出产品特征的

8、概念,从而将几何信息与加工信息融合在一起。2.1.2产品加工特征的定义以上特征是根据产品的对象定义的,支持产品生命周期多个阶段的通用特征,不同阶段之间的信息传递主要是通过基本特征的信息载体。基本特征是特征模型支持下游操作并随着模型本身的不断完善而完善。各个分系统结合各自不同信息,就形成了各自的应用特征,如工艺特征、制造特征、检测特征。所以应用特征,是面向具体