提高柔性制造系统加工效率的措施

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1、提高柔性制造系统加工效率的措施

2、第10引言柔性制造系统有效地解决了机械制造高自动化与高柔性间的矛盾，它的广泛运用，使得原先由人力资源完成的一些环节实现了自动化与柔性化，这在减少人力投入的同时提高了生产效率。但是，这样的高自动化与高柔性，蕴含着系统较高的使用与折旧费，以一套40万美元的柔性制造系统使用十年为例，每天的折旧费用就高达80多元人民币。因此，在同等生产条件下，如何进一步提高其加工效率，增加产出成了技术人员面前的一大课题。为此可从以下四个方面着手解决这个课题。1加工工艺的优化在柔性制造系统中，由加工中心和数控机床组成自动加工系统。对于自动

3、加工设备，零件加工前首先要对其进行编程，但无论采用手工编程还是自动编程，工艺路线的拟订、刀具的选择、切削用量的确定是必须考虑的，是加工工艺的主要内容，优化这些要素能够提高柔性制造系统的加工效率。1.1合理的工艺路线工艺路线的拟定是制订加工工艺的总体布局，其主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序等。拟订工艺路线时，先确定各表面的加工方法，根据零件的实际情况保证加工精度与表面品质，再根据最优化原则，确定最短的走刀路线和最少的换刀次数，以减少加工辅助时间。例如:在加工位置精度不是很高的孔系零件时，可判断出一条孔间距总和最小的路线即为

4、最短走刀路线，并兼顾刀具耐用度，减少换刀次数;在粗铣较大直径圆弧凹槽时，直线行铣比圆周周铣的走刀路线要短。但是，在追求最短合理工艺路线过程中，有时会增加手工编程的难度，延长编程时间。例如在上述粗铣较大直径圆弧凹槽时，直线行铣要计算确定刀具每一行的起点和终点，计算繁琐且程序段多。因此，对于结构较复杂或手工编程较繁琐的零件，可采用Mastercaln或UG等自动编程软件来安排工艺路线，缩短编程时间，这样，既可满足合理的加工工艺要求，又可缩短辅助时间，提高零件加工的效率。1.2合理的切削刀具切削刀具已由传统的切削工具时代过渡到了高效率、高精度、高可靠

5、性和专用化的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃。而选用合理的切削刀具，即在保证加工品质的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而达到提高切削效率，节约时间，提高加工效率的目的。可综合以下几个要点进行选择:a)选择刀具材料:在自动加工系统中优先选用硬质合金，甚至超细粒度硬质合金或具有涂层技术等材料的高性能刀具，以提高使用的可靠性;b)选择刀具结构:根据零件的结构和尺寸选择合适的刀具与其相适应，优先选用机夹式可转位结构，甚至复合结构或专用结构刀具，以减少换刀、对刀和刃磨的时间;c)选择刀柄结构:保证刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴或刀库中去，优先

6、选用标准化或系列化刀柄，并且尽可能选用短刀柄，以提高刀具的刚性。一般情况下，选用高耐用度、高精度和专用化的刀具，会增加刀具使用成本，但是，它却提高了零件的加工效率和加工品质，可以使整个加工成本大大降低。因此，在自动加工系统中选择合理的切削刀具，利用刀具自身优势来完成切削加工，可以发挥系统的高柔性，甚至可以创新加工工艺，大大减少辅助时间，提高加工效率。1.3合理的切削用量所谓合理的切削用量就是指在保证加工品质的前提下，充分利用刀具切削性能和机床动力性能来获得高的生产效率和低的加工成本的切削速度、背吃刀量及进给量。而工件材料、刀具、机床等因素对切削

7、用量都有影响，所以，合理的协调这些因素与要素之间的关系可实现切削用量的优化选择。主要从粗、精加工两方面人手:a)粗加工时，主要考虑刀具的影响，其次考虑工件材料的加工性能。在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量，其次选用较大的进给量，最后确定合理的切削速度;b)精加工时，首先考虑工件品质和表面粗糙度的保证，再考虑进给量和背吃刀量的选择。而进给量是精加工时决定生产率的主要因素，增大进给量将会增大加工表面的粗糙度数值，所以要慎重选择与协调。总之，无论在何种加工场合，都应在保证加工品质的前提下，认真选择三要素，并兼顾切削效率、经济性和加工成本。

8、而具体数值的确定，可根据系统及机床说明书、切削用量手册，并结合加工经验而确定。