高效切削加工技术应用

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高效切削加工技术应用

摘要
通过计算机三维数控仿真技术的应用、高效切削技术的推广

应用、计算机三维仿真配管技术的应用和远程在线加工数据管理平台
的建设。对连铸机扇形段框架最终做到工艺定型、刀具定型、程序定
型，获得最佳的工作效率，最低的加工成本，有效解决了加工精度的
提高和高效加工，提高了数控加工制造水平。

关键词： 高效 仿真 远程
一 、高效切削
高效切削是一个系统工程。从技术的层面上，它涉及高速主轴单元、
快速进给和高加(减)速度的驱动系统、高性能的快速CNC控制系统、
高刚性的机床结构、数据的处理和传送、动平衡控制、超硬刀具材料
和镀层工艺技术等；从管理的层面上，它涉及高速加工理念、新的管
理方法等。作为系统的一部分，各个环节只有互相协调，才能发挥其
应有的效益。
1、 本项目研究的理论意义和实践意义
怎样从节能降耗中获取高利润，高效加工是首选。高效切削技术成
为现代金属加工制造技术的主流，不参与高效切削，只能使企业停止
不前。
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2、 首钢和国内外同行业同类课题的研究现状
我们认为高速切削是在高效加工中非常值得关注的一种。首先是我
们在高速切削的领域中还有许多工件材料的临界点需要在不断的实
践中被确定，其次随着材料技术尤其是纳米技术的发展，刀具材料的
切削性能也会不断提升。这些刀具技术的进步必将同机床制造技术、
数据处理和传输技术、切削热控制技术等相关技术形成良性互动，从
而促进高效切削技术的不断发展。同时也因为大进给切削的技术难点
较高速切削少一些。就机床而言，它对主轴的要求与传统切削没有太
大差别，而高速切削则对主轴有一系列的要求；但两者在进给系统方
面相差不大，高的进给速度和进给系统加速度。对于某些材料和刀具
尺寸，即使普通机床也能实现大进给的高效切削。
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3、研究的重点和难点
运用先进刀具提高切削效率后常常突显出两类新问题：一是切削
效率提高的效果被大量的非切削时间所大大冲淡，二是在加工设备不
太先进的情况下先进刀具的费用不堪重负。针对以上两项难点重点突
破，金属切削过程十分复杂，加上切削过程受大量随机因素的影响很
难简单地用一些公式和定理准确地描述。但金属切削作为一门传统技
术是有其自身规律并可以把握的，关键是要用好用活切削技术解决实
际问题。要进一步提高切削加工效率只靠先进刀具是不够的。我们还
应该掌握和运用与切削过程相关的技术，全面提高生产效率。既要采
用先进刀具，同时还要通过管理和应用相关技术优化整个加工过程，
实现高效加工是最近切削理念的第三个进步。
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采用U钻进行多孔加工
采用高速高效刀具进行加工
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二 、仿真加工
在使用数控机床进行加工的过程当中，数控程序的检查方法是影响
生产率的重要因素之一，合理的利用数控三维仿真加工技术，就有效
的减少了数控程序的检查的时间，验证了代码的正确性。数控三维仿
真加工技术不仅为产品的加工制造提供了的关键数据，同时节省了资
源避免了风险，不用在为了验证代码而反复的在机床上进行调试，从
而大大提高机械加工的能力，提高生产效率，还能有效的避免刀具碰
撞所造成的经济损失。
首钢机电公司机械厂主要承制各种大型冶金设备，并进行长期跟踪
维护工作。遵照厂领导指示，目前我单位主要以连铸机成套设备的加
工为主。在加工过程当中，由于工件的加工和图纸的理解比较复杂，
而且以往采用的通常是人工计算和手工编程进行加工，这样就需要反
复对数据和代码进行校对，这些环节就消耗了大量的工时和人力。从
而无法高效率的完成上级下达的任务。为了解决生产效率的瓶颈问
题，在厂领导的明确指示下，我厂引进了数控三维仿真加工技术，进
行有针对性的培训。利用三维建模软件和计算机辅助编程技术，建立
机械厂项目加工的电子版数据库，包括重点项目、常用零件和难部件
的加工工序卡片、工序图、程序编制。从而准确的提供加工时间定额，
实现工艺定型、刀具定型、数控程序定型、切削参数固定。将实现数
控加工的系统化、自动化。不但缩短了工时、提升了效率，又能提高
产品的质量，此次技术革新将机械厂整体加工水平推向一个新的高
度。
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数控三维仿真加工的应用，是致力于“降低成本、缩短交货期、
提高经济效益”。实现了机械加工系统化、自动化，降低了成本，提
高了生产效率。
效果主要是：
1、对工件进行三维建模，直观的表达出工件的形状特征。
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2、细化工艺，编制数控工艺卡片，将单工序所要加工的内容详细编
写，包括图形要素、刀具、工装卡具、量具等信息，使操作人员在无
图的情况下进行操作。
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3、实现工艺定型、刀具定型、数控程序定型、切削参数固定。保证
工件各部位加工达到技术要求。
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4、数控程序由计算机根据模拟仿真加工生成。
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5、运用VERICUT软件进行仿真模拟加工，确定走刀路线，找出加工
中产生干涉的部位，使产品合格率由原来的69%上升到100%。
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6、合理切削参数、数控程序、先进的计算机仿真模拟加工，减少了
废品的产出，降低了刀具的损耗。为公司大大降低了加工成本。
7、提高了产品质量，减少返工：仿真模拟加工的应用，将产品加工
的过程通过计算机进行模拟，避免了加工当中不必要的碰撞和加工过
量导致返工补焊二次加工的情况；同时根据工件的材质，加工部位，
进行加工参数的确定。
8、提高工效，减少工时：数控仿真加工技术的应用省去人工编程、
计算、测量的时间。经过模拟仿真加工，从工艺、数控程序、加工参
数，一并植入机床，只需简单进行操作。
9、减少了原材料的浪费：加工过程中，加工参数的不确定导致加工
过量；程序的编制错误，致使加工当中撞刀、工件损毁，损耗大量的
原材料。在进行模拟仿真加工后，完全避免了这些失误。

三 、远程监控
随着信息技术和计算机网络技术的发展，特别是近几年来数控技术
的普及，CAD/CAPP/CAM系统的不断完善，机械制造领域正在发生深
刻的变革。传统的制造技术与生产组织模式大多处于单台数控设备运
行模式，没有很好的集成，加工质量和生产效率得不到提高。为了改
善这种请康，将数控加工设备联网集成实现远程管理与监控已成为我
国今后柔性制造技术的发展趋势之一。数控设备远程管理与监控是指
本地计算机通过网络对远端的设备进行监测与控制，使工作人员不必
亲临现场就能够了解设备的实际运行情况，并能够向其发布控制指
令，从而达到与现场人员操纵该设备同样的工作效果。作为制导系统
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自动化的基础装备，对数控机床实施远程监控，对于网络化制造的具
体实施有着重要意义；一方面扩大了操作者对操作对象的控制范围，
提高了管理者对加工设备运行情况掌握的方便程度；另一方面也有利
于制造资源共享，达到充分提高数控设备利用率的目的，利于实现远
程培训和远程故障诊断等；此外还体现了绿色制造的思想，为数控加
工的无人化，创建宜人化的生产加工环境奠定基础。
远程在线工程支持和远程操作的研究正成为目前的研究热点。在设
备的远程服务故障诊断系统中，设备的远程监控是实现远程在线诊断
及工程技术支持的基础。目前制造业的一些复杂的加工设备和产品，
也都设有良好的用于远程通信控制的扩展接口和与上位机进行通信
的完整协议，这些特点都为实现产品和设备的远程访问、操作与控制
提供了良好的基础和条件。
这是我们所采用的远程在线加工数据管理平台
现在我们可以对现场实际加工状态，包括主轴转速、切削进给、功率
负荷、机床报警故障进行真实记载
1、 可以锁定设备运行报警参数和故障数据
2、 进行DNC远程数据传送
3、 定额工效的精准统计
4、 对程序运行状态进行在线监测
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更重要的是给工厂相关部门提供精准的数据，对生产组织，计划
安排提供依据。也就是依据数据说话。
结束语 当今随着机械产品更新速度加快，零部件一体化程度不
断提高，数控加工已从工序分散转向工序集中，当今数控加工一个重
要特征是工艺复合。数控加工不仅仅是工序，而是全部工艺过程。制
造技术要与工艺紧密结合是数控应用技术发展的必然趋势。