1 數控加工工藝簡介及其優勢

1.1 數控技術定義

數控技術是與機床控制密切結合而發展起來的一種自動控制技術，是用數字化信息實現機床控制。

1.2 數控機床與傳統機床的比較

數控機床由數控裝置、機床本體為核心附加信息輸入、伺服、驅動等裝置組成。數控機床的優勢體現在：(1)廣泛的適應性、靈活性，可加工不同種類批次的零部件;(2)按照預先編制的程序自動加工零件，加工過程不需要人工干預，加工零件的一致性好，重復精度高;(3)機床本身剛度好，精度高且保持性好，更加有利于加工質量長期穩定;(4)自動化、高效率，適合加工數量大的零部件。

與數控機床相比傳統機床的劣勢就凸顯出來：(1)適應性差，需根據產品設計不用的工裝;(2)手動控制方式依靠手工搖動把手帶動機床部件進行運動和停止，機動控制方式依靠按鈕或者行程開關控制電路控制機床，無論是加工精度和控制水平抖較差，重復精度更低;(3)長時間大量工作造成工人疲勞度高。

深孔鉆，深孔鉆床，深孔鉆機床

2 數控加工工藝與傳統工藝經濟性分析

甲醇合成塔管板組件直徑達到3.8米，表面均布直徑44.4的管孔，管孔數量高達4 310個。

根據筆者公司設備能力與產品出產車間，隔板、管板加工安排在數控落地銑鏜床。該設備行程為X軸16米、Y軸4米、Z軸1.2米，完全滿足隔板、管板3.8米直徑的加工范圍;且該設備最高給速度為3 000 mm/min，主軸最高轉速為800rpm。遠遠高于搖臂鉆床。

通過對兩種工藝的工序工時、經濟性分析可以得出，采用數控加工比搖臂鉆床加工生產周期減少約兩個月。

3 數控加工工藝流程

3.1 工藝流程

數控加工流程設計與傳統機床加工流程設計的主要區別是不指從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅僅是幾道數控加工流程的具體描述。因此在工藝路線中數控加工的工序穿插在零部件加工的整個過程中，要與其他工藝銜接好。隔板、管板的工藝流程如圖1所示。

工藝流程示意圖

圖1工藝流程示意圖

3.2 軟件選擇

由于管孔數量巨大，采用手工編程方式就存在編程時間長、錯誤率高的缺點。而產品本身不允許任何錯誤出現，所以軟件自動編程就成為了必然選擇。

在當前商業實用中的軟件有很多種，其中UGS PLM Solution公司的核心產品UG NX是當前世界上最先進和緊密集成CAD/CAD/CA彬CAE的系統解決方案，它的功能覆蓋產品的整個生產過程，而其中CAM模塊即下文中主要應用與編程。因此筆者選擇了UGS作為編程軟件。

3.3 編程流程

(1)結合管板、隔板自身特點及軟件編程方法首先將設計部門提供的CAD圖紙整理后轉化為UG可識別的文件格式，并利用其CAD模塊建立管板模型。

(2)對于UG鉆孔屬于點位加工，利用軟件可直接獲取每個孔位的坐標而無須計算。

(3)將零部件轉化為組件并且分別設置程序、刀具、模型范圍、點位加工。

(4)設定零部件加工參數，由于加工設備為落地數控銑鏜床，從便于加工、觀察的角度選擇自下而上的逐行加工，加工刀具軌跡如圖所示。

(5)生成刀具軌跡，經過后處理后轉化為筆者公司設備可識別的程序。

4 加工情況及結果分析

4.1 工件裝卡

經過前期準備后，刀具、程序、設備、工裝卡具準備完畢后開始正式加工。由于工件直徑為3.8米在實際加工中將工件裝卡在兩塊彎板上進行加工。甲醇管板直徑達到4米，重量超過7噸，裝夾必須嚴格限制各自由度并保證人員、機床安全。管板上下孔間距最大值3 533 mm，接近機床Y軸0—4 000 mm加工范圍，裝卡后必須可加工整個孔區。

4.2 加工過程及加工參數選用

(1)工件裝卡完畢后按照十字線進行找正，工件圓心為機床X軸Y原點，中間表面為z軸原點。

(2)然后將程序輸入并進行模擬，確認無誤。

(3)操作機床空走，目測程序基本無誤。

(4)低參數試運行，平衡加工效率與機床能力最終確定加工參數：轉速為360 rpm，進給速度為50 mm/min。

5 結束語

在管板加工中正確地選用超大型數控鉆床，是提高加工精度、生產效率的必由之路。及早投人使用超大型數控機床，對于提高產品質量、增加產品科技含量、提高企業的競爭力、培養數控應用人才具有積極的意義。