西门子系统加工中心实际应用介绍

2016-08-10朱瑞

大科技 2016年29期

关键词：叶盘后置西门子

朱瑞

（太原理工大学机械工程学院）

西门子系统加工中心实际应用介绍

朱瑞

（太原理工大学机械工程学院）

数控加工中心其加工零件精度高、效率快，但同时价格昂贵，以6轴联动数控加工中心哈米勒为例，价格在500～800万人民币左右，而普通的数控设备只有几十万，故只有加工高精密产品时企业才会购买数控加工中心，在国内基本在加工航空、航天、汽车发动机等产品使用环境恶劣，要求产品高质量高精度时应用较多。因此，本文以西门子系统为例，探讨其应用。

西门子系统；机床；应用

1 国内外加工中心的应用

数控加工中心设备，它以机床加工零件精度高、效率快，能够实现多轴同时联动，且拥有强大的刀具库等方面的优势逐渐取代了普通数控机床的应用，特别是高科技的今天，在航空、航天、汽车等行业更是占据主导地位。目前，国内的数控加工中心设备还是以国外进口数控加工中心为主。当然，国内各大高校和机床厂家也有自主研制的数控加工中心，其中以北航、华中科技大学以及秦川机床厂等国内研究机构为主，无论是国内还是国外都以西门子系统和法纳克系统为两大主要数控系统。西门子数控加工中心设备种类很多，从机床结构上来分，常见的有立式加工中心、卧式加工中心、五轴联动加工中心、摇篮式加工中心等等。

2 常用西门子数控加工中心的实际应用

数控加工中心其加工零件精度高、效率快，但同时价格昂贵，以6轴联动数控加工中心哈米勒为例，价格在500～800万人民币左右，而普通的数控设备只有几十万，故只有加工高精密产品时企业才会购买数控加工中心，在国内基本在加工航空、航天、汽车发动机等产品使用环境恶劣，要求产品高质量高精度时应用较多。在这里，通过介绍发动机整体叶盘的加工过程，来介绍一下西门子系统的数控加工中心的应用。

2.1 实际应用举例

发动机整体叶盘是最近几年来，受国内外研究加工的热门产品，整体叶盘是将叶片与叶环一起加工出来，取代单独加工叶片和叶环，再将叶片安装到叶环上，其以加工时间短、加工质量、精度高而逐渐取代部分叶片、叶环的加工。但是，由于整体叶盘的结构相对复杂，在加工整体叶盘时必须实现多轴联动，故一般都在在数控加工中心上进行加工。

图1

如图1所示，是在德国生产的西门子系统数控加工中心——哈默C42U机床上加工整体叶盘，该加工中心是5轴联动摇篮式加工中心，其工作特点是零件安装在工作台上，能够实现工作台与刀具刀轴实现多轴联动，能够摆出各种角度，加工出叶根处的叶形，而零件是通过工作台的摆动实现移动的，该机床由于工作台移动的形式像摇篮一样（可翻转），故称此类加工中心为摇篮式加工中心。

2.2 西门子系统数控加工中心的使用方法介绍

西门子系统与法纳克系统最大的差别就是程序指令不一样，西门子是G、M代码。

举例：G1代表直线运动，G02、G03代表圆弧运动，M08代表打开切削液而程序的指令就是一种人与机床的沟通语言，通过编制数控程序来控制机床的动作，以整体叶盘的加工为例，介绍如何使机床正确的加工产品。

首先是通过电脑建立三维模型，常用的三维建模软件有UG、POROE等，但是，这些常用的三维软件仅适合一些不是特别复杂结构的零件编程，例如平面、凹槽等，像整体叶盘的叶形、叶片的叶形等形状结构复杂的曲面零件的加工，都有专用的编程软件。故在建立完三维模型后，还需使用专用编程软件进行编程，也就是编制机床刀具与工作台的相对移动轨迹。程序编好后，还不能直接使用，因为不同的机床都有自己的后置处理，还需将编好的数控程序经过机床后置处理（后置处理文件是可通过后置软件编制，一般都会提前编制好，可直接使用）。后置好的数控程序还要经过三维仿真，工程机械中常用的维仿真软件是VIERUCUT，其功能是在电脑上能够模拟出机床实际加工零件，可以观察是否发生机床碰撞，或是过切零件等情况，为避免因为程序编制错误导致零件报废或是机床损毁等，三维仿真是必不可少的。在仿真无误后可通过U盘或是网络（机床可实现联网）传输到机床上，再按照正确的装夹方式，（也就是零件的装夹和编程时摆放的位置一致）将零件装夹在机床上，然后进行对刀、找坐标系（加工坐标系和编程坐标系必须一致），一切准备妥当后可开始加工。

如下：

创建三维模型→专用软件编程→机床后置处理→三维仿真→传输程序→零件的装夹、找正，对刀、找坐标系→启动按钮，开始加工。

2.3 机床结构

机床除了床身部分（实际加工部分），还有机床面板，也就是主要操控机床的界面。机床面板又分为两部分，一部分是显示部分，另一部分就是控制部分。