基于可靠性建模技术的数控机床加工流程优化设计

梁多玲

【摘要】机械加工流程设计优化，不仅是工业企业和机械生产企业广泛应用的一项技术，也是很难控制的技术，同时还会存在一些流程加工问题，使得机床的加工质量失当，不利工业企业的长久发展。本文主要给予可靠性建模技术的优势，探寻出数控机床加工流程优化设计中的研究重点，以为工业企业和机械加工制造业的加工流程优化设计提供可行性借鉴。

【关键词】可靠性建模技术 数控机床 加工流程

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）25-0234-02

【引言】

工艺可靠性，是指产品在设计过程中的可靠性指标，最终付诸于接卸制造过程中并予以保障和实现。数控机床加工流程的优化设计，正是基于可靠性建模技术，通过对机械制造过程中的动态特征进行分析，进而结合实际的机械工业加工流程，探寻出基于可靠性建模技术的数控车床加工流程优化设计。主要影响因素：

（1）产品孔位特征影响因素：产品的孔位特征是机械制造过程直接生成的对象，进而在加工过程中形成孔位特征。

（2）机械制造工艺可靠性评定，利用机械制造过程试运行过程中收集的数据和其他有关信息，进而保障制造出来的产品的可靠性达到要求。

（3）关系定量：模糊方法确定孔位特征的相对重要度， 计算机辅助下的评价结果。

数控机床的制造过程是一个复杂的动态过程，从加工设备、加工工具、检测设备到加工对象和工艺操作控制及人员。除了依据用户需求，对生产资源、条件、原材料供应和各阶段任务等的综合改进外，还需要在先进的制造系统中，完成生产任务。随着批量生产的样本率限制，最终产品的稳定性和可靠性都受到极大程度的制约；由于数机床加工中受多种工艺因素和动态因素影响，基于可靠性的建模技术成为数控机床加工流程优化设计和的关键所在，本文就实际加工中采用的可靠性建模技术对数控机床加工流程进行优化。

一、数控机床可靠性水平

据机械行业的统计数据显示，中国机床产销量和进口量均居世界第一，无论是世界范围内的机械总消费还是总生产量，总过的生产总额高于排名第二位日本的1.5 倍还多。然而从出口额来讲，中国出口总额只占德国出口总额约36%。从性能指标来讲，与国外的机床性能指标等同，但是从可靠性和精密度来讲，距离国外的MTBF 1500多小时的可靠性水平还有约300小时的差距。

二、数控机床基本模型设计

（一）总线数控系统建模

通过网络数控平台分析，实现对机床加工流程的初步设计，通常以现场总线数控系统的基本模型设计出发，以现场总线网络对执行器发布延时和传感器延时命令，而后联动数控机床和各数控单元进行全方位流程建模，有效的避免了生产无序化。夹紧力作用点的方法。由径向夹紧改为轴向拉、压方法夹紧，有效地避免径向装夹力。如（图1）所示：基于现场总线控制系统的基本模型

（二）工艺曲线分析建模

基于性能稳定的前提下，对机床工艺进行分析，具体依据参数变化，对声场工艺进行实施调整和监控。具体如图2所示，

（三）扩准43mm孔组合机床及专用夹具设计

该设计内容的建模，能依据疲劳强度校核完全系数，通过对该工艺的设计建模，可实现对机床、夹具、刀具、工艺流程等方面的合理设计和选择，对提高工作效率和产品质量，具有良好的经济效益和社会效益。图3：专用夹具设计安装

（四）主轴建模设计

主轴建模设计依托密封区基础，实现了对箱体内空气压力的反弹，确保了密封区间隙中的空气向外部的流通，避免了粉尘污染对机械寿命和生产流程的耽误。详见图4所示：精密数控车床主轴热误差建模

三、数控机床加工流程优化设计

在数控机床的加工中，可靠性建模技术是比较重要的环节，合理的选择建模模型，对提高加工可靠性、质量以及确保流畅精度和机械寿命，提高生产效率，具有直接的影响意义和价值。

（一）零件工艺改进

选用合适的刀具，确保径向切削力可靠且符合生产。合理选择切削用量，减小切削深度，增加走刀次数，适当提高进给量，以提高加工流程精度。为确保工艺流程可靠，对粗、精车分开进行，确保夹紧力和工件的自然冷却时间和热变形符合生产流程。提升工件刚性，采用减震措施达到消振和减振作用。如图5：数控机床套筒零件加工图

（二）主轴工艺改进

主轴工艺改进必须依托于适当的加工方法、选择适当的加工工序、制定最优加工路线。加工精度和工件的表面粗糙度必须满足设计的要求和原则。上述建模中，无论是通过设置的编程基准，还是加工表面光的一次装夹完成，除了充分发挥数控机床的主轴效能外，还要保证坐标方向和夹具的坐标方向彼此间相对的固定以及与坐标系的尺寸和零件之间的关系来最大限度的节省生产时间。主轴工艺的改进，是继车削工艺优化后，通过建模实现对表面粗糙度和尺寸精度的公差检测，除了将主轴跳动公差和同轴度公差控制在0.01m m和？准0.005m m的合格范围内外，还根据已有的建模结果，实现对图纸的设计要求，以最大限度的满足了生产效率。如图6：心轴类数控机床加工流程

（三）数控机床工序卡的制定

数控车床具有价格高、性能好的特点。工序的复杂度和工作任务的复杂度，除需要在车床编程上改进工步问题以提高生产效率外，还需要充分考虑好数控加工工序中有关加工内容、刀具的对接和切换以及原点、车削参数、编程说明等的管理。如图7：数控机床专用夹具设计工序卡

【结论】

无论是数控机床的主轴还是零部件加工工艺改进，除了在实际加工生产中，很好的解决交给你个流程中出现的可靠性不足缺点外，还要依据建立的模型对具体加工参数进行改进。根据实际生產需要。合理安排机场使用，尤其避免胡乱使用机床破坏生产。在实际生产中，最大限度的发挥机械生产特性，最大限度的获得生产回报。在具体的建模和实际的实践生产中，无论是理论还是凭空想象，都需要通过建立模型和实践来全面提高加工流程和工艺实践，以最大限度的提高生产治疗和产出效益。

参考文献：

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