0 引言

　　回轉(zhuǎn)體零件在機(jī)械行業(yè)量大面廣, 制造質(zhì)量要求較高, 為了減輕設(shè)計(jì)制造人員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量, 縮短制造周期, 為產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造有利條件, 我們開(kāi)發(fā)了回轉(zhuǎn)體零件CAM系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)了零件的設(shè)計(jì)制造一體化。特別是對(duì)精度較高批量較大的銷(xiāo)軸類(lèi)零件, 可以快速進(jìn)行加工精度統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)踐證明, 該測(cè)量分析系統(tǒng)是一種實(shí)用的零件檢測(cè)數(shù)控技術(shù)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)運(yùn)行于Windows98以上操作系統(tǒng), 以Vis2ual Basic610為開(kāi)發(fā)工具, 運(yùn)用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法,采用模塊化結(jié)構(gòu), 將回轉(zhuǎn)體零件的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、精度統(tǒng)計(jì)分析組成統(tǒng)一的整體。系統(tǒng)主要由零件設(shè)計(jì)與編程模塊、數(shù)控加工模塊和自動(dòng)測(cè)量與分析模塊組成。

2 系統(tǒng)主要功能

　　2.1　零件設(shè)計(jì)與編程

　　本模塊采用Mastercam軟件, 將CAD和CAM功能有機(jī)地結(jié)合在一起, 從設(shè)計(jì)繪圖到編制刀具路徑,通過(guò)仿真加工來(lái)驗(yàn)證刀具軌跡和優(yōu)化程序, 整個(gè)設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中具有交互性和集成性, 用戶(hù)界面良好。通過(guò)后處理器可將刀具軌跡文件轉(zhuǎn)換為機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠識(shí)別的數(shù)控加工文件, 然后利用計(jì)算機(jī)通信將NC程序發(fā)送到數(shù)控車(chē)床。

　　2.2 數(shù)控技術(shù)加工

　　本模塊采用華中世紀(jì)星數(shù)控車(chē)削系統(tǒng), 該系統(tǒng)采用先進(jìn)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu), 內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī),集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、內(nèi)嵌式PLC接口、遠(yuǎn)程I/O板接口于一體, 具有性能高、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)修改并運(yùn)行NC程序,可仿真切削過(guò)程, 模擬加工環(huán)境, 檢查刀具干涉, 加工出符合精度要求的工件。

　　2.3 自動(dòng)測(cè)量與精度分析

　　本模塊主要應(yīng)用于精度較高、批量較大的回轉(zhuǎn)體零件的檢測(cè)與加工精度統(tǒng)計(jì)分析, 它由計(jì)算機(jī)、接口適配器、電子數(shù)顯千分尺等組成。把電子數(shù)顯千分尺和計(jì)算機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來(lái), 充分發(fā)揮了電子數(shù)顯千分尺的高精度和計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。工件經(jīng)電子數(shù)顯千分尺的測(cè)量將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī), 測(cè)量一批工件后, 用Office 2000中的Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 自動(dòng)生成正態(tài)分布圖。為批量零件質(zhì)量控制建立了一套快捷檢測(cè)處理數(shù)據(jù)的方法。

3 應(yīng)用實(shí)例

　　采用某廠批量較大的一階梯軸零件, 材料為45鋼, 精度較高的某表面尺寸為16 - 01095- 01205mm 。進(jìn)入系統(tǒng)后先進(jìn)行階梯軸零件的二維和三維實(shí)體造型, 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求, 安排加工工藝, 然后設(shè)計(jì)刀具路徑, 確定切削參數(shù), 模擬加工過(guò)程刀具路徑的每一次走刀, 用以檢查設(shè)計(jì)是否正確, 參數(shù)設(shè)置是否合理, 以便完善及修改設(shè)計(jì), 驗(yàn)證加工的正確性, 直到滿意為止。

　　NC程序傳送到數(shù)控車(chē)床加工系統(tǒng), 先在操作界面設(shè)置工件毛坯等參數(shù), 然后對(duì)刀, 運(yùn)行程序, 就可完成對(duì)工件的自動(dòng)加工,在華中世紀(jì)星數(shù)控車(chē)削系統(tǒng)上零件加工結(jié)束時(shí)的界面。

　　加工結(jié)束時(shí)的界面圖加工的零件, 可用電子千分尺進(jìn)行測(cè)量, 將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)接口適配器送入計(jì)算機(jī)。抽查檢測(cè)100個(gè)零件后, 采用Office 2000中的Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 計(jì)算出合格率、廢品率、分散中心和分散范圍, 并利用Microsoft Excel 2000中的繪圖功能, 自動(dòng)輸出正態(tài)分布圖。圖4為階梯軸零件的實(shí)際尺寸分布曲線圖, 從圖中看出,這批工件的分散范圍0109mm比公差帶0111mm小, 如果能夠設(shè)法將分散中心調(diào)整到公差范圍中心, 工件就完全合格。具體地講, 車(chē)削時(shí)將車(chē)刀伸出量調(diào)整得多一些。因此解決這道工序的精度問(wèn)題是消除常值系統(tǒng)性誤差。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　從“集成”概念的角度出發(fā), 實(shí)現(xiàn)了銷(xiāo)軸類(lèi)零件的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)相結(jié)合的思路, 在擴(kuò)展了“回轉(zhuǎn)體零件CAM”內(nèi)容的基礎(chǔ)上, 新增了銷(xiāo)軸類(lèi)零件的自動(dòng)檢測(cè)以及加工精度統(tǒng)計(jì)分析模塊, 可以快速地進(jìn)行加工誤差的綜合分析, 為銷(xiāo)軸類(lèi)零件的加工、檢測(cè)和質(zhì)量控制提供了一種新穎快捷和實(shí)用的方法。