0 引言
本文通过在实际生产制造过程中对等高加工和爬面加工，两种不同开粗方式的跟踪与对比，总结出等高层切对模具生产的生产制造上的促进作用。
WorkNC软件是一种面向加工制造业的全自动化计算机辅助制造（CAM）软件。具有多种数据转接接口和专门的编程模块，能完成零件分析、曲面填补、边界线的建立和简单曲面的建立等功能。WorkNC能产生良好的走刀路线、同时还具备完善的模板调用功能、强大的刀具路径编辑功能、残余毛坯计算、防过切功能等，都为编程人员提供了方便。
2008年之前因受软件功能和工艺水平的限制，我公司模具型面粗加工编程一直延用50球刀方式。08年后我公司采购了WrokNC软件，借力此软件，我们得以采用新的等高层切去除余量的粗加工方式编程。对此新的加工方式，我公司进行了一定时间的试用。为能更好的改进技术，提高生产效率，特对等高层切从理论和实际加工效果两方面进行总结分析。
1 技术理论分析
此分析根据实际毛坯状态分为铸件毛坯和锻件毛坯两方面，利用软件计算出理论加工时间。
1.1 铸件毛坯
两种刀具的编程加工切削参数对比：
表1 两种刀具的编程加工切削参数对比
在以上理论参数的基础上，考虑在1分钟内平坦区域的理论去除量的比较：
球刀：8×10×500=40000mm3，牛鼻刀：40×1×2000=80000mm3，因此理论上在平坦区域，满刀负荷的情况下牛鼻刀的效率是球刀的2倍。在立壁区域，球刀还是满负荷，几乎没变化，牛鼻刀只能切削大约10mm，所以效率是平坦区域的1/4，这样牛鼻刀约为球刀50％。
1.2 锻件毛坯
锻件毛坯，球刀的切深只有为5mm，而牛鼻刀没有变化，都在满刀的情况，牛鼻刀的效率就是球刀4倍。实际切削中球刀因步距小基本每刀都是满刀，而牛鼻刀步距大，为了加工到位，不足一刀的也走一刀，而且切深小，提刀也就多，综合来说，加工锻件毛坯时，牛鼻刀效率约为球刀2倍。
牛鼻刀切削锻件毛坯效率更高的原因就是：锻件切削中，刀具的平均负荷，要比铸件毛坯高。图1为牛鼻刀满刀切削状态图：
图1 牛鼻刀满刀切削状态图
1.3 理论时间对比
选择同一套模具，分别使用NX、WorkNC编制球刀粗加工和牛鼻刀粗加工程序。
●NX使用球刀：清跟＋型面：
图2 NX所用时间
进给参数设置清跟F＝200mm/m，型面F＝400mm/m，计算时间为：1.2＋10.6＝11.8H。
●WorkNC层切粗加工时间：
图3 WorkNC所用时间
牛鼻刀粗加工（F2000）＋32球刀二次粗加工（F1500）：10.8＋1＝11.8小时
从从以上计算来看，铸件毛坯用牛鼻刀的进给F=2000mm/m，与球刀的进给F=400mm/m在时间上基本等同。
技术理论计算最终结论：
●加工铸件毛坯牛鼻刀的效率与球刀接近，只是略有提升。
●加工锻件毛坯时，牛鼻刀效率约为球刀2倍。
2 等高层切粗加工在加工中的应用分析
2.1 等高层切粗加工对机床的影响
等高粗加工最主要的优点是，切削力小，对机床刚性要求低，切削负载变化小，也就对机床损害小。下图为09年我公司加工的装载机拉延凸模图片，此次粗加工任务在大隈机床上进行，粗加工进行顺利，未出现局部量大而对机床造成大的冲击，机床震动和负载均处于合理范围之内。粗加工时负载基本不会超过25%，且满刀切削后负载均衡。
图4 装载机拉延凸模
2.2 刀具损耗
表2 刀具损耗
公司自2008年开始试用WorkNC层切粗加工，2009年为过渡期，2010年全面使用等高层切粗加工。上表为我公司2008-2010年的刀具损耗和模具产值，从上面的表中我们可以对比出，从2008年到2010年中，万元模具产值的刀具损耗，未随加工方式的改变而提高。也就是说，层切加工方式未增加制造时刀具的成本。
2.3 实际加工效率
在加工铸件模具过程中，如机床倍率不变，则实际加工时间基本等于理论计算出来的时间，即两种粗加工方式效率基本相等。但如果型面形状复杂，使用50球刀时，程序必须执行多遍才能加工到数，这种情况下使用牛鼻刀就会大幅提高效率。在加工锻件模具过程时，开粗效率提高一倍以上。因我公司铸件模具占多数，所以总体来看，等高层切粗加工提高效能15%以上。
2.4 加工安全性
早期50球刀粗加工时，工人须实时观察切削状态，并根据加工量的大小随时手动改变进给量，因切削量太大，会造成刀具毁坏，刀片破裂后轻则伤及刀体和模具，重则损毁机床。层切全部采用程序中的进给控制，工人只负责观察切削状态，无需频繁手工改变进给倍率，大大提高了程序的安全性，降低了工人的劳动强度。
3 结论
3.1 通过以上分析可知等高层切方式主要有以下优势：
●等高层切粗加工在铸件毛坯粗加工时效率提高10%以上；
●等高层切粗加工在全锻件毛坯粗加工效率提高100%左右；
●等高层切粗加工方式对机床有良好的保护作用， 而机床寿命的延长和停机时间的降低，就相当于变相的提高了生产效能，其具体价值很难数字描述；
●等高层切方式能大幅提高加工的安全性；
●等高层切降低了工人的劳动强度；
●等高层切时刀具损耗不会大幅提高。
3.2 层切技术在汽车模具加工上的推广展望：
目前仅在模具型面加工时采用等高粗加工方式，但由于该加工方式的先进性，我们可以推广开来，在以下几种情况时我们均可采用等高粗加工：
●汽车模具铸件废料刀粗加工；
●汽车模具锻件废料刀粗加工；
●汽车检具粗加工；
●汽车模具翻整类锻件镶块单块加工粗加工；
●汽车模具其他类大余量工件粗加工。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
相关文章
