0 引言

　　回转体零件在机械行业量大面广, 制造质量要求较高, 为了减轻设计制造人员的劳动强度, 提高生产效率和产品质量, 缩短制造周期, 为产品的竞争创造有利条件, 我们开发了回转体零件CAM系统, 实现了零件的设计制造一体化。特别是对精度较高批量较大的销轴类零件, 可以快速进行加工精度统计分析,实践证明, 该测量分析系统是一种实用的零件检测数控技术。

1 系统结构

　　本系统运行于Windows98以上操作系统, 以Vis2ual Basic610为开发工具, 运用面向对象的设计方法,采用模块化结构, 将回转体零件的设计、制造、检测、精度统计分析组成统一的整体。系统主要由零件设计与编程模块、数控加工模块和自动测量与分析模块组成。

2 系统主要功能

　　2.1　零件设计与编程

　　本模块采用Mastercam软件, 将CAD和CAM功能有机地结合在一起, 从设计绘图到编制刀具路径,通过仿真加工来验证刀具轨迹和优化程序, 整个设计和加工过程中具有交互性和集成性, 用户界面良好。通过后处理器可将刀具轨迹文件转换为机床数控系统能够识别的数控加工文件, 然后利用计算机通信将NC程序发送到数控车床。

　　2.2 数控技术加工

　　本模块采用华中世纪星数控车削系统, 该系统采用先进的开放式体系结构, 内置嵌入式工业PC机,集成进给轴接口、主轴接口、内嵌式PLC接口、远程I/O板接口于一体, 具有性能高、配置灵活、结构紧凑、可靠性高的特点。经过修改并运行NC程序,可仿真切削过程, 模拟加工环境, 检查刀具干涉, 加工出符合精度要求的工件。

　　2.3 自动测量与精度分析

　　本模块主要应用于精度较高、批量较大的回转体零件的检测与加工精度统计分析, 它由计算机、接口适配器、电子数显千分尺等组成。把电子数显千分尺和计算机有机地结合起来, 充分发挥了电子数显千分尺的高精度和计算机强大的数据处理功能。工件经电子数显千分尺的测量将数据输入计算机, 测量一批工件后, 用Office 2000中的Microsoft Excel进行数据处理, 自动生成正态分布图。为批量零件质量控制建立了一套快捷检测处理数据的方法。

3 应用实例

　　采用某厂批量较大的一阶梯轴零件, 材料为45钢, 精度较高的某表面尺寸为16 - 01095- 01205mm 。进入系统后先进行阶梯轴零件的二维和三维实体造型, 根据零件结构特点及技术要求, 安排加工工艺, 然后设计刀具路径, 确定切削参数, 模拟加工过程刀具路径的每一次走刀, 用以检查设计是否正确, 参数设置是否合理, 以便完善及修改设计, 验证加工的正确性, 直到满意为止。

　　NC程序传送到数控车床加工系统, 先在操作界面设置工件毛坯等参数, 然后对刀, 运行程序, 就可完成对工件的自动加工,在华中世纪星数控车削系统上零件加工结束时的界面。

　　加工结束时的界面图加工的零件, 可用电子千分尺进行测量, 将测量数据通过接口适配器送入计算机。抽查检测100个零件后, 采用Office 2000中的Microsoft Excel进行数据处理, 计算出合格率、废品率、分散中心和分散范围, 并利用Microsoft Excel 2000中的绘图功能, 自动输出正态分布图。图4为阶梯轴零件的实际尺寸分布曲线图, 从图中看出,这批工件的分散范围0109mm比公差带0111mm小, 如果能够设法将分散中心调整到公差范围中心, 工件就完全合格。具体地讲, 车削时将车刀伸出量调整得多一些。因此解决这道工序的精度问题是消除常值系统性误差。

4 结束语

　　从“集成”概念的角度出发, 实现了销轴类零件的设计、制造、检测相结合的思路, 在扩展了“回转体零件CAM”内容的基础上, 新增了销轴类零件的自动检测以及加工精度统计分析模块, 可以快速地进行加工误差的综合分析, 为销轴类零件的加工、检测和质量控制提供了一种新颖快捷和实用的方法。