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【分享】加工中心在机测量对工序质量的提升(第三部分)

hexagon

2009/01/21

其他仪器综合讨论

2.3、夹具找正
图四所示的加工中心拥有一个硕大的、称为“交换器”的转台，在其直径方向安装了二个“托盘”，

其实是二个用于装夹工件的回转工作台，可背向安装二个缸盖罩壳。二个工作台所处位置总是对应机床前、后部的“上下料”和“加工”工位，即当一组工件处于加工工位被顺序进行加工时，操作工则在上下料工位从事工序完毕后的卸料和再次上料。“交换器”和“托盘”的回转精度很高，但前者在交换两个工作台位置时，必须先由举升机构将整个转台抬起，然后转动180°，再落入由四个锥体、锥孔组成的，依靠锥面匹配的定位装置。由于工作环境恶劣，难免会有冷却液带入的铝屑、杂物等粘附在定位面上，由此会造成转台的微量偏移，并传递到工作台（“托盘”）和其上的夹具。但定位装置的原理和结构决定了、也确保了微量偏移只可能是平移，而不可能是歪斜。从图4可见，被加工的缸盖罩壳是直立装夹的，若不对这一项引起误差的因素进行监控，将不利于保证工件的质量，为此，安排了在机检测的环节，用于夹具的找正，更确切地说，是通过“找正”进行补偿。具体的实施方法是在工作台上夹具的上部设一基准块，当工作台置于机床的加工工位时，在对工件实施切削加工前，动力头先调出测头，打在基准块的小平面上（见图四所示），通过与预先的设定值相比较来判断夹具的状态，当出现超出允许范围的偏差时，即通知操作人员或机修人员进行处理。根据图4所示的被加工工件的实际情况，这项允差范围定为±0.2mm，即当在机测量的结果小于±0.2mm时，认为可以通过补偿来解决夹具偏移引起的加工误差。并在之后的加工过程中，通过在切削量参数中引入对应的补偿值，以消除夹具偏移的带来的影响，从而确保工件的制造质量。

2.4、工件找正

被加工工件是一种新颖汽车发动机上的大型铝铸件—— 链轮罩壳，在这台机床的众多工序中，对其中4个孔的加工是极为重要的。图五中，从左至右显示了这些孔，其中第4个，也是最右侧一个正所处在待测（相当于“加工”）位置。为了确保孔的加工质量，在工艺上就必须使刀具的回转中心与工件毛坯孔的中心保持一致。但从图中可见，四个孔呈辐射、散布状，孔径和中心高又相差很大。在这种情况下，如果对每一个工件都仍执行一成不变的加工程序，那么即使是装夹中的细微差别，或是铸件自身的一些差异，都将会影响孔的制造质量。为此，必须先对工件进行图5 在机检测用于工件找正 “找正”，即利用机床的在机检测系统在加工前先逐个对每个毛坯孔进行测量。方法是通过在圆周的上下、左右共打4点来精确地确定孔中心的坐标位置，据此，再有针对性地执行各个孔的加工，显然，经过“工件找正”之后，各孔的制造质量就有了充分保证。此外，在找正的同时，还可以得到铸孔的毛坯余量，若进一步利用变量编程，还可以实现毛坯余量的自动分配，这样就既能保证孔加工过程中切削力不会过大，以免损伤机床和刀具，又能提高刀具的耐用度，以使工作效率达到最高。

3、在机测量的应用提升了工序质量

利用设置在加工中心内的在机量仪进行机内对刀，通过加工前的在机测量完成相关加工参数的自动设定，或对夹具、工件实施“找正”，并据此进行相应的修正、补偿，以及在加工后通过在机测量进行温度、刀具磨损的补偿。凡此种种，不但保证了零件的加工质量，而且能有效地提高生产过程运行的质量水平。图六是上一节实例4（2.4）的过程能力分析结果，选用的评价项是图五中测头正进行找正的那个孔：，也是4个被找正的孔中要求最高的一个。为了验证实物的加工质量和生产过程运行的质量水平，根据一个月正常生产期间规范采样的数据，进行了统计分析。图六中，A是单值进程图，也称“散点图”，反映了这期间被加工项的变化趋势，B是直方图。据此，可计算出评价这期间生产过程运行质量的指标值——过程能力指数CP、CPK，得到的结果为：CP=3.24，CPK=2.95，显然表明了该加工中心的工序质量已达到了相当高的水平。

图七是上一节实例3（2.3）的过程能力分析结果。从图四-B可以看出，通过在机测量对夹具的“找正”和进行相应的补偿后，直接改善了精度的工件尺寸参数是与动力头轴线同向的高度值，因为这个值的大小完全取决于刀具对工件垂直面的铣削量。类似于上述对实例4的统计分析，为了验证工件的实际制造质量和生产过程的工序质量，也对近一个月来以规范抽检方式获得的数据做了分析，评定对象是工件一定位面到图四-B中被加工面的距离：20.4±0.2。从获得的单值进程图（图七-A）和直方图（图七-B），以及由此经计算得到的反映了这期间过程运行质量水平的指标——过程能力指数的值：CP=3.33，CPK=3.01，也表明了工序质量相当高。

在本案例中，采用在机测量过程控制方法直接提升了位于机床加工现场的加工质量，很好的体现了现代工业“产品质量是制造出来的”这一理念。

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wccd1

第1楼2015/09/10

通过在机测量对夹具的“找正”和进行相应的补偿，提高了了精度的工件尺寸参数是与动力头轴线同向的高度值。

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