《装备制造技术》2007年第10期 实际情况制定。装夹时间要根据装夹方式而定,例如在车床加材料去除率。粗加工量Vo可以认为等于总的材料待去除量V 工中,装夹方法有四爪卡盘、主轴心轴、花盘压板装夹等。这些(V少0依赖于粗加工期间所加的峰值电流I(如图1),而相应 时间由实际经验获取。对与辅助时间,如在车加工工序中有换的粗加工后的表面粗糙度Ra由电极正面面积S决定如图 卡盘、上卸刀具、换冷却液等,准备一终结时间为工人熟悉图纸 2)。工步数目及V1的值的选择由电火花用户来完成。但是,我 及加工方法等。主要根据工件的加工复杂程度来进行相应的计 们可以在Ra0和V1之间建立一种一般的关系。建立在这样 算。因此加工零件的工时为 个事实上,在第i步去除的材料应与上一步所得的表面粗糙度 T=∑(T+T+T+Ta+T山)(q为工序数目)(1)成比例,定为C,则 根据实际经验得知除基本加工工时外,其他工时可以由 Tk乘以一个系数得到,因而加工工时的计算公式为 T=2(1+ a+Ku+Kd+K d* Tk 其中,K为宽放系数K为装夹修正系数Kd为辅助修实3.66915 峰值电流LA 正系数:K生理修正系数。以上系数可通过经验评估得到。加图1材料去除率V:与 峰值电流I的关系 图2Ra与正面面积Si的关系 工零件时首先我们对毛坯进行铣面,我们假定铣刀的进给速度 为V,径向吃刀量为Wy工件的表面积为S1S1可以通过CAD V-V L-= C (8) 软件自动计算出来,因而铣面的基本工时为 确定电极正面面积和峰值电流后就可以估算出EDM工 T=K。∑SVW (3时。电火花之后需要对零件进行抛光处理,由于此工序与人的 其中,D为铣的次数,K。为面积修正系数,由于工件的毛因素相关较大,因而对于抛光工时的计算我们根据实际经验来 坯表面积要大于S1,一般取K。为10~1.4.铣完面后如有孔估算。由于以上计算算法已经在3DM描述语言里编写好因此 的话需要进行钻孔,假定钻头的进给速度为V2,孔的深度为 在计算工时前我们只需要结合实际经验将加工零件的各个工 艺的编码写入零件的相应的表面属性里,运行工时计算后就可 H2,H2同样可以自动计算出来,钻孔的基本工时就为 以计算出相应的工时 如有些零件需要进行铰或镗孔,其计算公式与钻孔类似 2解释器及描述语言 孔完成后需要进行磨平面和CNC加工了,其计算方法与铣的 公式类似。对零件进行线切割加工时,进行工时计算时我们采 3DM参数化设计系统构建语言是我们开发的一种专用描 用面积法,假定其进给速度为Va切割的边界面积为S3那么述语言,它具有一般计算机语言的大部分函数功能,拥有自己 其基本工时为 的调试运行界面以及设置断点、单步调试和变量监视等功能 (5而且描述代码简洁易懂。解释器主要起到对3DM描述语言进 线切割之后有些较复杂零件需要进行EDM加工,由于其行解析的作用,只要是用3DM描述语言编写的程序代码都可 加工的复杂性,工时很难准确计算,现仅给出其估算方法,其计 以用此解释器来进行解码 算方法目前还在研究当中。EDM的加工时间等于待去除材料 对于工时计算,描述语言主要的事件为参数赋值、工序参 的体积除以材料去除率。一个电火花加工操作通常包括一个粗数制定、孔操作,解释器采取以下方式进行解析。 加工工步和若干精加工工族i=1,…,n。为了减少总的加工 (1)对于参数赋值,在进行工时计算时我们不妨定义赋值 时间,粗加工工步用大电流值高表面粗糙度),而精加工工步类型为 则用小电流。通过CAD软件我们我们可以分别算出进行EDM A={ (9 加工前后零件的体积VaVb。则总的材料待去除量为 式中:4为长度类型。被赋值的尺寸参数为C,其类型为 (6a,赋值变量为b。则赋值语句为varC=b,当程序执行赋值语 通常,EDM操作的加工时间可以写成如下形式 句时,解释器会对语句进行解析,然后对其赋值。 (2)对于工序参数制定及工时计算,描述语言里描述了各 式中V0:粗加工阶段去除的材料Vyo:粗加工阶段材道工序的参数,如工序名、刀具、进给速度、吃刀量等 料去除率;V第i步精加工去除的材料V↓第i步精加工 定义工序集为 o1994-2009chinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net《装备制造技术》2007 年第 10 期 实际情况制定。装夹时间要根据装夹方式而定, 例如在车床加 工中, 装夹方法有四爪卡盘、主轴心轴、花盘压板装夹等。这些 时间由实际经验获取。对与辅助时间, 如在车加工工序中有换 卡盘、上卸刀具、换冷却液等, 准备 - 终结时间为工人熟悉图纸 及加工方法等。主要根据工件的加工复杂程度来进行相应的计 算。因此加工零件的工时为: T = q k = 1 !( Tk+Tak+Tbk+Tck+Tdk) ( q 为工序数目) ( 1) 根据实际经验得知除基本加工工时外, 其他工时可以由 Tk 乘以一个系数得到, 因而加工工时的计算公式为: T = q k = 1 !( 1+Kak+Kbk+Kck+Kdk) * Tk ( 2) 其中, Kak 为宽放系数; Kbk 为装夹修正系数; Kck 为辅助修 正系数; Kdk 生理修正系数。以上系数可通过经验评估得到。加 工零件时首先我们对毛坯进行铣面, 我们假定铣刀的进给速度 为 Vj , 径向吃刀量为 Wj , 工件的表面积为 S1, S1 可以通过 CAD 软件自动计算出来, 因而铣面的基本工时为: T1= Km p k = 1 !S1(/ Vj * Wj ) ( 3) 其中, p 为铣的次数, Km 为面积修正系数, 由于工件的毛 坯表面积要大于 S1 , 一般取 Km 为 1.0～1.4。铣完面后如有孔 的话需要进行钻孔, 假定钻头的进给速度为 V2, 孔的深度为 H2, H2 同样可以自动计算出来, 钻孔的基本工时就为: T2 = H2/V2 ( 4) 如有些零件需要进行铰或镗孔, 其计算公式与钻孔类似。 孔完成后需要进行磨平面和 CNC 加工了, 其计算方法与铣的 公式类似。对零件进行线切割加工时, 进行工时计算时我们采 用面积法, 假定其进给速度为 V3, 切割的边界面积为 S 3, 那么 其基本工时为: T3 = S 3 /V3 ( 5) 线切割之后有些较复杂零件需要进行 EDM 加工, 由于其 加工的复杂性, 工时很难准确计算, 现仅给出其估算方法, 其计 算方法目前还在研究当中。EDM 的加工时间等于待去除材料 的体积除以材料去除率。一个电火花加工操作通常包括一个粗 加工工步和若干精加工工步( i =1, …, n) 。为了减少总的加工 时间, 粗加工工步用大电流值( 高表面粗糙度) , 而精加工工步 则用小电流。通过 CAD 软件我们我们可以分别算出进行 EDM 加工前后零件的体积 Va, Vb。则总的材料待去除量为: V =Va- Vb ( 6) 通常, EDM 操作的加工时间可以写成如下形式: Te = V0 ( Vw) 0 + n k = 1 ! Vi ( Vw) i ( 7) 式中 V0: 粗加工阶段去除的材料;( Vw) 0: 粗加工阶段材 料去除率; Vi : 第 i 步精加工去除的材料;( Vw) i : 第 i 步精加工 材料去除率。粗加工量 V0 可以认为等于总的材料待去除量 V。 ( Vw) 0 依赖于粗加工期间所加的峰值电流 I ( 如图 1) , 而相应 的粗加工后的表面粗糙度( Ra 0) 由电极正面面积 Sf 决定( 如图 2) 。工步数目及 Vi 的值的选择由电火花用户来完成。但是, 我 们可以在 Ra 0 和 Vi 之间建立一种一般的关系。建立在这样一 个事实上, 在第 i 步去除的材料应与上一步所得的表面粗糙度 成比例, 定为 C, 则[4] : V1 Ka 0 = V2 Ka 1 …… Vn Kam- 1 = C ( 8) 确定电极正面面积和峰值电流后就可以估算出 EDM 工 时。电火花之后需要对零件进行抛光处理, 由于此工序与人的 因素相关较大, 因而对于抛光工时的计算我们根据实际经验来 估算。由于以上计算算法已经在 3DM 描述语言里编写好因此 在计算工时前我们只需要结合实际经验将加工零件的各个工 艺的编码写入零件的相应的表面属性里, 运行工时计算后就可 以计算出相应的工时。 2 解释器及描述语言 3DM 参数化设计系统构建语言是我们开发的一种专用描 述语言, 它具有一般计算机语言的大部分函数功能, 拥有自己 的调试运行界面以及设置断点、单步调试和变量监视等功能, 而且描述代码简洁易懂。解释器主要起到对 3DM 描述语言进 行解析的作用, 只要是用 3DM 描述语言编写的程序代码都可 以用此解释器来进行解码。 对于工时计算, 描述语言主要的事件为参数赋值、工序参 数制定、孔操作, 解释器采取以下方式进行解析。 ( 1) 对于参数赋值, 在进行工时计算时我们不妨定义赋值 类型为[2] : A= {{Al }} ( 9) 式中: {Al }为长度类型。被赋值的尺寸参数为 C, 其类型为 a, 赋值变量为 b。则赋值语句为 Var C= b, 当程序执行赋值语 句时, 解释器会对语句进行解析, 然后对其赋值。 即, C = b ( 10) ( 2) 对于工序参数制定及工时计算, 描述语言里描述了各 道工序的参数, 如工序名、刀具、进给速度、吃刀量等。 定义工序集为: 峰值电流 Ip/A sr/cm2 Ra0 μ/ m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 1.5 1 0 3.6 6 9 15 材 料 去 除 率 MRHmm3 /min- 1 25 20 15 10 5 0 0.5 图 1 材料去除率( Vw) i 与 峰值电流 I 的关系 图 2 R ai 与正面面积 Si 的关系 85