大批量制造：提高精密加工零件的合格品产量

概述

大批量制造精密零件和产品的公司越来越喜欢使用数控机床将铸件或固体材料加工成产品。这个过程生产出的精密零件外形美观，也符合预期要求，但大批量数控精密加工需要进行过程控制，从而确保始终如一地提供符合设计要求的优质产品。

典型过程

1. 大批量加工需要分单元布置大量机床，以执行特定的加工操作。

2. 工件在机床之间移动，直至完成所有加工操作。机床选择具有非特定性。参见图1。

3. 在无法消除加工偏差的情况下，零件分级后会被放入不同的容器中以进行选择性装配。

   
   

   
   

挑战

1.   消除找正误差并降低废品率

为达到要求的高精度，数控机床操作首先由技术熟练的工程师进行性能验证和维护，通常一名工程师负责一个机床单元。机床操作员负责装载工件，通常使用定制的夹具来定位工件。

成品零件的质量取决于多种变化因素，包括:夹具质量、操作人员的技能、定位误差、来料状况、以及热效应-所有这些因素均可导致加工零件改变，废品率高和合格品产量低等问题。

在某个操作中存在加工误差的零件会继续在过程中传递，并且在接下来的每个操作工序中都会增加误差，结果

导致出现废品零件，而且每个操作工序的合格品净数量减少。下图1显示的是在未配测头的多机床单元中执行三个加工操作的示例。请注意每个操作后合格品产量是如何减少的。

过程剖析

雷尼绍工程师使用雷尼绍的Productive ProcessPyramid™m(高效制造过程金字塔解决方案)剖析客户的制造过程和各个生产阶段的关键要素。该框架用于识别和控制在加工过程的各个主要阶段可能发生的变化。

详情请访问雷尼绍网站上的“什么时候使用测头测量?”专栏: www.renishaw.com.cn/whendoiprobe

解决方案

制造过程焦点:过程设定

针对过程设定，雷尼绍工程师采取多种措施提高零件精度并减少由技术熟练的工程师进行干预的次数。这些措施已成功应用于大批量生产行业的零件找正。

使用雷尼绍测头测量系统实现了实际工件位置的自动化机内测量和校准。

图2至图4显示，尽管存在来料差异，但仍可以检查每个零件的实际Z轴平面高度并更新工件偏置。成效十分显著:

·由于加工误差减少而降低了废品率

·提高了合格零件的产量

图2显示加工一个主要Z轴表面高度未知的凹槽可能获得的效果。

图3显示使用测头确定Z轴表面位置后正确加工的凹槽。

图4显示使用测头进行简单的工件找正循环后获得的良好效果。

结果

以下数值图表提供了该行业使用测头测量系统前后的典型示例。虽然所示的高废品率并不一定在所有应用中常见，而是取决于实际现场经验，但这些图表意在说明工件经过多道操作工序后会出现的变化因素的累积效应。

摘要

大批量精密加工零件的制造商一直不断努力提高合格零件的产量。尽管使用先进的数控机床，但一些制造商的零件生产合格率仍然非常低，令人难以接受。

现在随着雷尼绍测头系统在工业领域的加工过程中被广泛采用，制造商的生产能力有了质的飞跃。

用于工件找正的雷尼绍测头将帮助消除以下因素引起的零件偏差:

·夹具和特征定位

·来料状况

·零件或机床的热膨胀

因此，合格品产量和生产效率将得到提高。