1.一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:具有三种工作模式,分别为综合模式、效率模式和制程能力模式;
综合模式下的拉削工艺如下:
步骤一、设定拉床额定功率N额、粗拉进给速度V粗、半精拉进给速度V中、精拉进给速度V精、粗拉进给行程L粗、半精拉进给行程L中、精拉进给行程L精;
步骤二、对工件进行包括粗拉、半精拉、精拉三个阶段的拉削;粗拉阶段的进给速度为粗拉进给速度V粗,行程为粗拉进给行程L粗;半精拉阶段的进给速度为半精拉进给速度V中,行程为半精拉进给行程L中;精拉阶段的进给速度为精拉进给速度V精,行程为精拉进给行程L精;
在粗拉阶段、半精拉阶段、精拉阶段中均分别采集最大拉削力F粗、F中、F精;分别计算粗拉阶段、半精拉阶段、精拉阶段的拉削功率N粗、N中、N精;N粗=V粗×F粗;N中=V中×F中;N精=V精×F精;
步骤三、若N粗、N中、N精的取值均在0.9N额~1.1N额的范围内,则参数优化完成,进入步骤四;
若N粗、N中、N精中任意一个或多个的取值小于0.9N额,则将取值小于0.9N额的拉削功率对应的进给速度增大△V;△V为预设的拉削速度单次调节值;之后,重新执行步骤二;
若N粗、N中、N精中任意一个或多个的取值大于1.1N额,则将取值大于1.1N额的拉削功率对应的进给速度减小△V;之后,重新执行步骤二;
步骤四、按照步骤二和三确定的粗拉进给速度V粗、半精拉进给速度V中、精拉进给速度V精对工件进行粗拉‑半精拉‑精拉拉削作业;
效率模式下的拉削工艺如下:
步骤一、设定拉床额定功率N额和拉削进给速度V进;
步骤二、以拉削进给速度V进对工件进行拉削;在拉削过程中采集最大拉削力F;计算最大拉削功率N=V进×F;
步骤三、若N的取值在0.9N额~1.1N额的范围内,则参数优化完成,进入步骤四;
若N的取值小于0.9N额,则将拉削进给速度V进增大△V;△V为预设的拉削速度单次调节值;之后,重新执行步骤二;
若N的取值大于1.1N额,则将拉削进给速度V进减小△V;之后,重新执行步骤二;
步骤四、按照步骤二和三确定的拉削进给速度V进对工件进行拉削作业;
制程能力模式的拉削工艺的控制流程如下:
步骤一、设定拉床额定功率N额、拉削进给速度V进、额定振动加速度值a额、额定拉削力F额、零件尺寸上限USL、零件尺寸下限LSL和零件中心尺寸C;
步骤二、以拉削进给速度V进对n个工件进行拉削,并分别测量得到n个工件的尺寸X1…Xn;利用尺寸X1…Xn计算制程能力指数Cpk,n为单次测试的拉削次数;
步骤三、若制程能力指数Cpk在1.33~1.67的范围内,则参数优化完成,进入步骤四;
若制程能力指数Cpk≤1.33,则将拉削进给速度V进增大△V;△V为预设的拉削速度单次调节值;之后,重新执行步骤二;
若制程能力指数Cpk≥1.67,则将拉削进给速度V进减小△V;之后,重新执行步骤二;
步骤四、按照步骤二和三确定的拉削进给速度V进对工件进行拉削作业。
2.根据权利要求1所述的一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:制程能力指数Cpk的计算过程如下:分别计算平均值 尺寸公差T、尺寸标准差σ、制程准确度Ca、制程精密度Cp、制程能力指数Cpk如式(1)至(6)所示;
T=USL‑LSL 式(2)
Cpk=Cp·(1‑Ca) 式(6)
其中,X1…Xn为n个尺寸实测值;n为尺寸测量次数。
3.根据权利要求1所述的一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:在制程能力模式的步骤三中,制程能力指数Cpk在1.33~1.67的范围内,且F·V进<0.95N额;则将拉削进给速度V进更新为0.95N额/F;F为拉削过程中的最大拉削力。
4.根据权利要求1所述的一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:在制程能力模式的步骤四中,拉削过程中采集振动加速度值a,并测量得到的工件尺寸;若尺寸超差或振动加速度值a≥a额,则停机;a额为预设的振动加速度极限值。
5.根据权利要求1所述的一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:在综合模式和效率模式的步骤四中,拉削的过程中采集最大拉削力F,并得到的工件进行尺寸测量;若尺寸超差,则停止拉削;若拉削的工件数量达到预设的最大数量或最大拉削力F大于预设的极限拉削力,则将拉床额定功率N额更新为原数值的0.707倍,并重新执行对应模式的步骤二和三,调整粗拉进给速度V粗、半精拉进给速度V中、精拉进给速度V精,或调整拉削进给速度V进。
6.根据权利要求1所述的一种多模式分段拉削工艺,其特征在于:采用的控制系统,包括振动检测装置、位移检测装置、拉力检测装置、速度检测装置、计数装置、产品尺寸检测装置、集中优化控制器、伺服电机、伺服驱动器、停机控制器、模式选择器;振动检测装置用于检测拉削过程中的振动加速度;位移检测装置用于检测拉刀的位置;拉力检测装置用于检测拉削过程中的拉削力;速度检测装置用于检测拉削速度;计数装置用于记录拉削工件的数量;产品尺寸检测装置用于检测拉削得到的工件的尺寸;集中优化控制器对综合模式、效率模式和制程能力模式下的拉削过程进行控制;伺服电机和伺服驱动器用于驱动拉削进给运动;停机控制器用于检测是否达到停机条件,在达到停机条件是停止拉削作业;模式选择器供工作人员选择模式。