NC程序的優(yōu)化軟件，最初是通過平衡切削力的方法，幫助Bell直升機(jī)公司的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中心來提高鈦金屬的加工速度?，F(xiàn)在，該制造商在生產(chǎn)由其他金屬制成的飛機(jī)零件時(shí)，也采用了這一加工方法來縮短其生產(chǎn)周期。
Bell直升機(jī)公司的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中心（簡(jiǎn)稱：DSC），在加工其所生產(chǎn)的飛機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)和變速箱組件中，鋼材的加工量超過了鈦金屬的加工量。然而，一個(gè)棘手的鈦金屬零件的加工問題，促使Bell公司的DSC中心開始調(diào)查研究NC程序的優(yōu)化技術(shù)是否能夠縮短生產(chǎn)周期時(shí)間和是否能夠像其兄弟公司——Textron的子公司Cessna公司那樣，解放其現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力。Bell公司的目標(biāo)是減少生產(chǎn)時(shí)間，從而降低其客戶的整體成本。
DSC中心位于德克薩斯州的Grand Prairie，他們知道Cessna公司的成功在于其采用了從Third Wave Systems公司引進(jìn)的加工工藝成型軟件，從而優(yōu)化了其許多零件的加工程序。DSC中心的NC編程總監(jiān)Chris Mueninghoff先生說，對(duì)于Third Wave Systems系統(tǒng)公司的AdvantEdge生產(chǎn)模塊軟件而言，證明采用商用鈦金屬鍛件作為試件是比較理想的。因?yàn)檫@一零件是Bell公司生產(chǎn)加工中最具有挑戰(zhàn)性的零件之一。在Bell公司，完成一個(gè)部件的生產(chǎn)，需要加工將近30%的鈦金屬鍛件，這意味著該材料的切削加工量超過大部分其他零件的加工。機(jī)床上承載的工件直徑為16in（1in=2.54cm），高6in。
當(dāng)其在一個(gè)特定的零件上分析加工操作的情況時(shí)，該生產(chǎn)模塊軟件將CAD、CAM、機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性和工件材料的特性集中在一起。正如Mueninghoff先生所解釋的那樣，該優(yōu)化工藝首先從引進(jìn)零件的3D模型及其相應(yīng)的加工程序開始。每一加工操作所使用的刀具由其前角、螺旋角及刀具材料等關(guān)鍵特點(diǎn)所確定。
同時(shí)，還需將有關(guān)機(jī)床的信息和設(shè)置值輸入，其中包括機(jī)床的馬力和扭矩，及其工裝夾具的剛性和切削力極限。最后，從軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中選用工件的材料。
該軟件使用這些信息來預(yù)測(cè)刀具在其整個(gè)刀具路徑中將要經(jīng)受的切削力。在切削操作過程中，這些切削力將會(huì)發(fā)生波動(dòng)，這主要是由于進(jìn)給速度、刀具方向和工件材料等參數(shù)所造成。為了優(yōu)化每個(gè)操作，該軟件將根據(jù)其切削力的上限和下限，與每一行的原始G代碼計(jì)算的切削力進(jìn)行比較。然后，它會(huì)自動(dòng)地增加或減少相應(yīng)的進(jìn)給速度。例如，當(dāng)切削力值低于所規(guī)定的上限時(shí)，進(jìn)給速度將提高到一個(gè)低于刀具可以接受的最大切削力穩(wěn)定點(diǎn)上。這不但有利于提高切削速度，而且也能夠使刀具的切削力更加平衡。Mueninghoff先生說，根據(jù)零件的不同復(fù)雜程度，該軟件可在10~15min的時(shí)間內(nèi)，分析和生成具有新進(jìn)給速度的修改后G代碼。
Bell公司將通過加工一個(gè)實(shí)際的零件，驗(yàn)證每個(gè)經(jīng)過修改后的零件程序，并通過正常的檢驗(yàn)程序，將其發(fā)送出去，以確認(rèn)其修改后的程序不會(huì)損壞工件、機(jī)床和刀具。在工藝優(yōu)化后，每一個(gè)鈦金屬試件的加工周期時(shí)間減少了30%。自從經(jīng)過那次原始測(cè)試以后，Bell公司已經(jīng)在其加工的近250個(gè)零件上，使用了這種NC數(shù)控優(yōu)化軟件，其中許多零件由淬火合金鋼制成。最近，Bell公司盡最大努力將NC數(shù)控程序優(yōu)化技術(shù)全面地應(yīng)用于鈦金屬材料的加工。它將這一經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化的程序使用于加工V-22型魚鷹式傾斜旋翼飛機(jī)的一個(gè)更大的鈦金屬承載部件。這些承載部件是在一套由兩臺(tái)機(jī)床組成的加工單元上生產(chǎn)制造的。由于采用了生產(chǎn)模塊軟件，因此使這些部件的生產(chǎn)周期時(shí)間縮短了25%~30%，并且使Bell公司能夠?qū)⑺械纳a(chǎn)轉(zhuǎn)移到單一的一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行。
Mueninghoff先生說，NC程序的優(yōu)化軟件也產(chǎn)生了其他兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了刀具的使用壽命和耐磨性；另一優(yōu)點(diǎn)是使零件生產(chǎn)的整體質(zhì)量進(jìn)一步提高。這對(duì)齒輪箱元件的設(shè)計(jì)人員來說是非常重要的，它可使Bell公司限制零件在加工過程中所產(chǎn)生的疲勞和應(yīng)力。該優(yōu)化軟件讓Bell公司能夠縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，不需要應(yīng)用有可能會(huì)減少一個(gè)關(guān)鍵零件使用壽命的技術(shù)。事實(shí)上，Mueninghoff先生指出，DSC中心在零件加工過程中所產(chǎn)生的實(shí)際應(yīng)力較少，因而其生產(chǎn)的最終零件具有較高的質(zhì)量水平。
NC數(shù)控程序優(yōu)化軟件分析了刀具在整個(gè)刀具路徑中所產(chǎn)生的切削力。當(dāng)這些切削力超過或低于切向力參數(shù)的峰值時(shí)，它就會(huì)自動(dòng)地優(yōu)化進(jìn)給速度，以便使刀具的性能達(dá)到最高水平，并縮短生產(chǎn)周期時(shí)間。這種在進(jìn)給速度優(yōu)化前和優(yōu)化后所產(chǎn)生的切向力比較，充分地體現(xiàn)了這一概念。
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