普通FANUC系统数控机床的精密加工

普通FANUC系统数控机床的精密加工研究伴随着科学技术的进步，现代的机械设计及机械制造技术日益趋向精密、精巧、复杂方向发展。机械设计可以通过相关的计算机辅助设计软件（如AUTOCAD、UGS、PRO/E等）来实现，且大部分的职业院校都开设相关的课程，这样对于机械设计完成精密、精巧、复杂的零部件提供了可靠的保证。

相对于机械制造，机械设计可以海马天空，有些无法通过机械制造来实现。但有很多可以实现的，却因为加工制造技术的缺陷，使加工时间、加工质量受到极大的制约。本文尝试对普通FANUC系统数控机床的精密加工进行研究。

1、精密、精巧、复杂的机械零部件的代表特征是：结构复杂、形

状及位置公差要求严格、表面质量要求很高（如轿车前大灯注

塑模具、计算机鼠标模具、家用电器外壳等）。

2、基于精密、精巧、复杂的机械零部件的加工机床，要求具备主

轴高转速、工作台高快速移动和高进给速度。

3、世界最著名的数控系统供应商德国的SIEMENS和日本的

FANUC现阶段对中国实行先进数控系统的出口限制，国产的

数控系统还不具备进行高速加工的计算能力。大部分的国产数

控机床床身也不适合高速加工。这样对中国的先进零部件的加

工就形成了制约。

本文的研究方向是基于台湾产友嘉数控机床配备FANUC 0MD系统的加工中心进行精密高速加工的实验性研究：

1、实验项目：家用吹风机外壳注塑模，试验用机床；YCM—V116B，

试验用材料是：H13，试验用刀具：SECO(瑞典山高公司品牌)

2、我们进行试验的机床是YCM—V116B（台湾友嘉实业股份有限

公司产），主轴最高转速10000转/分钟，进给速度最高10米/分

钟，配备FANUC18M系统（可4轴联动，配备α伺服模块）。

3、材料H13（4Cr5MoV1Si）是热注塑模常用的模具钢材料，当加

入0.06％～0.15％S和≤1.0％Mn使其成为易切削钢时，可用于制

造塑料模具，其机加工性能良好。材料经过调质处理，使硬度在

（40～44）HRC范围内进行加工，并可抛光达Ra为0.05μm的

镜面光洁度，满足高光洁塑料模具要求。

4、刀具采用瑞典SECO公司的高速球型铣刀，相对于H13，其切削

参数为：Vc=170（M/Min），Fz=0.009×Dc（MM/齿），a p=0.5

（MM）, a e=5（MM）。

一、实验过程：

1、用SECO产217.69-2525.0-09-3A（TD250M/F15M）方肩铣刀粗

铣外形。铣削参数：Vc=215（M/Min）, Fz=0.14（MM/齿），

a p=a e=25（MM）。外形图1：

图１

加工时间：17MIN

共加工3件。

2、精加工（不改变系统内部参数）：外形图2

图2

加工时间：44Min

粗糙度：Ra=12.5um

刀具磨损：较严重

3、精加工（改变部分与加工有关的系统内部参数）：外形图2

加工时间：41Min

粗糙度：Ra=6.3um

刀具磨损：较轻

4、精加工（改变部分系统内部参数）：外形图2

加工时间：35Min

粗糙度：Ra=1.6um

刀具磨损：很轻

二、参数改变情况：

1、第一次修改：

2、第二次修改：

三、日本FANUC公司在向我国（包括港澳台地区）出口其系统时，有意将其本身具备的前馈控制（AI先行控制）参数隐瞒，使整机无法实现复杂形状的精密加工。由于加减速度无法进行有效的控制，加工表面及刀具磨损无法达到理想的效果。通过以上三次的实验，发现将其前馈控制（AI先行控制）进行适当的修改，就可以用普通的数控机床实现高速精密加工。这样不仅可以提高加工质量，节约加工时间，同时减轻加工刀具的磨损，提高产成品率，降低加工成本。