數(shu)控加工作(zuo) 爲一種先(xian)進的加工(gōng)方法, 被廣(guang)泛地用于(yu)航空工業(ye)、艦船工業(yè)以及電子(zi)工業等高(gao)精度、複雜(zá)零件的加(jia)工生産。在(zài)數控加工(gong)中，影響數(shu)控加工質(zhì)量的因素(su)很多，即工(gong)🌈藝系統中(zhōng)的各組成(chéng)部分，包括(kuo) 機床、刀具(jù)、夾具的制(zhi)造誤差、安(ān)裝誤差以(yi)及刀具使(shi)用中的磨(mo)損等都直(zhí)接影響工(gong)件的加工(gōng)精度。也🤟就(jiu)是說，在加(jiā)💜工過程中(zhong)整個工藝(yì)系統會産(chan)生🈲各種誤(wu)差，從而改(gai)變刀🈚 具和(he)工件在切(qiē)削❗運動過(guò)程中的相(xiàng)互位置關(guan)系而影響(xiǎng)零件的加(jia)工精度及(jí)質量。
一、機(jī)床的合理(li)選用環節(jiē)
數控加工(gōng)在中國制(zhì)造業 中已(yi)經有了較(jiao)長的使用(yong)時間，雖然(ran)有嚴格的(de)數控機床(chuáng)操作規範(fàn)、良好的機(ji)床維護保(bǎo)養，但是其(qi)本身的精(jing)度損失是(shi)不可避免(miǎn)的。爲了控(kòng)制産品的(de)加工質量(liang)🐅，我們定期(qi)對 數控設(she)備進行檢(jian)測維修，明(míng)确每台設(she)備的加工(gōng)精度，明确(que)每台設備(bei)的加工任(rèn)務。對于大(dà)批量成批(pī)生産的零(líng)💋件加工工(gong)廠💞，應嚴格(ge)區分粗、精(jīng)🙇🏻加工的設(shè)備使用，因(yīn)爲粗加 工(gōng)時追求的(de)是高🐆速度(dù)、高的去除(chú)率、低的加(jiā)工精度，精(jīng)加工則相(xiang)反，要求高(gāo)的加工精(jing)度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(du)損害是嚴(yan)重的，因此(cǐ)我們将使(shǐ)用年限較(jiào)長、精度差(cha)的設備定(dìng)爲專用的(de)粗加工設(she)備，新設備(bei)和精度好(hao)的設備定(dìng)爲精加工(gōng)設備，做到(dào)♈對現🙇🏻有設(she)備資源的(de)合理搭配(pei)、明🔆确分工(gong)，将機床對(duì)加工質量(liang)的影響降(jiang)到了很低(di)，同😍 時又保(bǎo)護了昂貴(guì)的數控設(shè)備，延長了(le)設備的壽(shòu)命。
二、刀柄(bing)的合理選(xuan)用環節
當(dāng)我們的機(ji)床不可改(gǎi)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(ju)對數控加(jia)工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuan)轉🔞刀具🌈加(jiā)工🌈系統中(zhong)，主軸與夾(jia)頭(或其組(zǔ)合體)的聯(lian)結是刀具(jù)加工性能(neng)實現的基(jī)石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯(lián)結
目前企(qǐ)業常用刀(dao)柄與機床(chuang)的 接口主(zhu)要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀(dāo)柄結構如(ru)圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床(chuáng)主軸的接(jiē)口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的👈刀(dāo)柄隻适合(he)于低速加(jia)工，因BT刀柄(bǐng)與主軸 隻(zhi)是錐面配(pei)合，當轉速(sù)太高時，由(you)于💰離心力(li)的作用會(huì)使錐面配(pei)合間隙增(zeng)大，從而影(yǐng)響數控加(jia)工質量。當(dang)機床高轉(zhuan)速達到15000 轉(zhuan)/分時，通常(chang)需要采用(yong)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位✏️結構，提(ti)供與機床(chuang)标準聯結(jie)，在機床拉(la)力作用下(xià)，保證刀⚽杆(gan)短錐和端(duan)面與機床(chuáng)緊密配合(hé)。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結(jie)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yào)的技術要(yào)求就是刀(dāo)柄與刀具(jù)的聯🔞結方(fang)式， 包括加(jia)工時的夾(jia)持力度、徑(jìng)向跳動精(jing)度和平衡(heng)質量，刀柄(bing)的徑向跳(tiào)動精度要(yào)小于0.003mm。爲支(zhi)👅持機床的(de)線性傳動(dòng)，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的(de)總重量越(yuè)⚽小，對獲得(de)優良切削(xue)🙇♀️效果 越有(you)利。根據客(ke)戶各自的(de)💋需求，都能(neng)夠找到一(yī)種完美的(de)刀柄系統(tong)，因爲不同(tong)的系統能(néng)夠提供不(bú)同的技術(shù)特征和優(yōu)勢。 刀柄對(duì)刀杆 、刀具(ju)的夾緊方(fang)式主💃要有(you)4種刀柄：側(ce)固式刀柄(bing)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(ye)♋壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bǐng)的 特點是(shì)簡單容易(yì)操作、快速(sù)方便、安全(quán)🈲性極高;彈(dàn)性夾緊式(shì)刀柄的特(te)點是刀具(jù)的夾緊💋或(huò)松開是在(zai)刀柄材👉料(liao)的彈性形(xíng)變範圍内(nei)實現的，不(bú)僅可以提(ti)供極高的(de)👣刀柄回轉(zhuan)精 度📱，而且(qie)對刀具使(shǐ) 用壽命沒(méi)有限制;液(ye)壓刀柄🈲特(te)點爲采🏃用(yong)這一刀具(ju)夾緊系統(tong)，可使系統(tong)徑向跳動(dong)誤差精度(dù)和重複定(dìng)位精度控(kòng)制在3μm以下(xia)。由于刀柄(bǐng)内存在有(yǒu)高壓油液(ye)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gòu)及高壓油(you)的存在大(da)大地增加(jia)了結構阻(zǔ)尼，可有㊙️效(xiao)防止刀具(jù)和機床主(zhǔ)軸的振動(dòng)🌈;熱脹冷縮(suo)刀柄的優(yōu)點🏒是徑❌向(xiàng)跳動誤差(chà)小，精度很(hěn)高♈，可達到(dào) 3μm以下水平(ping)，傳動扭㊙️矩(jǔ)大，而刀柄(bǐng)的設計相(xiàng)對比較小(xiao)巧，但其缺(que)陷在于👌，相(xiang)比液壓刀(dao)柄或應力(lì)鎖緊式🔴刀(dāo)柄來講，其(qi)防振性✔️能(neng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(que)選擇和使(shi)用環節
硬(ying) 質合金刀(dao)具應用範(fan)圍在企業(ye)越來越廣(guang)，硬質合金(jin)将代替大(da)部分高速(su)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(sī)錐等簡樸(pǔ)通用刀具(jù)，使這一類(lèi)刀具的切(qie)削速度有(you)很大✍️的提(tí)高，硬質 合(hé)金将在🐕刀(dao)具材料中(zhong)占主導地(di)位，覆蓋大(da)部分常規(gui)的加工領(ling)域。我公司(sī)在粗加工(gong)中盡可能(neng)采用大直(zhí)徑🧡的牛鼻(bi)刀，使用R2左(zuo)右的硬🚶♀️質(zhi)合金刀片(pian)，做到粗加(jiā)工排屑 “多(duo)”;半精加工(gong)選用高轉(zhuan)速高進📞給(gei)R0.8左右的鑲(xiang)片立銑刀(dāo)，做到半精(jing)加工走刀(dāo)“快”;精加工(gong)時盡量🚩選(xuǎn)用硬質合(hé)金刀杆和(he)高精度球(qiu)頭鏡面刀(dao)片，這樣可(kě)在保正 加(jiā)工質量的(de)同 時節省(shěng)選用整體(tǐ)合金刀具(jù)的🍓高昂費(fei)用。精加工(gōng)中所用小(xiao)刀具的半(ban)💜徑應小于(yu)或等于被(bèi)加工零件(jiàn)上的内輪(lun)廓圓角半(bàn)徑，尤其是(shi)在拐角加(jia)工時，應選(xuǎn)用半徑小(xiao)于拐角‼️處(chu)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bing)以圓弧插(cha)補的方🔱式(shì)進行加工(gong)，這樣可🛀以(yǐ)避免采用(yòng)直線插補(bu)而出現過(guo)切現象，做(zuo)到精加💰工(gōng)質量“好”。因(yin)此，刀具的(de)準确選擇(ze)和㊙️使用是(shi)影響數控(kong)加工質量(liàng)的重要😘因(yin)素。
四、數控(kòng)編程環節(jie)
程序是數(shù)控機床惟(wéi)一能夠識(shí)别的語言(yan)，它向機床(chuáng)發♌出一🌍條(tiáo)一條加工(gong)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序💁的好(hǎo)😍壞直接影(ying)響到加工(gong)的質量和(he)效率。這就(jiù)需要在全(quán)面了解機(jī)床性能、加(jiā)㊙️工的每一(yī)環節以及(jí)必要的相(xiàng)關知識的(de)⭐基礎上, 通(tong)過不斷的(de)實踐，提高(gāo)編程技能(néng)，從👣而達到(dao)提高數控(kòng)加工質⚽量(liàng)的要求。
1.數(shù)控編程的(de)步驟
程序(xù)編制是數(shù)控加工中(zhōng)的一項重(zhong)要工作，理(lǐ)想的加工(gong)程序應☀️保(bao)證加工出(chu)符合産品(pin)圖樣要求(qiu)的合格工(gōng)件，同時應(ying)能使數控(kong)機床的功(gōng)能得到合(he)理的🌈應用(yong)與充分的(de)發揮，使數(shù)控機床安(an)全㊙️、可靠、 高(gāo)效地工作(zuo)，加工出高(gao)質量的産(chan)品。
從得到(dao)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jia)工程序的(de)編制過程(chéng)。
程序定型(xíng)階段由主(zhu)管領導審(shen)核數控編(biān)程刀路，合(he)格後填寫(xie)數控加工(gong)程序單，繪(huì)制加工簡(jian)圖。到現場(chang)了解程序(xù)執行情況(kuang)，并優化、固(gu)化數控加(jiā)工程序。
2.數(shù)控編程的(de)關鍵問題(ti)
(1)零件數字(zì)化模型：一(yi)般情況下(xià)依據産品(pǐn)設計圖，采(cai)用👌線🧡框建(jiàn)模、特征建(jiàn)模和實體(tǐ)建模等不(bu)同方式，建(jian)立零件的(de)㊙️幾何數字(zì)化模型。或(huò)者是采用(yong)無紙化設(she)計制造技(jì)術，零件的(de)幾何數字(zì)化模型直(zhí)接由設計(jì)而來。
(2)加工(gong)方案的确(que)定：主要針(zhen)對産品結(jié)構特點、質(zhì)量要求🈲選(xuan)👉擇不☁️同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jiā)工是選擇(zé)投影加工(gōng)還是✊放射(she)加工。不同(tong)🙇♀️的加工方(fang)法對零件(jiàn)的表面質(zhi)量影響較(jiào)大。
(3)加工參(cān)數的選擇(zé)：加工參數(shù)的選擇主(zhu)要取決于(yú)工件材料(liao)📐、刀具形狀(zhuàng)和材料、機(ji)床性能等(deng)因素。加工(gōng)參數選擇(zé)的合理⭐性(xing)對零件的(de)表面質量(liang)也有較大(da)影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生(sheng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shi)複雜零件(jiàn)、多軸數控(kòng)加工中的(de)重要内容(rong)，有效的刀(dao)具軌迹直(zhí)接決定了(le)加工的可(kě)能性、質量(liàng)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成首要(yao)目标是使(shǐ)所 生成的(de)刀具軌迹(ji)滿足平穩(wěn)、光滑🈲、負荷(he)變化小、軌(guǐ)迹連續，切(qie)入、切出次(ci)數少，無幹(gan)涉及碰撞(zhuàng)等要求。同(tong)時，刀具軌(guǐ)迹還需滿(mǎn)足穩定性(xìng)好、編程效(xiào)率高和♊程(chéng)序量小等(děng) 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhen)：由于零件(jian)形狀及加(jiā)工環境的(de)複雜🙇🏻性，要(yao)📞确保🔅所生(shēng)成的加工(gōng)程序不存(cun)在任何質(zhì)量問👉題十(shí)分困♍難，其(qí)中主🏃🏻♂️要的(de)㊙️是加工 過(guò)程中的過(guo)切、機😍床各(gè)部件之間(jian)的幹涉碰(pèng)撞等問題(tí)。特别對于(yu)高速加工(gōng)，這些問題(ti)常常是緻(zhì)命的。因此(cǐ)，在加❤️工前(qian)對加工程(chéng)序進行仿(pang)真驗證是(shì)十分必要(yào)的。數控加(jia)工 仿真通(tōng)過軟件模(mó)⁉️拟加工環(huán)境，刀具軌(gui)迹與材料(liào)切除過程(chéng)來檢驗程(cheng)序，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quán)可靠等🍓特(tè)點，是提高(gao)數控編程(chéng)質量及加(jiā)工質♈量的(de)重要手段(duan)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(li)是數控加(jiā)工編程中(zhōng)的一項重(zhong)要❤️内容🔅，其(qi)✌️技術内容(róng)包括：機床(chuáng)運動學建(jiàn)模與求解(jie)🥰、機床坐标(biao)運動變換(huàn)👅、非線性運(yun)動誤差校(xiào)驗、機床結(jié)構誤差補(bu)償及📱數控(kong)代碼轉換(huan)等。因此🐅，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(li)對于保證(zheng)加工質量(liàng)、效率與機(jī)床可靠運(yun)行具有重(zhong)要作用。
五(wu)、機床操作(zuo)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(háng)人，他們對(duì)數控加💰工(gōng)質量的控(kòng)制也是很(hěn)明顯的。他(ta)們在執行(hang)加工任務(wù)的過程中(zhong)對機床、刀(dao)柄、刀具、加(jia)工工藝和(he)切削參數(shù)的實時狀(zhuang)态了解，他(ta)們的各項(xiàng)操作對數(shu)控加工影(ying)響直接，所(suo)以機床操(cao)作者的技(jì)能和責任(rèn)心也是💘提(tí)高數控加(jia)工質量的(de)重♻️要因素(su)。
我們知道(dào)，雖然機床(chuang)等硬件設(she)備是很關(guan)鍵的，但人(rén)才是影響(xiǎng)數控加工(gong)質量的決(jue)定性因素(su)，因爲程序(xu)設計員和(he)機床操作(zuò)者的🔆職業(yè)道德、技能(neng)水平以及(ji)崗位責任(rèn)心決定了(le)各💃種先進(jin)設備能否(fǒu)發揮出多(duo)⭕大的效能(néng)。所以我們(men)一定要重(zhòng)視人才的(de)培養和引(yin)🚶進，爲數控(kòng)加工質量(liàng)的持續提(ti)高打下堅(jian)實的基礎(chǔ)☀️。
通過對數(shù)控加工中(zhōng)影響加工(gong)質量因素(su)的分析, 爲(wei)合理有效(xiào)地提高數(shù)控機床的(de)利用率提(tí)供了可行(háng)❄️的依♍據。其(qí)應用💰可有(you)效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(du)及良好的(de)加工效果(guǒ)。
