數控加工作(zuò) 爲一種先進(jin)的加工方法(fa), 被廣泛地用(yong)于航空🌈工業(ye)、艦船工業以(yǐ)及電子工業(ye)等高精度、複(fú)雜零🆚件的💰加(jiā)工🌈生産。在數(shu)🏃控加工中，影(yǐng)響數控加工(gong)質量的因素(su)很多，即工藝(yi)系統☁️中的各(ge)🔆組成部分，包(bao)括 機床、刀具(ju)、夾具的制造(zao)誤差🔴、安裝誤(wù)差以及刀具(ju)🔆使用中的磨(mo)損等都直接(jiē)影響工件的(de)加工精度。也(yě)就是說，在加(jiā)工過程中整(zheng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhǒng)誤差，從而改(gai)變刀 具和工(gong)㊙️件在切削運(yun)動過程中的(de)相互位置關(guān)系而影✏️響零(ling)件的加工精(jing)度及質量。
一(yi)、機床的合理(li)選用環節
數(shù)控加工在中(zhōng)國制造業 中(zhōng)已經有了較(jiào)長的使用🧑🏽🤝🧑🏻時(shí)間👉，雖然有嚴(yan)格的數控機(ji)床操作規範(fan)、良好的機床(chuáng)維護保養，但(dan)💰是其本身💃的(de)精度損失是(shì)不可避免的(de)。爲了控制産(chan)品的加工質(zhì)量，我們定期(qi)對 數控設備(bei)進行檢測維(wei)修，明确每台(tái)設備的加工(gōng)精度，明确每(mei)台設備的加(jiā)工任務。對于(yu)大批量成批(pī)生産的零☁️件(jiàn)加工工廠，應(yīng)嚴格區分粗(cu)、精加工的設(shè)備使用，因爲(wei)粗加 工時追(zhui)求的是高速(su)度、高的去除(chu)率、低的加❤️工(gong)精度，精加工(gong)則相反，要求(qiu)高的加工精(jing)度。而粗加工(gong)時對設備的(de)精度損害是(shì)嚴㊙️重的，因此(ci)我們将使💞用(yong)年限較長、精(jīng)度差的設備(bèi)定爲專用的(de)粗加工設備(bei)，新設備和精(jing)度好的設備(bei)定爲精加工(gong)設備，做到對(duì)現有設備資(zī)源的合理搭(da)配、明⭕确分工(gong)，将機床對加(jiā)工質量的影(ying)響降到了很(hen)低，同 時又保(bao)護了昂貴的(de)數控設備，延(yan)長了設備的(de)壽命。
二、刀柄(bing)的合理選用(yong)環節
當我們(men)的機床不可(ke)改變時，與機(jī)床相關的刀(dāo)柄、刀具對數(shu)控加工質量(liàng)的影響又變(biàn)得突出了。在(zài)任何旋轉刀(dao)具加工系統(tong)🏃🏻♂️中，主軸與夾(jiá)頭(或其組合(hé)體)的聯結是(shì)刀具加工性(xing)能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機(ji)床的聯結
目(mu)前企業常用(yong)刀柄與機床(chuáng)的 接口主要(yào)有BT刀柄和HSK刀(dāo)柄，刀柄🐕結構(gou)如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主(zhu)軸的接口錐(zhui)柄錐度🈲爲7∶24，這(zhè)種方式的刀(dāo)柄隻适合于(yu)低速加工，因(yin)BT刀柄與主軸(zhóu) 隻是錐面配(pei)合，當轉速太(tai)高時，由于🐇離(li)心力的作用(yòng)會使錐面配(pei)合間隙增大(da)，從而影響🤟數(shù)控加工質量(liang)。當機床高轉(zhuan)速達到15000 轉/分(fen)時，通常需要(yào)采用HSK型刀柄(bing)，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供(gòng)與機床标準(zhǔn)聯結，在機床(chuáng)拉力作用下(xia)，保證刀🔞杆短(duan)錐和端面👨❤️👨與(yǔ)機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀(dāo)具的聯結
對(duì) 刀柄另一個(gè)重要的技術(shu)要求就是刀(dāo)柄與刀具的(de)聯結方式， 包(bao)括加工時的(de)夾持力度、徑(jìng)向跳動精度(du)和平衡質量(liàng)，刀柄的徑向(xiang)跳動精度要(yao)小于0.003mm。爲支持(chi)機床的線性(xìng)傳動，主💘軸、刀(dāo)柄和刀 具的(de)總重量越小(xiǎo)，對獲得優良(liang)切削效果 越(yue)有利。根據客(kè)戶各自的需(xu)求，都能夠找(zhǎo)到一種完美(mei)的刀柄系統(tong)，因爲不同的(de)系統能夠提(tí)🔅供不同的技(jì)術特征和優(you)勢。 刀柄對🏃🏻♂️刀(dao)杆 、刀具的夾(jia)緊🐉方式主要(yào)有4種刀柄：側(cè)固式刀柄🔞、彈(dan)性夾緊式刀(dao)柄、液✔️壓刀柄(bǐng)和熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側固(gu)式刀柄的 特(tè)點是簡單容(róng)易操作、快速(su)方便、安📞全性(xing)極高;彈性夾(jiá)緊式刀柄的(de)特點是刀具(ju)的夾緊或松(sōng)開是在刀柄(bing)材料的彈性(xing)形變範圍内(nèi)實現的，不僅(jin)可以提供極(jí)高的刀柄回(huí)👣轉精 度，而且(qie)對刀具使 用(yong)壽命沒有限(xian)制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采🍓用(yòng)這一刀具夾(jia)緊系統，可使(shǐ)系統徑向跳(tiào)動誤差精度(du)和重複定位(wei)精度控㊙️制在(zai)3μm以下。由于刀(dāo)柄内存在有(yǒu)高壓油液壓(yā)力，當刀具 被(bei)夾緊時，内藏(cang)的油腔結構(gòu)及高壓油的(de)存在大大地(dì)增加了結構(gou)阻尼，可有效(xiào)防止刀具和(he)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(leng)縮刀柄的優(you)點是徑向跳(tiao)動誤差小，精(jīng)度很高，可達(da)到 3μm以下水平(píng)，傳動扭矩大(dà)，而刀柄的設(she)計相對比較(jiào)小巧，但其缺(que)陷在于🚶，相比(bi)液壓刀柄或(huò)應力鎖緊式(shi)刀柄來講，其(qí)防振性能較(jiao)差。
三、刀具的(de)準确選擇和(he)使用環節
硬(ying) 質合金刀具(jù)應用範圍在(zài)企業越來越(yue)廣，硬質合金(jīn)💛将代替大🥵部(bu)分高速鋼刀(dāo)具，包括鑽頭(tou)、立銑刀和絲(sī)錐等簡樸通(tong)用刀具，使這(zhe)一類刀具的(de)切削速度有(you)很大的提高(gāo)，硬質 合金将(jiang)在刀具材料(liào)中占主導地(dì)位，覆蓋大部(bù)分常🈚規的加(jiā)工🔴領域。我公(gōng)司在粗加工(gōng)中盡可能采(cǎi)用大直徑的(de)牛鼻刀，使用(yong)R2左右的硬質(zhì)合金刀片，做(zuò)到粗加工排(pai)屑 “多”;半精加(jiā)工選用高轉(zhuan)速高進給R0.8左(zuǒ)右🚶的鑲片🔅立(li)銑刀，做到半(ban)精加工走刀(dāo)“快”;精加工時(shí)盡量選用硬(yìng)質合金刀杆(gǎn)和高精度球(qiú)頭鏡面刀片(pian)，這樣可☁️在保(bao)正 加工質量(liàng)的同 時節省(shěng)選用整體合(he)金刀具的高(gāo)昂費用。精加(jiā)工中所用小(xiao)刀具的半徑(jing)應小于或♊等(deng)♈于被加工零(ling)件上的内輪(lún)廓圓角半徑(jìng)，尤其是在拐(guai)角🛀🏻加工時，應(ying)選用半徑小(xiao)于拐角處圓(yuan) 角半徑的刀(dao)具，并🌈以圓弧(hu)插補的方式(shì)進行加工，這(zhe)樣可以避免(miǎn)采用直線插(chā)補而出現過(guò)切現象，做到(dao)精加工質量(liang)“好👅”。因此，刀具(jù)的準确選擇(zé)和使用是影(yǐng)響數控加🔞工(gong)質量的重要(yào)因素。
四、數控(kong)編程環節
程(chéng)序是數控機(ji)床惟一能夠(gou)識别的語言(yan)，它向機床發(fā)出一條🏃🏻♂️一條(tiao)加工指令，控(kong)制着機床的(de) 每一步驟，程(cheng)序的好壞直(zhí)接影響到🈲加(jia)工的質量和(he)效率。這就需(xu)要在全面了(le)解機床性能(néng)、加工的每一(yī)環節以及必(bì)要的相關知(zhi)識的基礎上(shàng), 通過不斷的(de)🈲實踐，提高編(biān)程技能，從而(er)達到提高數(shù)控加工質量(liang)的要求。
1.數控(kong)編程的步驟(zhou)
程序編制是(shì)數控加工中(zhong)的一項重要(yào)工作，理想的(de)加🥵工程序✏️應(yīng)保證加工出(chū)符合産品圖(tú)樣要求的合(he)格工件，同時(shí)應♈能使數控(kòng)機床的功能(néng)得到合理的(de)應用與充分(fèn)的發揮，使📱數(shu)控機床安全(quán)、可靠、 高效地(di)工作，加工‼️出(chū)高質量的産(chǎn)品。
從得到産(chǎn)品零件圖樣(yàng)到獲得數控(kong)加工程序的(de)編制過☀️程。
程(cheng)序定型階段(duàn)由主管領導(dao)審核數控編(biān)程刀路，合格(ge)🏃後填寫🔆數🔞控(kong)加工程序單(dān)，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了(le)解程序執行(hang)🚩情況，并優♋化(hua)、固化數控加(jia)工程序。
2.數控(kòng)編程的關鍵(jian)問題
(1)零件數(shu)字化模型：一(yī)般情況下依(yī)據産品設計(jì)圖，采用💜線框(kuàng)建模🌈、特征建(jiàn)模和實體建(jiàn)模等不同方(fāng)式，建立零件(jiàn)的幾何數字(zì)化模型。或者(zhě)是采用無紙(zhi)化設計制造(zao)技術，零件的(de)幾何數字化(huà)模型🐆直接由(you)設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确(què)定：主要針對(dui)産品結構特(te)點、質量要求(qiú)✌️選擇不同的(de)加工方法，如(rú)：曲面加工是(shi)選擇投影加(jiā)工還是放射(shè)加工。不同的(de)加工方法對(duì)零件的表面(mian)質量影響較(jiao)😘大。
(3)加工參數(shù)的選擇：加工(gong)參數的選擇(zé)主要取決于(yú)工🈚件材料💛、刀(dao)✌️具形狀和材(cai)料、機床性能(néng)等因素。加工(gong)參數選擇的(de)合理🙇🏻性對💃零(ling)件的表面質(zhi)量也有較大(dà)影響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀(dāo)具軌迹生成(cheng)是複雜零件(jian)、多軸數控加(jia)工中的重要(yào)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhí)接決💁定了加(jia)工的可能性(xìng)、質量與效率(lǜ)。刀具軌迹的(de)生成✍️首要目(mù)标是使所 生(shēng)成的刀具軌(gui)迹滿足平穩(wěn)、光滑、負荷變(biàn)化小、軌迹連(lián)續，切入、切出(chū)次數少，無幹(gan)涉及🐕碰撞等(deng)要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需(xu)滿足穩定性(xing)好、編程效率(lǜ)高和程序量(liàng)小等 條件。
(5)數(shù)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xing)狀及加工環(huán)境的複雜性(xing)，要🌂确保所🐅生(sheng)成的加工程(chéng)序不存在任(rèn)何質量問題(ti)十分困難，其(qí)中主要的😍是(shì)加工 過程中(zhong)的過切、機🏃♂️床(chuáng)各部❌件之間(jiān)的幹涉碰撞(zhuàng)等問題。特别(bié)對于高速加(jiā)工，這些問題(tí)常常是緻命(mìng)的。因此，在加(jia)工前對加工(gōng)程序進行仿(pang)真驗證是🏃🏻♂️十(shi)分必要的♈。數(shù)控加工 仿真(zhēn)通過軟件模(mó)拟加工環境(jing)，刀具軌迹與(yu)材料切除過(guò)程來檢驗程(cheng)序，具有成本(běn)低、效率👉高且(qie)安全可靠等(deng)🥰特點，是提高(gāo)數控編程質(zhi)量及加工質(zhi)👌量的重要手(shǒu)段。
(6)後置處理(li)：後置處理是(shì)數控加工編(bian)程中的一項(xiang)重要内容❌，其(qi)技術内容包(bao)括：機床運動(dòng)學建模與求(qiu)解、機床🚶坐标(biāo)運動變換、非(fei)線性運動誤(wù)差校驗、機床(chuang)結構誤差補(bu)償及數控代(dai)🚶碼轉換等。因(yīn)此☂️，采用正确(què)的後置處理(lǐ)對于保證加(jia)工質量、效率(lü)與機床可靠(kào)運行具有重(zhòng)要作用。
五、機(jī)床操作者環(huan)節
機床操作(zuò)者是數控加(jia)工的執行人(rén)，他們對數控(kòng)加工質量的(de)❄️控制也是很(hen)明顯的。他們(men)在執行加工(gōng)任務的🐆過程(cheng)中對機床、刀(dao)柄、刀具、加工(gong)工藝和切削(xue)參數的實時(shí)狀态了解，他(tā)們的各項操(cao)作對數控加(jia)工影響直接(jiē)，所以機床💋操(cao)作者的技能(néng)和責😍任心也(ye)是提高數控(kòng)加工質量的(de)重要因素。
我(wǒ)們知道，雖然(ran)機床等硬件(jian)設備是很關(guan)鍵的，但人才(cai)是影響數控(kong)加工質量的(de)決定性因素(sù)，因爲程序🐪設(shè)計員和⭕機床(chuang)操作⛹🏻♀️者的㊙️職(zhí)業道德、技能(néng)水平以及崗(gǎng)位責任心決(jue)🈚定了各種先(xian)進設備能否(fou)發揮出多大(dà)的效能♊。所以(yǐ)我們一定要(yào)重視人才的(de)培養和引🔴進(jin)，爲數控加工(gong)質量的持續(xu)提高打下堅(jiān)實的基礎❗。
通(tōng)過對數控加(jiā)工中影響加(jia)工質量因素(sù)的分析, 爲👣合(hé)理有⛹🏻♀️效📞地🔅提(ti)高數控機床(chuang)的利用率提(tí)供了可行的(de)依據。其應用(yòng)可有效保🌈證(zhèng)數控機床的(de)加工精度及(jí)良好的加工(gōng)效果。
