數控加工(gōng)作 爲一種先(xian)進的加工方(fang)法, 被廣泛地(di)用于航㊙️空工(gong)業、艦船工業(yè)以及電子工(gōng)業等高精度(dù)、複雜零件的(de)💛加工生産🧡。在(zai)數控加工中(zhōng)，影響數控加(jia)工質量的因(yīn)素很多，即工(gong)藝系統中的(de)各🈚組成部分(fèn)，包括 機床、刀(dāo)具、夾具的制(zhi)造誤差、安裝(zhuang)誤差以及刀(dao)具使用中的(de)磨損等都直(zhí)接👅影響工件(jiàn)的加工精度(du)。也就是說，在(zài)加工過程中(zhōng)整個工藝系(xì)統會産生✏️各(ge)種誤差，從而(ér)改變刀 具和(hé)工件在切削(xuē)運動過程中(zhōng)的相互位置(zhì)關系而影☁️響(xiǎng)零件的加工(gong)精度及質量(liang)。
一、機床的合(hé)理選用環節(jiē)
數控加工在(zai)中國制造業(ye) 中已經有了(le)較長的使用(yòng)時間，雖🐕然有(yǒu)嚴格的數控(kong)機床操作規(guī)範、良好的機(ji)床維🍓護保養(yang)，但🌈是其本身(shēn)🛀的精度損失(shī)是不可避免(miǎn)的。爲了控制(zhi)産品的加⛹🏻♀️工(gong)質量，我們定(ding)期對 數控設(shè)👅備進行檢測(cè)維修，明确每(měi)台設備的加(jia)工精度，明确(que)每台設備的(de)加工任務。對(duì)🚩于大批量成(cheng)批生産的零(ling)☂️件加工工廠(chǎng)🏃♂️，應嚴格區分(fen)粗、精☂️加工的(de)設備使用，因(yīn)爲粗加 工時(shi)追求💔的是高(gao)速度、高的✉️去(qù)除率、低的加(jiā)工精度，精加(jia)工則相❤️反，要(yào)求高的加工(gong)精度。而粗加(jia)工時對設備(bei)的精度損害(hai)是嚴重的，因(yin)此我們将使(shi)用年限較長(zhǎng)、精度差的設(shè)備定爲專用(yong)的粗加工設(she)💘備，新設備和(he)精度好的設(shè)❌備定爲精加(jiā)工設備，做到(dào)對現🔴有設備(bèi)資源的合理(lǐ)搭配、明确分(fen)工，将機床對(dui)加工質量的(de)影響降到了(le)很低，同 時又(you)保護了昂貴(gui)的數控設備(bei)，延長了❄️設備(bei)的壽命。
二、刀(dāo)柄的合理選(xuǎn)用環節
當我(wǒ)們的機床不(bú)可改變時，與(yǔ)機床相關的(de)刀柄、刀具對(duì)數控加工質(zhì)量的影響又(yòu)變得突出了(le)。在任何旋轉(zhuan)刀具加工系(xi)統💃中，主🔞軸與(yu)夾頭(或其組(zu)合體)的聯結(jie)是刀具加工(gōng)性能實現的(de)基石。
1.刀柄與(yu)機床的聯結(jié)
目前企業常(chang)用刀柄與機(ji)床的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄和(he)HSK刀柄，刀柄💛結(jie)🈲構如圖1所示(shì)。BT刀柄與機床(chuang)主軸的接口(kǒu)錐柄💋錐度♊爲(wei)7∶24，這種方式的(de)刀柄隻适合(hé)于低速加工(gong)，因BT刀柄與主(zhǔ)軸 隻是錐㊙️面(mian)配合，當轉速(sù)🌂太高時，由于(yú)離心力的作(zuò)用會使錐面(mian)配合間隙增(zēng)大，從而影響(xiang)👄數控加工質(zhi)😄量。當機床高(gāo)🌈轉速達到15000 轉(zhuan)/分時，通常需(xū)要采用HSK型刀(dao)📧柄，HSK刀杆爲過(guò)定位🔞結構，提(ti)供與機床标(biāo)準聯結，在♈機(ji)床拉☀️力作用(yong)下，保證刀杆(gǎn)短錐和端面(miàn)與機床緊密(mì)配合。
2.刀柄與(yu)刀具的聯結(jié)
對 刀柄另一(yī)個重要的技(jì)術要求就是(shì)刀柄與刀具(ju)的聯結方式(shi)， 包括加工時(shí)的夾持力度(dù)、徑向跳動精(jing)度和平衡質(zhi)量，刀柄的徑(jing)向跳動精度(du)要小于0.003mm。爲支(zhi)持機床的線(xian)性傳動，主軸(zhóu)、刀柄和刀 具(ju)的總重量越(yuè)小，對獲得優(you)良切削效果(guo) 越有⚽利。根據(ju)客戶各自的(de)🛀🏻需求，都能夠(gòu)🏒找到一種完(wan)美的刀柄系(xì)統，因爲不同(tong)的系統能夠(gòu)👨❤️👨提供不同的(de)技術特征和(hé)優勢。 刀柄對(dui)🈲刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主(zhǔ)要有4種刀柄(bǐng)：側固式刀柄(bǐng)、彈性夾緊式(shi)刀柄、液👣壓刀(dao)柄和熱脹冷(leng)縮🤞刀柄等。
側(cè)固式刀柄的(de) 特點是簡單(dan)容易操作、快(kuai)速方便、安全(quan)性極高🌈;彈性(xìng)夾緊式刀柄(bing)的特點是刀(dāo)具的夾緊📞或(huò)松開是在刀(dao)柄材料的彈(dan)性形變範圍(wei)内實現的，不(bu)僅可以提供(gong)極高的刀柄(bǐng)回💜轉精 度，而(ér)且對刀具☀️使(shi) 用壽命沒有(you)限制🌐;液壓刀(dao)柄特點爲采(cai)用這一刀具(ju)夾緊系統，可(ke)使系統徑🏃向(xiàng)跳動誤差🏃🏻精(jing)度和重複定(dìng)位精度控制(zhì)🧑🏽🤝🧑🏻在3μm以下。由于(yu)刀柄内存在(zài)有高壓油液(yè)壓力，當刀具(ju) 被夾緊時，内(nèi)藏的油腔結(jié)構及高壓油(yóu)的存在大大(da)地增加了結(jié)構阻尼，可有(you)效防止刀具(ju)和機床主軸(zhou)的振動;熱脹(zhang)冷縮刀柄的(de)優點是徑向(xiang)跳動誤差小(xiǎo)，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水(shui)平，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄🔞的(de)設計相對比(bi)較小巧，但其(qi)缺陷在于，相(xiang)比❗液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊(jǐn)式刀柄來講(jiǎng)，其防振性能(néng)較差。
三、刀具(jù)的準确選擇(ze)和使用環節(jie)
硬 質合金刀(dāo)具應用範圍(wei)在企業越來(lái)越廣，硬質合(he)金将代替大(dà)⁉️部分高速鋼(gang)刀具，包括鑽(zuan)頭、立銑刀和(hé)絲錐等簡樸(pu)通㊙️用刀具，使(shǐ)這一類刀具(jù)的切削速度(dù)有很大的提(tí)高，硬質 合👣金(jīn)将在刀具材(cái)料中占主導(dao)地位，覆蓋大(da)部分常規的(de)加工領域。我(wǒ)公司在粗加(jiā)🐉工中盡可能(neng)采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使(shǐ)用R2左右的硬(yìng)質合金刀片(pian)，做😘到粗加工(gōng)排屑 “多”;半精(jing)加工選🐇用高(gao)轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片(pian)⛱️立銑刀，做到(dào)半精加工走(zǒu)刀“快”;精加工(gōng)時盡量選用(yong)硬質合金刀(dao)杆和高精度(du)球頭鏡面🏃🏻♂️刀(dao)片，這樣可❓在(zai)保正🏒 加工質(zhì)量的同💚 時節(jiē)🌈省選用整體(tǐ)合金刀具的(de)高昂費用。精(jīng)加工中所用(yòng)🐆小刀具的半(bàn)徑應小于或(huo)等于被加工(gong)零件上的内(nèi)輪廓圓角半(ban)徑，尤其是在(zài)拐角加工時(shi)，應選用半徑(jìng)小于拐角🏃♀️處(chu)圓 角半徑的(de)刀具，并以圓(yuán)弧插補的方(fāng)式進行加工(gong)，這⛱️樣可🈲以避(bì)免采用直線(xiàn)插補而出✔️現(xian)過切現象，做(zuò)到精加工質(zhi)量“好”。因此，刀(dao)具的準确選(xuan)擇和使用是(shì)影響數控加(jia)工質量的重(zhong)要因素。
四、數(shu)控編程環節(jiē)
程序是數控(kong)機床惟一能(néng)夠識别的語(yǔ)言，它向機床(chuang)✌️發出一條一(yi)🔱條加工指令(ling)，控制着機床(chuang)的 每一步驟(zhou)，程序的好🍉壞(huai)直接影響到(dao)加工的質量(liang)和效率。這就(jiù)需要在🆚全面(mian)了解機床性(xing)能、加工的每(mei)☀️一環節以及(jí)必要的相關(guan)知識的基礎(chu)上, 通過不斷(duan)的實踐，提高(gāo)編程技能，從(cong)而達到提高(gao)數控加工質(zhì)量的要求。
1.數(shù)控編程的步(bù)驟
程序編制(zhi)是數控加工(gong)中的一項重(zhòng)要工作，理想(xiang)的加✉️工🔴程㊙️序(xu)應保證加工(gong)出符合産品(pin)圖樣要求的(de)合💛格工件，同(tong)時應能使數(shu)控機床的功(gong)能得到合理(li)的應用與充(chong)分的發揮，使(shǐ)數控機👈床安(an)全、可靠、 高效(xiao)地工作，加工(gōng)出高質量👄的(de)産品。
從得到(dao)産品零件圖(tú)樣到獲得數(shù)控加工程序(xu)的編制過程(chéng)。
程序定型階(jie)段由主管領(ling)導審核數控(kong)編程刀路，合(he)格🆚後填寫數(shu)♉控加工程序(xu)單，繪制加工(gong)簡圖。到現場(chǎng)了解程序執(zhi)行情況，并優(you)化、固化數控(kòng)加工程序。
2.數(shù)控編程的關(guān)鍵問題
(1)零件(jian)數字化模型(xing)：一般情況下(xia)依據産品設(shè)計圖，采用線(xiàn)框建模、特征(zheng)建模和實體(ti)建模等不同(tóng)方式，建‼️立零(líng)件的幾何數(shù)字📞化模✏️型。或(huo)者是采用無(wu)紙化設💃計制(zhì)造技術，零件(jian)的幾何數字(zi)化模型💚直接(jiē)由設計而來(lái)。
(2)加工方案的(de)确定：主要針(zhen)對産品結構(gou)特點、質量要(yào)📱求㊙️選擇🚶♀️不同(tong)的加工方法(fa)，如：曲面加工(gong)是選擇投影(yǐng)💜加工還是🌂放(fàng)射加工。不同(tong)❓的加工方法(fa)對零件的表(biǎo)面質量影響(xiǎng)較♋大。
(3)加工參(can)數的選擇：加(jia)工參數的選(xuǎn)擇主要取決(jue)于工件材料(liào)、刀具形狀和(hé)材料、機床性(xìng)能等因素。加(jiā)工參數選擇(zé)的合理性對(dui)零件的表面(mian)質量也有較(jiao)大影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生成(cheng)：刀具軌迹生(shēng)成是複雜零(líng)件、多軸數控(kòng)加工中的重(zhong)要内容，有效(xiào)的刀具軌迹(ji)直接決🤟定了(le)加工的可能(neng)性、質量與效(xiào)率。刀具軌迹(ji)的生成首要(yào)目标是使所(suǒ) 生成的刀具(ju)軌迹滿足平(píng)穩、光滑、負荷(he)變化小、軌迹(jì)連續，切入、切(qie)出次數少，無(wu)幹涉及碰撞(zhuang)等要求。同時(shi)，刀具軌迹還(hái)需滿足穩定(ding)性好、編☀️程效(xiào)率高和🐪程序(xu)量小等 條件(jian)💚。
(5)數控加工仿(páng)真：由于零件(jian)形狀及加工(gong)環境的複雜(zá)性，要确保所(suǒ)♉生成的加工(gong)程序不存在(zài)任何質量問(wèn)🔞題十分困難(nán)，其中主要的(de)是加工 過程(chéng)中的過切、機(jī)床各部件之(zhī)間的幹涉碰(pèng)撞等問題。特(tè)别對于高速(su)加工，這些問(wen)題常常是緻(zhì)命的。因此，在(zài)加工前對加(jia)工程序進行(hang)仿真驗證是(shì)✨十分必要的(de)。數控加工 仿(páng)🔅真通過軟件(jiàn)模拟加工環(huán)境，刀🔅具軌迹(jì)與材料切除(chu)✉️過程來檢驗(yàn)程序，具有成(chéng)本低、效率高(gāo)且安全可靠(kao)等特點，是提(tí)高數控編程(chéng)質量及加工(gōng)質量的重要(yào)手段。
(6)後置處(chù)理：後置處理(li)是數控加工(gong)編程中的一(yi)項重要内容(rong)，其技術内容(róng)包括：機床運(yùn)動學建模與(yu)求解、機床坐(zuò)标運動💜變換(huàn)、非線性運動(dong)誤差校驗、機(jī)床結構誤差(chà)補償及✔️數控(kòng)代碼轉換❓等(deng)。因此，采用正(zhèng)确的後置處(chù)理對于保證(zheng)加工質量🐪、效(xiào)率與機床可(ke)靠運行具有(yǒu)重要作用。
五(wu)、機床操作者(zhe)環節
機床操(cao)作者是數控(kòng)加工的執行(háng)人，他們對數(shù)控加工質量(liàng)的控制也是(shi)很明顯的。他(tā)們在執行加(jia)工任務的過(guò)程中對機床(chuáng)、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切(qiē)削參✍️數的實(shí)時狀态了解(jiě)，他們的各♈項(xiàng)操作對數控(kòng)加工🈲影響直(zhí)接，所以機床(chuang)🏃♀️操作者的技(jì)能和責任心(xīn)也是提高數(shu)控加工質量(liang)的重要因素(sù)。
我們知道，雖(suī)然機床等硬(ying)件設備是很(hěn)關鍵的，但人(rén)才💜是影響🧡數(shù)控加工質量(liàng)的決定性因(yīn)素，因爲程序(xù)設計🌈員和機(jī)床操作者的(de)職業道德、技(jì)能水平以及(ji)崗位責任心(xin)決定了各種(zhong)先進設備能(neng)否發揮出多(duō)大的效能🆚。所(suo)以我們一定(dìng)要重視人才(cai)的培養和引(yin)🛀🏻進，爲數控加(jiā)工質量的持(chí)續提高打下(xia)堅實的基礎(chu)。
通過對數控(kong)加工中影響(xiang)加工質量因(yīn)素的分析, 爲(wei)合理有效地(dì)提高數控機(jī)床的利用率(lü)提供了可行(hang)的依據。其🧡應(ying)用可有效保(bao)證數控機床(chuang)的加工精度(du)及良好的加(jiā)工效果。
