數控加工作(zuò) 爲一種先進的(de)加工方法, 被廣(guang)泛地用于🈲航空(kōng)工業、艦船工業(ye)以及電子工業(ye)等高精度、複雜(zá)零件的加工生(sheng)産。在數控加工(gong)中，影響數控加(jiā)工🈲質量的因素(sù)很多，即工藝系(xi)統中的各組成(chéng)部分，包🐇括 機床(chuang)、刀🆚具、夾具的制(zhi)造誤差、安裝誤(wù)差以及刀具☀️使(shǐ)用中的磨📐損等(děng)都直接影響工(gōng)件的加工精度(du)。也🛀🏻就是說，在加(jiā)工過程中整個(gè)工🎯藝系統會産(chǎn)生各種誤差，從(cóng)而改變刀 具和(he)工件在切削運(yùn)動過程中的相(xiang)互位置關系而(ér)影響零件的加(jia)工精度🛀及質量(liàng)。
一、機床的合理(li)選用環節
數控(kòng)加工在中國制(zhì)造業 中已經有(you)了較長的使用(yòng)時間，雖然有嚴(yan)格的數控機床(chuang)操作規範、良好(hao)的機床維護保(bǎo)養，但是其本身(shen)的精度損失是(shi)不可避免的。爲(wèi)了控制産📧品的(de)加工質量，我們(men)定期對 數控設(she)備進行檢測維(wéi)修，明确每台設(she)備的加工精度(dù)，明确📞每台設備(bèi)的加工任務。對(duì)于大批量成批(pi)生産的零件加(jia)工工廠，應嚴格(ge)區分粗、精加工(gōng)的設備使用，因(yin)爲粗加 工時追(zhuī)求的是高速度(dù)、高的⭐去除率、低(dī)的加工精度，精(jing)加工則相反，要(yao)求高的加工精(jīng)度。而粗加工時(shí)對設備的精度(dù)損害是嚴重的(de)，因此我們将使(shǐ)⁉️用年限較長、精(jīng)度差的設備定(ding)爲專用的粗加(jiā)工設備，新設備(bei)和精度好的設(she)✨備🧑🏽🤝🧑🏻定爲精加工(gōng)設備，做到對現(xiàn)🔆有設備資源的(de)合理搭配、明确(que)分工，将機床對(duì)🧑🏾🤝🧑🏼加工質量的影(yǐng)響降到了很低(di)，同 時又保💚護了(le)昂貴的數控設(she)備，延長了✔️設備(bèi)的壽命。
二、刀柄(bǐng)的合理選用環(huán)節
當我們的機(ji)床不可改變時(shí)，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數(shu)控加工質量的(de)影響又變得突(tu)出了。在任何旋(xuan)轉刀具加工系(xì)統中，主📞軸與夾(jiá)頭(或其組合體(tǐ))的聯結是刀具(jù)加工性能實現(xiàn)的🛀基石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯結
目(mù)前企業常用刀(dāo)柄與機床的 接(jie)口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄⁉️，刀柄結(jié)構如圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床主軸(zhou)的接口🔞錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種方式(shi)的刀柄隻适合(hé)于低速加工👌，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻(zhī)是錐面配合，當(dāng)轉速👅太高時，由(yóu)于離心力的🔱作(zuò)用會使錐面配(pèi)合間隙增大，從(cóng)而影響數控加(jiā)工質👨❤️👨量。當機床(chuáng)高🧡轉速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常需要(yào)采用HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定位結(jié)構，提供與機床(chuang)标準聯結，在機(jī)床拉力作用下(xià)，保證刀杆短錐(zhui)和端面👌與機床(chuáng)緊密配合。
2.刀柄(bing)與刀具的聯結(jié)
對 刀柄另一個(gè)重要的技術要(yào)求就是刀柄與(yǔ)刀具的聯結方(fang)式， 包括加工時(shi)的夾持力度、徑(jing)向跳動精度和(hé)平衡質量，刀柄(bǐng)🆚的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的線性(xìng)傳動，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的總重(zhong)量越小，對獲得(de)♻️優良切削🆚效果(guǒ) 越有利。根據客(ke)戶各自的需求(qiú)，都能夠找到一(yi)種完美的刀柄(bing)系統，因爲不同(tong)的系統能夠提(ti)供不同的技術(shu)特征和優勢。 刀(dao)柄對刀杆 、刀具(jù)的夾緊方式主(zhǔ)要有4種刀🌐柄：側(ce)固式刀柄、彈性(xìng)夾緊式刀柄、液(ye)壓刀柄和熱脹(zhang)冷縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特(te)點是簡單容易(yi)操作、快速方便(biàn)、安全性極高;彈(dan)性夾緊式刀柄(bǐng)的特點是刀具(ju)的夾緊或松開(kāi)是在刀😘柄材料(liào)的⛹🏻♀️彈性形變範(fàn)圍内實現的，不(bú)僅可以提供極(ji)高的刀柄回👌轉(zhuan)精 度，而且對刀(dao)具使 用壽命沒(méi)有限制;液壓刀(dao)柄特點爲采用(yòng)這一刀具夾緊(jin)系統，可使系統(tong)徑向跳動誤差(cha)精度和重複定(ding)位精度控制在(zai)3μm以下。由于刀柄(bing)内存在有高壓(ya)油液壓力，當刀(dao)具 被夾緊時，内(nèi)藏的油腔結構(gou)及高壓油的存(cún)在大大地增加(jiā)了結構阻尼，可(kě)有效防止刀具(jù)和機床主軸的(de)振動;熱脹冷縮(suo)刀柄的優點是(shi)徑向跳動誤差(chà)小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水👨❤️👨平(píng)，傳動扭矩大，而(er)刀柄的設計相(xiàng)對♻️比較小巧，但(dàn)其缺陷在于，相(xiàng)比液壓刀柄或(huo)應力鎖緊式刀(dao)柄來講，其防振(zhèn)性能較差。
三、刀(dao)具的準确選擇(ze)和使用環節
硬(ying) 質合金刀具應(ying)用範圍在企業(ye)越來越廣，硬質(zhi)合金🛀🏻将代替大(da)部分高速鋼刀(dao)具，包括鑽頭、立(li)銑刀和絲錐等(děng)簡樸通用刀❗具(ju)，使這一類刀具(ju)的切削速度有(you)很大的提高，硬(ying)質 合金将在刀(dāo)具材⭐料中占主(zhu)導地位，覆蓋大(da)部分常規的加(jiā)工👄領域。我公司(sī)在粗加工中盡(jìn)可能采用大直(zhi)徑的牛鼻刀，使(shi)用R2左右的硬質(zhì)合金刀片，做到(dao)粗加工排屑 “多(duō)”;半精加工選用(yong)高轉速高進㊙️給(gei)R0.8左右的鑲片立(li)銑刀，做到半精(jīng)加工走刀“快”;精(jing)加工時盡量選(xuǎn)用硬質合金刀(dāo)杆和高精度球(qiú)頭鏡面✉️刀片，這(zhe)樣可在保正⭐ 加(jiā)工質量的同 時(shi)節☁️省選用整體(ti)合金刀具的高(gāo)昂費用。精加工(gōng)中所用小刀具(jù)的半徑應小于(yu)或等于被加工(gong)零件上的内🎯輪(lun)廓圓角半徑，尤(yóu)其是在拐角🏒加(jiā)工時，應選用半(bàn)徑小于拐角處(chù)圓 角半徑的刀(dao)具，并以圓弧♈插(chā)補的方式進行(hang)加工，這樣可以(yǐ)避免采用直線(xiàn)插補而出現過(guo)切現象，做到精(jing)加工質量“好”。因(yin)此，刀具的準确(què)選擇和使用是(shi)影響數控加工(gōng)質量的重要因(yīn)素。
四、數控編程(cheng)環節
程序是數(shù)控機床惟一能(neng)夠識别的語言(yán)，它向機床發🔆出(chū)一條一條加工(gong)指令，控制着機(ji)床的 每一步驟(zhou)🔅，程序的好壞直(zhí)接影響到🔴加工(gong)的質量和效率(lü)。這就需要在全(quán)面了解機床性(xing)能、加工的每一(yi)環節以及必要(yào)的相關知識的(de)基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高(gāo)編程技能，從而(er)達到提高數控(kòng)加工質✂️量的要(yao)求。
1.數控編程的(de)步驟
程序編制(zhi)是數控加工中(zhōng)的一項重要工(gong)作，理想的加工(gōng)程序應保證加(jiā)工出符合産品(pin)圖樣要求的合(hé)格工件，同👄時應(yīng)能使數控機床(chuang)的功能得到合(he)理的應用與🈲充(chōng)分的發揮，使數(shù)控機床安全、可(kě)靠、 高效地工作(zuo)，加工出高質量(liang)的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣(yàng)到獲得數控加(jiā)工程序的編制(zhì)過程。
程序定型(xing)階段由主管領(ling)導審核數控編(bian)程刀路，合格後(hou)填寫數控加工(gong)程序單，繪制加(jiā)工簡圖。到現場(chǎng)了解程序執行(háng)🛀🏻情況，并優㊙️化、固(gù)化數控加工程(cheng)序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件(jiàn)數字化模型：一(yi)般情況下依據(ju)産品設計圖，采(cai)💃用線框建模💋、特(te)征建模和實體(tǐ)建模等不同方(fāng)式，建立零件的(de)幾何數字化模(mó)型。或者是采用(yong)無紙化設計制(zhì)造技術，零🍉件的(de)幾何數字💁化模(mó)型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案(an)的确定：主要針(zhēn)對産品結構特(tè)點、質量要求選(xuǎn)擇🈲不同的加工(gong)方法，如：曲面加(jia)工是選擇投影(ying)加工還是放射(she)加工。不同的加(jiā)工方法對零件(jiàn)的表面質量影(ying)響較大。
(3)加工參(cān)數的選擇：加工(gōng)參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件(jian)材🚶♀️料、刀🏃♂️具形狀(zhuàng)和材料、機床性(xing)能等因素。加工(gong)參數選擇的合(he)理性對零件的(de)表面質量也有(you)較大影⛱️響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生成：刀(dao)具軌迹生成是(shì)複雜零件、多軸(zhóu)數控加♻️工中的(de)重要内容，有效(xiào)的刀具軌迹直(zhí)接決定了加工(gong)的可能性、質量(liang)與效率。刀具軌(guǐ)迹的生成首要(yao)目标是使所 生(shēng)成的刀具軌迹(jì)滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌(guǐ)迹連續，切入、切(qiē)出次數少，無幹(gan)涉及👣碰撞等要(yao)求。同時，刀具軌(guǐ)迹還需滿足穩(wen)定性好、編程效(xiao)率高和程序量(liàng)小等 條件。
(5)數控(kong)加工仿真：由于(yu)零件形狀及加(jia)工環境的複雜(zá)性🐪，要确保所生(shēng)成的加工程序(xù)不存在任何質(zhì)量問題十分困(kùn)🆚難，其🌈中主要的(de)是加工 過程中(zhong)的過切、機床各(ge)部件之間的幹(gàn)涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速(sù)加工，這些問題(tí)常常是緻命的(de)。因此，在加工前(qián)對加💞工程序進(jin)行🏃🏻♂️仿真驗證是(shì)十分必要的。數(shù)控加工 仿👨❤️👨真通(tong)過軟件模拟加(jiā)工環境，刀具軌(guǐ)迹與材料切除(chu)✊過程來檢驗程(cheng)序，具有成本低(dī)、效率高且安全(quan)可靠等特點，是(shi)提高數控⛷️編程(chéng)質量及加工質(zhi)💋量的重要手段(duan)。
(6)後置處理：後置(zhì)處理是數控加(jiā)工編程中的一(yi)項重要内容，其(qi)技術内容包括(kuo)：機床運動學建(jiàn)模與求解、機床(chuang)坐标運動變換(huàn)、非線性運動誤(wu)差校驗、機床結(jié)構誤差🧡補償及(ji)數控代碼轉換(huàn)等。因此，采用正(zheng)确的後置處理(lǐ)對于保證👣加工(gōng)質量、效率與機(jī)床可靠運🔆行具(jù)有重要作用。
五(wu)、機床操作者環(huán)節
機床操作者(zhě)是數控加工的(de)執行人，他們對(duì)數控加工質量(liàng)的控制也是很(hěn)明顯的。他們在(zài)執行加工任務(wù)的過程中對機(ji)床、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切削(xuē)參數的實時狀(zhuang)态了解，他們的(de)各項操作對數(shù)控加工🍓影響直(zhí)接，所以機床操(cao)作者的技能和(hé)責任心也是提(ti)高數控加工質(zhì)量的重🧡要因素(su)。
我們知道，雖然(ran)機床等硬件設(she)備是很關鍵的(de)，但人才是❌影㊙️響(xiǎng)數控加工質量(liang)的決定性因素(sù)，因爲程序設計(jì)🤟員和機床操作(zuò)者的職業道德(de)、技能水平以及(ji)崗位責任心決(jué)定了各種先進(jin)設備能否發揮(huī)出多大的效能(néng)。所以我們一定(ding)要重視人才的(de)培養和引進，爲(wèi)數控加工質量(liang)的持續提高打(dǎ)下堅實的基礎(chu)。
通過對數控加(jiā)工中影響加工(gong)質量因素的分(fèn)析, 爲合理有效(xiao)✉️地提高數控機(ji)床的利用率提(ti)供了可行的依(yi)據。其🚩應用可有(you)效保證數控機(jī)床的加工精度(dù)♻️及良好的加工(gōng)效果。
