數控加工(gōng)作 爲一種(zhong)先進的加(jiā)工方法, 被(bei)廣泛地用(yòng)于航空工(gōng)業、艦船工(gong)業以及電(dian)子工業等(děng)高精度、複(fú)雜零件的(de)加工生産(chǎn)。在數控加(jia)工中，影響(xiǎng)數控加工(gong)質量的因(yin)素很✨多，即(ji)工👨❤️👨藝系統(tong)中的各組(zǔ)成部分，包(bāo)括 機床、刀(dao)具、夾具的(de)制造誤差(cha)🛀🏻、安裝誤差(cha)以及刀具(ju)使用中的(de)磨損等都(dou)直接影響(xiǎng)工件的加(jia)工精度。也(yě)㊙️就是說，在(zài)加工過程(cheng)中整個工(gong)藝系統會(hui)産生🙇🏻各種(zhǒng)誤差，從而(ér)改變刀 具(jù)和工件在(zai)切削運動(dong)過程中的(de)相互位置(zhi)關系而影(ying)♌響零件的(de)加工精度(du)及質量。
一(yī)、機床的合(he)理選用環(huan)節
數控加(jia)工在中國(guo)制造業 中(zhōng)已經有了(le)較長的使(shǐ)用時間，雖(suī)🌏然有嚴格(gé)的數控機(jī)床操作規(guī)範、良好的(de)機床維護(hù)保養，但是(shi)其本身🛀🏻的(de)精度損失(shi)是不可避(bì)免的。爲了(le)✨控制産品(pǐn)的加工質(zhi)量，我們定(dìng)期對 數控(kong)設🙇🏻備進行(háng)檢測維修(xiū)，明确每台(tai)設備的加(jia)工♉精度，明(míng)确每台設(she)備的加工(gōng)任務。對于(yú)大批量成(chéng)批生産的(de)零🔞件加工(gōng)工廠，應嚴(yán)格區分粗(cu)、精加工的(de)設備使用(yong)，因爲粗加(jiā) 工時追求(qiú)的是高速(su)度、高的去(qù)除率、低的(de)加工🏃♂️精度(du)，精加工則(zé)相反，要求(qiu)高的加工(gōng)精度。而粗(cū)加工時對(duì)設備的精(jīng)度損害是(shì)嚴重的，因(yīn)此我們🍓将(jiāng)使用年限(xiàn)較長、精度(du)差的設備(bei)定爲專用(yòng)的粗加工(gong)設💋備，新設(shè)備和精度(dù)好的設備(bèi)定爲精加(jia)工設備，做(zuò)到對現有(you)設備資源(yuan)的合理搭(da)配、明❌确分(fen)工，将機床(chuáng)對加工質(zhi)量的影響(xiǎng)降到了很(hěn)低，同🧡 時又(you)保護了昂(áng)貴的數控(kòng)設備，延長(zhǎng)了設備的(de)壽命。
二、刀(dāo)柄的合理(lǐ)選用環節(jie)
當我們的(de)機床不可(kě)改變時，與(yu)機床相關(guan)的刀柄、刀(dāo)具對數控(kong)加工質量(liang)的影響又(yòu)變得突出(chu)了。在任何(hé)🈲旋轉刀具(jù)加工♌系統(tong)中，主☀️軸與(yǔ)夾頭(或其(qi)組合體)的(de)聯結是刀(dāo)具加工性(xing)能實現的(de)基石。
1.刀柄(bing)與機床的(de)聯結
目前(qián)企業常用(yong)刀柄與機(ji)床的 接口(kǒu)主要有BT刀(dāo)柄和HSK刀柄(bing)，刀柄結構(gou)如圖1所示(shì)。BT刀柄與機(ji)床主軸的(de)接口錐柄(bǐng)錐度爲7∶24，這(zhè)🥰種方式的(de)刀柄隻适(shi)合于低速(su)加工，因BT刀(dāo)柄與主軸(zhóu)😍 隻是錐面(mian)配合，當轉(zhuǎn)速🏃🏻♂️太高時(shí)，由于離心(xīn)力的作用(yòng)會使錐面(mian)配合間隙(xì)增大，從而(er)影響🌍數控(kong)加工質量(liang)。當機床高(gāo)轉速達到(dào)15000 轉/分時，通(tong)常需要采(cǎi)用HSK型刀柄(bǐng)，HSK刀杆爲過(guò)定位結構(gòu)，提供與機(ji)床标🔞準聯(lian)結，在機床(chuang)拉力作用(yong)下，保證刀(dāo)杆短錐和(hé)端面與機(jī)床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與(yǔ)刀具的聯(lián)結
對 刀柄(bing)另一個重(zhòng)要的技術(shù)要求就是(shì)刀柄與刀(dao)具的聯結(jié)方💯式， 包括(kuo)加工時的(de)夾持力度(dù)、徑向跳動(dòng)精🌈度和平(píng)衡🐅質量，刀(dao)柄的徑💁向(xiàng)跳動精度(dù)要小于0.003mm。爲(wei)支持機床(chuáng)的線性傳(chuan)動，主軸、刀(dāo)柄和刀 具(jù)🈲的總重量(liàng)越小，對獲(huò)得🛀優良切(qie)削效果 越(yue)有利。根據(ju)客戶各自(zì)的🧑🏾🤝🧑🏼需求，都(dou)能夠找到(dao)一種完美(měi)的刀柄系(xì)✂️統，因爲不(bu)同✊的系統(tǒng)能夠💋提供(gong)不同的技(ji)術特征和(hé)優勢。 刀柄(bǐng)對刀杆 、刀(dao)具的夾緊(jǐn)🙇♀️方式主要(yao)有4種刀柄(bing)：側固式刀(dao)柄、彈性夾(jia)緊式刀柄(bing)、液🏃🏻壓刀柄(bing)和熱脹冷(leng)縮刀柄等(deng)。
側固式刀(dāo)柄的 特點(dian)是簡單容(rong)易操作、快(kuài)速方便、安(ān)全性極高(gao);彈性夾緊(jin)式刀柄的(de)特點是刀(dao)具的夾緊(jin)或松開是(shi)在刀柄材(cái)♌料的彈性(xing)形變範圍(wéi)内實現的(de)，不僅可以(yi)提供極高(gao)的刀柄回(huí)❓轉精 度🤩，而(ér)且對刀具(ju)使 用壽命(mìng)沒有限制(zhi);液壓刀柄(bǐng)特點爲采(cǎi)👣用這一刀(dao)具夾緊系(xi)統♊，可使系(xi)統徑向跳(tiao)動誤差精(jing)度和重複(fu)定位精度(du)控制在3μm以(yǐ)下。由于刀(dao)柄内存在(zài)有高💋壓油(yóu)液壓力，當(dāng)刀具 被夾(jiá)緊時，内藏(cáng)的油腔結(jie)構及高壓(yā)🔴油的存在(zai)大大地增(zeng)加了結構(gòu)阻尼，可有(you)🐅效防止刀(dao)📞具和機床(chuang)🙇🏻主軸的振(zhen)動;熱脹冷(lěng)🤞縮刀柄的(de)優點是徑(jing)☀️向跳動誤(wu)差小，精度(dù)很高，可達(dá)到 3μm以下水(shui)平，傳動扭(niǔ)矩大，而刀(dāo)柄的設計(ji)相對比較(jiào)小巧，但其(qi)缺陷在于(yu)，相比液壓(ya)刀柄或應(ying)力鎖🏃🏻緊式(shi)刀🛀柄來講(jiang)，其防振性(xìng)能較差。
三(san)、刀具的準(zhǔn)确選擇和(hé)使用環節(jie)
硬 質合金(jīn)刀具應用(yòng)範圍在企(qǐ)業越來越(yue)廣，硬質合(he)金将代替(tì)大部分高(gao)速鋼刀具(ju)，包括鑽頭(tou)、立銑刀和(hé)絲錐等簡(jiǎn)🈲樸通用刀(dao)具，使🔱這一(yi)類刀具的(de)切削速度(du)有很大的(de)提高，硬質(zhì) 合🍉金将在(zai)🐅刀具材料(liào)中占主導(dǎo)地位，覆蓋(gai)大部分常(cháng)規的加工(gong)領域。我公(gōng)司在粗加(jiā)工中盡可(ke)能❤️采用大(da)直徑的牛(niu)鼻刀，使用(yong)R2左右的硬(ying)質合金刀(dāo)片，做到粗(cu)加工排屑(xiè) “多”;半精加(jia)工選用高(gao)轉速高進(jìn)給R0.8左右的(de)鑲片💯立銑(xi)刀，做到半(ban)精加工走(zou)刀“快”;精加(jia)工時盡量(liang)🈚選用硬質(zhì)合金刀杆(gan)🐅和高精度(du)球頭鏡面(miàn)刀片，這樣(yang)可在保正(zheng) 加工質量(liàng)的同✌️ 時節(jiē)省選用整(zheng)體合金刀(dāo)具的高昂(ang)費用。精加(jiā)工中所用(yòng)小刀具的(de)半徑應小(xiao)于或等于(yu)被加工零(ling)件上的内(nèi)輪廓圓角(jiao)半徑，尤其(qi)是在拐角(jiao)加🔞工時，應(ying)選用半徑(jìng)小于拐角(jiao)處圓 角半(ban)徑的刀具(jù)，并以圓弧(hu)插補的方(fāng)式進行加(jiā)工，這樣可(ke)以避免采(cǎi)用直線插(cha)補而出現(xiàn)過切現象(xiang)，做到精加(jiā)工質量“好(hǎo)”。因此，刀具(ju)的準确選(xuǎn)🏃♂️擇和使用(yòng)是影響數(shu)控加工質(zhì)量的重要(yào)因素。
四、數(shu)控編程環(huan)節
程序是(shì)數控機床(chuang)惟一能夠(gòu)識别的語(yu)言，它向機(ji)床發出一(yi)條一條加(jia)工指令，控(kòng)制着機床(chuang)的 每一步(bu)驟，程序的(de)好壞直❤️接(jiē)影響到加(jia)工的質量(liang)和效率。這(zhè)就需要在(zài)全面了㊙️解(jiě)機床♊性能(néng)、加工的每(mei)一環節以(yi)及必要的(de)相🏃♂️關知識(shí)的基礎上(shàng), 通過不斷(duan)的實踐，提(tí)高♋編程技(jì)能，從🔞而達(da)到提高🚶數(shu)控加工質(zhi)🔴量的要求(qiú)。
1.數控編程(chéng)的步驟
程(cheng)序編制是(shi)數控加工(gong)中的一項(xiang)重要工作(zuo)，理想的💰加(jia)工😍程序應(ying)♻️保證加工(gōng)出符合産(chan)品圖樣要(yào)求的合格(ge)工件，同時(shí)應能使數(shu)控機床的(de)功能得到(dào)合理的應(yīng)用與🧑🏾🤝🧑🏼充分(fèn)的發揮，使(shi)數控機🤞床(chuang)安全、可靠(kao)、 高效地工(gong)作，加工出(chu)高質量的(de)産品。
從得(de)到産品零(líng)件圖樣到(dao)獲得數控(kòng)加工程序(xu)的編制過(guo)程。
程序定(dìng)型階段由(yóu)主管領導(dǎo)審核數控(kong)編程刀路(lù)，合格後填(tian)寫數🈲控加(jiā)工程序單(dān)，繪制加工(gong)簡圖。到現(xiàn)場了解程(cheng)序執行情(qíng)況📞，并優化(hua)、固化數控(kòng)加工程序(xu)。
2.數控編程(chéng)的關鍵問(wèn)題
(1)零件數(shù)字化模型(xing)：一般情況(kuàng)下依據産(chǎn)品設計圖(tu)，采用線框(kuàng)建☂️模、特征(zhēng)建模和實(shi)體建模等(děng)不同方式(shì)，建立零件(jiàn)的幾何數(shu)字化模型(xíng)。或者是采(cai)用無紙化(huà)設計制造(zào)技術，零件(jian)的幾何數(shù)字化模型(xíng)直接由設(shè)計而來。
(2)加(jiā)工方案的(de)确定：主要(yao)針對産品(pin)結構特點(dian)、質量要求(qiu)選擇不🔴同(tóng)的加工方(fang)法，如：曲面(mian)加工是選(xuan)擇投影加(jiā)工還是放(fang)射🤩加工。不(bu)同的加工(gōng)方法對零(ling)件的表⭐面(mian)質量影響(xiang)較大。
(3)加工(gong)參數的選(xuan)擇：加工參(cān)數的選擇(ze)主要取決(jué)于工件材(cai)料、刀具形(xing)狀和材料(liao)、機床性能(neng)等因素。加(jia)工參數選(xuan)擇的合理(li)性對零件(jian)的表面質(zhì)量也有較(jiao)大影響。
(4) 刀(dao)具軌迹的(de)生成：刀具(jù)軌迹生成(chéng)是複雜零(líng)件、多軸數(shu)控加工中(zhong)的重要内(nèi)容，有效的(de)刀具軌迹(jì)直接決定(ding)了加工📱的(de)可能性、質(zhì)量與效率(lǜ)。刀具軌迹(jì)的生成首(shou)要目标是(shi)使所 生成(cheng)的刀具軌(guǐ)迹滿♉足平(ping)穩、光滑、負(fù)荷變化📞小(xiao)、軌迹連續(xù)，切入、切出(chu)次數少，無(wu)幹涉及💋碰(peng)撞等要求(qiu)。同時，刀具(jù)軌迹還需(xū)滿足❗穩定(ding)性好、編程(chéng)效率高和(he)程序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數(shu)控加工仿(pang)真：由于零(ling)件形狀及(jí)加工環境(jing)的複雜性(xìng)，要确🔱保所(suo)生成的加(jiā)工程序不(bú)存在任何(hé)質量問題(ti)十⭐分困難(nan)，其中主要(yào)的是加工(gōng) 過程中的(de)過切、機床(chuáng)各部件之(zhi)間的幹涉(she)碰撞等問(wen)題。特别對(duì)于高速加(jiā)工，這些問(wèn)題常常是(shì)緻命的。因(yīn)此，在加工(gong)前對加💯工(gong)程序進行(hang)♍仿真驗證(zheng)是十分必(bi)要的。數控(kòng)加工 仿真(zhen)通過軟件(jian)模♋拟加工(gōng)環境，刀具(ju)軌迹與材(cái)料切除🍓過(guò)程來檢驗(yàn)程序，具有(yǒu)成🔞本低、效(xiao)率🔞高且安(an)全可靠等(děng)特點，是提(ti)高數控編(bian)程質量及(jí)加工質量(liang)的重要手(shǒu)段。
(6)後置處(chù)理：後置處(chu)理是數控(kong)加工編程(chéng)中的一項(xiàng)重要✍️内容(rong)，其⛷️技術内(nei)容包括：機(jī)床運動學(xue)建模與求(qiu)解、機床坐(zuò)标🌏運動⁉️變(biàn)換、非線性(xing)運動誤差(chà)校驗、機床(chuang)結構誤差(cha)🔞補償及數(shu)控代碼轉(zhuǎn)換等。因此(cǐ)，采用正确(que)的後置處(chu)理💃🏻對于保(bao)證加工質(zhi)量、效率與(yu)機床可靠(kao)運行具有(you)重要作用(yòng)。
五、機床操(cāo)作者環節(jiē)
機床操作(zuò)者是數控(kòng)加工的執(zhi)行人，他們(men)對數控加(jiā)工🌏質量的(de)控制也是(shì)很明顯的(de)。他們在執(zhí)行加工任(ren)務的過程(cheng)中對機床(chuang)、刀柄、刀具(ju)、加工工藝(yi)和切削參(can)數的實時(shi)狀态了解(jie)，他們的各(gè)項操作對(duì)數控加工(gong)影響直接(jie)，所以機床(chuang)操作者的(de)技能和責(ze)💯任心也是(shì)🈚提高數控(kòng)加🐪工質量(liang)的重要因(yin)素。
我們知(zhi)道，雖然機(jī)床等硬件(jian)設備是很(hěn)關鍵的，但(dan)人🌈才是影(ying)響數控加(jia)工質量的(de)決定性因(yin)素，因爲程(chéng)序設計員(yuán)和機床操(cao)作者的職(zhí)業道德、技(jì)能水平以(yi)及崗位責(zé)👣任心決定(ding)了各種先(xian)進設備能(néng)💋否發揮出(chū)多大的效(xiào)能。所以我(wo)們一定要(yao)重📧視人才(cái)的培養和(hé)引進，爲數(shù)控加工質(zhi)量的持續(xu)提高打下(xià)堅實的基(ji)礎。
通過對(dui)數控加工(gōng)中影響加(jia)工質量因(yīn)素的分析(xi), 爲合理有(yǒu)♻️效地提高(gao)數控機床(chuang)的利用率(lǜ)提供了可(kě)行的依據(jù)。其👄應用可(kě)有效保證(zheng)數控機床(chuang)的加工精(jing)度📧及良好(hǎo)的加工效(xiao)果。
