數控加工作(zuo) 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(yi)及電子工業(yè)等高精度、複(fu)雜零件的加(jia)工生産。在數(shù)控加工中，影(ying)響數控加工(gong)質量的因素(sù)很多，即工藝(yì)系統中的各(ge)組成部分，包(bao)括 機床、刀具(ju)、夾具的制造(zào)誤差、安裝誤(wu)差💜以及刀具(jù)💜使用中的磨(mó)損等都直接(jie)🐇影響工件的(de)加工精度。也(yě)就是說，在加(jia)🔱工過程中整(zhěng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhong)誤差，從而💯改(gǎi)變刀 具和工(gong)件在切削💋運(yun)動過程中的(de)✏️相互位置關(guan)系而影響零(líng)件的加工精(jing)度及質量。
一(yī)、機床的合理(lǐ)選用環節
數(shù)控加工在中(zhōng)國制造業 中(zhong)已經有了較(jiào)長的使用時(shi)間，雖然有嚴(yán)格的數控機(jī)床操作規範(fàn)、良好的機🧑🏾🤝🧑🏼床(chuang)維✌️護保養，但(dan)是其本身的(de)精度損失是(shi)不可避免的(de)。爲了控制産(chan)品的加工質(zhi)量，我們定✔️期(qī)對 數控設備(bèi)進行檢測維(wei)修，明确每台(tai)設備的加工(gong)精度，明确📧每(mei)台設備的加(jia)工任務。對于(yu)大批量成🐇批(pi)生産的零件(jian)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(sù)度、高的去除(chu)率、低的加工(gōng)精度，精加工(gōng)則相✌️反，要求(qiú)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(cǐ)我們将使用(yòng)年限較長、精(jing)度差的設備(bei)定爲專用的(de)粗加工設📐備(bei)，新設備和精(jīng)度好的設備(bei)定爲精加工(gōng)設備，做到對(dui)現有設備資(zī)源的合理搭(dā)配、明确分工(gong)，将機床對👣加(jiā)工質量的影(yǐng)響降到了很(hen)低，同🧑🏾🤝🧑🏼 時又保(bǎo)護了昂貴的(de)數控設備，延(yán)長了設備的(de)壽命。
二、刀柄(bǐng)的合理選用(yòng)環節
當我們(men)的機床不可(ke)改變時，與機(jī)床相關的刀(dao)柄、刀具對數(shù)控加工質量(liang)的影響又變(biàn)得突出了。在(zài)任何❓旋轉刀(dao)具加工系統(tǒng)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(ji)石。
1.刀柄與機(ji)床的聯結
目(mù)前企業常用(yòng)刀柄與機床(chuang)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(zhuī)柄🐪錐度爲7∶24，這(zhè)種方式的刀(dāo)柄隻适合于(yú)低速加工❄️，因(yīn)BT刀柄與主軸(zhóu)👨❤️👨 隻是錐面配(pei)合，當轉速太(tai)高時，由于離(lí)心力的作用(yong)會使錐面配(pei)合間隙增大(da)，從而影響數(shu)控加工質量(liàng)。當機床高轉(zhuan)速達到15000 轉/分(fèn)時，通常需♋要(yao)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(chuang)拉力作用下(xià)，保證刀杆短(duǎn)錐和端面☎️與(yǔ)機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結
對(dui) 刀柄另一個(gè)重要的技術(shù)要求就是刀(dao)柄與刀具的(de)⭐聯結方👨❤️👨式， 包(bao)括加工時的(de)夾持力度、徑(jing)向跳動精度(dù)和平衡質量(liang)，刀柄的徑向(xiàng)跳動精度要(yào)小于0.003mm。爲支持(chí)機床的線性(xìng)💛傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具🆚的(de)總重量越小(xiao)，對獲得優良(liang)切削效果 越(yuè)有✍️利。根據客(ke)戶各自的需(xū)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(dāo)杆 、刀具的夾(jia)緊💜方式主🈲要(yao)有4種刀柄：側(ce)固式刀柄、彈(dan)性夾緊式刀(dāo)柄、液⁉️壓刀柄(bǐng)和熱脹冷縮(suō)刀柄等。
側固(gu)式刀柄的 特(tè)點是簡單容(róng)易操作、快速(sù)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(song)開是在刀☔柄(bing)材🔞料的彈性(xìng)形變範圍内(nei)實現的，不僅(jǐn)可以提供極(jí)高的刀柄回(hui)轉精 度，而且(qie)對刀具使 用(yòng)壽命㊙️沒有限(xian)制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用(yong)這一刀具夾(jiá)緊系統，可使(shi)系統徑向跳(tiao)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(xiao)防止刀具和(he)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(lěng)縮刀柄的優(yōu)點是徑向跳(tiao)動誤差小，精(jīng)度很高🌈，可達(dá)到 3μm以下水㊙️平(píng)，傳動扭矩大(da)，而刀柄的設(she)計相對比較(jiao)小巧，但其缺(que)陷在于🚩，相比(bi)液壓刀柄或(huo)應力鎖緊式(shì)刀👄柄來講，其(qi)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(ju)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(zhè)一類刀具的(de)切削速度🏃有(yǒu)很大的提高(gāo)，硬質 合金将(jiang)在刀具材料(liao)中占主導🐆地(dì)位，覆蓋大部(bu)分常規的加(jia)工領域。我公(gong)司在粗加工(gong)中盡可能采(cai)用大直徑的(de)牛鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬💜質(zhi)合金刀片🐅，做(zuo)到粗加工排(pái)屑 “多”;半精加(jia)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(dao)“快”;精加工時(shí)盡量選用硬(yìng)質合金刀🐅杆(gan)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(hé)金⁉️刀具的高(gao)昂費用。精加(jia)工中所用小(xiao)刀具的半徑(jìng)應小于或等(deng)于被加工零(ling)件上的内輪(lún)廓圓角半徑(jing)，尤其是在拐(guǎi)角加工時，應(ying)選用半徑小(xiao)于拐角處圓(yuan) 角半徑的刀(dāo)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(cha)補而出現過(guo)切現象，做到(dào)精加工質量(liàng)“好”。因此，刀🈲具(ju)的準确選🔞擇(zé)和使用是影(ying)響數控加工(gōng)質量的重要(yào)因素。
四、數控(kòng)編程環節
程(chéng)序是數控機(jī)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(chéng)序的好壞直(zhi)接影響到加(jiā)工的質量和(he)效率。這就☎️需(xu)要在全面了(le)解機床性能(neng)、加工的每一(yī)環節以及必(bi)要的相關知(zhī)識的基礎上(shàng), 通過不斷的(de)實踐，提高編(biān)程技能，從而(ér)達到提高數(shu)控加工質量(liàng)的要求。
1.數控(kòng)編程的步驟(zhòu)
程序編制是(shi)數控加工中(zhōng)的一項重要(yào)工作，理想的(de)加工程序應(ying)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(kong)機床的功能(néng)得到合理的(de)應用與充分(fen)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(chan)品零件圖樣(yang)到獲得數控(kòng)加工程序的(de)編制過🔴程。
程(cheng)序定型階段(duan)由主管領導(dǎo)審核數控編(biān)程刀路，合格(ge)後填寫數控(kòng)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(huà)、固化數控加(jiā)工程序。
2.數控(kòng)編程的關鍵(jiàn)問題
(1)零件數(shu)字化模型：一(yi)般情況下依(yi)據産品設計(ji)圖，采用線框(kuang)建模、特征建(jian)模和實體建(jian)模等不同方(fang)式，建立零⁉️件(jiàn)的幾何♉數字(zì)化模型。或者(zhě)是采用無紙(zhǐ)化設計制造(zào)技術，零🈲件的(de)幾何數字化(huà)模型直接由(yóu)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(qiu)選擇不同的(de)加工方法，如(ru)：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(dui)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(cái)料、機床性能(neng)等因素。加工(gōng)參數選擇的(de)合理性對零(ling)件‼️的表面質(zhì)量也有較大(dà)影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀(dao)具軌迹生成(cheng)是複雜零件(jian)、多軸數控加(jia)工🔱中的重要(yao)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhi)接決定了🔞加(jia)工的可能性(xìng)、質量與效率(lü)。刀具軌迹的(de)生成首要目(mù)标是使所 生(sheng)成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩(wen)、光滑🙇♀️、負荷變(bian)化📱小、軌迹連(lian)續，切入、切出(chū)次數少，無幹(gàn)涉及碰撞等(děng)要求。同時，刀(dao)具軌迹還需(xu)滿足穩定性(xìng)好、編程效率(lǜ)高和程🔞序量(liang)小等 條件♉。
(5)數(shù)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xíng)狀及加工環(huan)境的複雜性(xìng)，要确保🔆所🤞生(shēng)成的加工程(cheng)序不存在任(ren)何質量問題(ti)十分困難，其(qí)中主要的是(shì)加工 過程中(zhōng)的過切、機床(chuang)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(ming)的。因此，在加(jiā)工前對加工(gong)程序進行🌈仿(páng)真驗證是十(shí)分必要的。數(shù)控加工 仿🥵真(zhen)通過軟件模(mo)拟加工環境(jìng)，刀具軌迹與(yǔ)材料切除過(guò)程來檢驗程(chéng)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(zhì)量的重要手(shou)段。
(6)後置處理(li)：後置處理是(shi)數控加工編(biān)程中的一項(xiàng)重要内💁容⭐，其(qí)技術内容包(bao)括：機床運動(dòng)學建模與求(qiú)解、機床坐标(biāo)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wu)差校驗、機床(chuang)結構誤差補(bǔ)償及數控代(dai)碼轉換等。因(yīn)此❄️，采用正确(què)的後置處理(li)對于保證加(jiā)工質量👌、效率(lü)與機床可靠(kao)運行具有重(zhong)要作用。
五、機(jī)床操作者環(huán)節
機床操作(zuo)者是數控加(jia)工的執行人(ren)，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(xuē)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(jie)，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(jiàn)設備是很關(guān)鍵的，但人才(cái)是影響數🏒控(kòng)加工質量的(de)決定性因素(su)，因爲程序設(she)計員和機床(chuang)操作者的職(zhi)業道德、技能(néng)水平以及📐崗(gang)位責任心決(jue)定了各種先(xiān)進💯設備能否(fǒu)發揮出多👈大(da)的效能㊙️。所以(yi)我們一定要(yao)重視人才的(de)✨培養和引進(jin)，爲數控加工(gōng)質量的持✔️續(xu)提高打下🏃♂️堅(jiān)實的基礎。
通(tong)過對數控加(jiā)工中影響加(jia)工質量因素(su)的分析, 爲合(hé)理有效地🤩提(tí)高數控機床(chuang)的利用率提(ti)供了可行的(de)依據。其應用(yong)可有效保證(zheng)數控機床的(de)加工精度及(ji)良好的加工(gōng)效果。
