數(shù)控加工作(zuo) 爲一種先(xiān)進的加工(gong)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yú)航空工🐕業(ye)、艦船工業(yè)以及電子(zi)工業等高(gao)精度、複雜(zá)零件的加(jia)工生産🏃♀️。在(zai)數✊控加工(gōng)中，影響數(shù)控加工質(zhi)量的因素(su)很多，即工(gong)藝系統😄中(zhōng)的各組成(chéng)部分，包括(kuò) 機床、刀具(ju)、夾具的制(zhì)造誤差🙇🏻、安(an)裝誤差以(yǐ)及刀具🔴使(shi)用中的磨(mó)損等都直(zhi)接影響工(gong)件的加工(gong)精度。也就(jiù)是說，在加(jiā)💛工🔞過程中(zhong)整個工藝(yì)系統會産(chǎn)生各種誤(wu)差，從而✊改(gǎi)變刀 具和(he)工件在切(qie)削運動過(guò)程中的相(xiàng)互位置關(guan)系而影✏️響(xiǎng)零件的加(jiā)工精度及(jí)質量。
一、機(jī)床的合理(lǐ)選用環節(jiē)
數控加工(gong)在中國制(zhi)造業 中已(yi)經有了較(jiào)長的使用(yòng)時間，雖然(rán)有嚴格的(de)數控機床(chuáng)操作規範(fàn)、良好的機(jī)床維護保(bǎo)養，但是其(qí)本身的精(jing)度損失是(shì)不可避免(miǎn)的。爲了控(kong)制産品的(de)加工質量(liang)🚩，我們定期(qī)對 數控設(shè)備進行檢(jiǎn)測維修，明(míng)确每台設(she)備的加工(gōng)精度，明确(què)每台設備(bèi)的📞加工任(ren)務。對于大(dà)批量成批(pī)生産的零(líng)🚶♀️件加工工(gōng)廠，應嚴格(gé)區分粗、精(jing)加工的設(she)備使用，因(yin)🌍爲粗加 工(gong)時追求的(de)是高速度(dù)、高的去除(chu)率、低的加(jiā)工精度，精(jing)加工則相(xiàng)反，要求高(gāo)的加工精(jing)度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(dù)損害是嚴(yan)重的，因此(cǐ)我們将使(shi)🐇用年限較(jiao)長、精度差(cha)的設備定(ding)爲專用的(de)🥵粗加工設(shè)備，新設備(bei)和精度好(hǎo)的設備定(dìng)爲精加工(gōng)設備，做到(dào)🤟對現有設(shè)備資源的(de)合理搭配(pèi)、明确分工(gong)，将機床對(dui)♈加工質量(liang)的影響降(jiàng)到了很低(di)，同 時又保(bao)🌐護了昂貴(guì)☀️的數控設(shè)備，延長了(le)設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bing)的合理選(xuǎn)用環節
當(dāng)我們的機(jī)床不可改(gǎi)變時，與機(jī)床相關的(de)刀柄、刀具(jù)對數控加(jia)工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉㊙️刀具加(jia)工系統中(zhong)，主軸與夾(jiá)頭(或其組(zu)合體)的聯(lian)結是刀具(ju)加工性能(néng)實現的基(ji)石。
1.刀柄與(yu)機床的聯(lián)結
目前企(qǐ)業常用刀(dao)柄與機床(chuang)的 接口主(zhu)要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄🌐，刀(dāo)柄結構如(rú)圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床(chuáng)主軸的接(jiē)口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀(dāo)柄隻适合(hé)于低速加(jiā)工，因BT刀柄(bing)與主軸 隻(zhi)是錐面配(pèi)合，當轉速(sù)🤞太高時，由(you)于🐇離心力(lì)的🐕作用會(hui)使錐面配(pei)合間隙增(zeng)大，從而影(ying)響數控加(jia)工質💋量。當(dang)機床高轉(zhuan)速達到15000 轉(zhuan)/分時，通常(cháng)需要采用(yong)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位㊙️結構，提(ti)供與機床(chuang)标準聯結(jié)，在機床拉(la)力作用下(xia)，保證刀杆(gǎn)短錐和端(duan)面與機床(chuang)緊密配合(he)。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結(jié)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yào)的技術要(yao)求就是刀(dāo)柄與刀具(ju)的聯結方(fāng)式， 包括加(jia)工時的夾(jiá)持力度、徑(jing)向跳動精(jing)度和平衡(héng)質量，刀柄(bǐng)的徑向跳(tiào)動精度要(yào)小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的(de)線性傳動(dòng)，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的(de)總重量越(yue)小，對獲得(de)優良切削(xue)效果 越有(yǒu)㊙️利。根據客(ke)戶各自的(de)🧡需求，都能(neng)夠找到一(yī)種完美的(de)刀柄系統(tong)，因爲不同(tóng)的系統能(neng)夠提供不(bú)同的技術(shu)特征和優(you)勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具(ju)的夾緊方(fāng)式主要有(yǒu)4種刀柄：側(ce)固式刀柄(bing)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(ye)🔱壓刀柄和(hé)熱脹冷縮(suo)🌈刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bǐng)的 特點是(shi)簡單容易(yi)操作、快速(sù)方便、安全(quán)👨❤️👨性極高;彈(dàn)性夾緊式(shì)刀柄的特(te)點是刀具(jù)的夾緊或(huò)松🐉開是在(zai)刀柄材料(liao)的💚彈性形(xíng)變範圍内(nèi)實現的🏃♀️，不(bu)僅可以提(ti)供極高的(de)刀柄回轉(zhuǎn)精 度，而且(qie)對刀具使(shǐ) 用壽命沒(mei)有限制;液(yè)壓刀柄特(tè)點爲采❗用(yong)這一刀具(ju)夾緊系統(tǒng)，可使系統(tong)徑向跳動(dòng)誤差精度(dù)和重複定(dìng)位精度控(kòng)制在3μm以下(xia)。由于刀柄(bǐng)内存在有(you)高壓油液(ye)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jǐn)時，内藏的(de)油腔結構(gou)及高壓油(you)的存在大(da)大地增加(jiā)了結構阻(zǔ)尼，可有效(xiào)防止刀具(ju)和機床主(zhu)軸的振動(dòng);熱脹冷縮(suo)刀柄的優(you)點是徑💛向(xiàng)跳動誤差(cha)小，精度很(hěn)高，可達到(dào) 3μm以下水平(píng)，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄(bing)的設計相(xiang)對比較小(xiao)巧，但其缺(quē)陷在于🌈，相(xiàng)比液壓刀(dāo)柄或應力(lì)鎖☔緊式刀(dāo)柄來講，其(qí)防振性⁉️能(néng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(que)選擇和使(shi)用環節
硬(yìng) 質合金刀(dao)具應用範(fàn)圍在企業(ye)越來越廣(guang)，硬質合金(jīn)将📧代替大(da)部分高速(su)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(li)銑刀和絲(sī)錐等簡樸(pǔ)通用刀具(jù)，使㊙️這一類(lei)刀具的切(qie)削速度有(yǒu)很大的提(ti)高，硬質 合(hé)🚩金将在刀(dao)具材料中(zhong)占主導地(dì)位，覆蓋大(da)部分常規(guī)的加工領(ling)域。我公司(si)在粗加工(gong)中盡可能(neng)采用大直(zhi)徑的牛鼻(bí)刀，使用R2左(zuo)右的硬質(zhì)合金刀片(piàn)，做到粗加(jia)工排屑 “多(duō)”;半精加工(gōng)選用高轉(zhuan)速高進🏃🏻給(gěi)R0.8左右的鑲(xiang)片立銑刀(dao)，做到半精(jing)加工走刀(dao)“快”;精加工(gong)時盡量選(xuan)用硬質合(hé)金刀杆和(he)高精度球(qiu)頭鏡面刀(dao)片，這樣可(kě)在保正 加(jiā)工質量的(de)同⚽ 時節省(shěng)選用整體(ti)合金刀具(ju)的高昂費(fei)用。精加工(gong)中所用小(xiǎo)刀具的半(bàn)徑應小于(yú)或等于被(bei)加工零件(jian)上的内輪(lún)廓圓角半(bàn)徑，尤其是(shi)在✌️拐角㊙️加(jiā)工時，應選(xuǎn)用半徑小(xiǎo)于拐角處(chù)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bìng)以圓弧插(chā)補的方式(shì)進行加工(gong)，這樣可以(yǐ)避免采用(yong)直線插補(bu)而出現過(guo)切現象，做(zuò)到精加工(gōng)質量“好”。因(yin)此，刀具的(de)準确選擇(zé)和使用是(shi)影響數控(kong)加工質量(liang)的重要因(yin)素。
四、數控(kong)編程環節(jie)
程序是數(shu)控機床惟(wei)一能夠識(shí)别的語言(yán)，它向機床(chuáng)發🔴出一條(tiáo)😘一條加工(gōng)指令，控制(zhi)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序的好(hao)壞直接影(yǐng)響到加工(gong)的質量和(hé)效率。這就(jiu)需要在🎯全(quan)面了解機(ji)床性能、加(jia)工的每一(yī)環節以及(jí)必要的相(xiang)關知識的(de)基礎上, 通(tong)過不斷的(de)實踐，提高(gāo)編程技能(neng)，從而達到(dao)提高數控(kòng)加工質量(liàng)的要求。
1.數(shù)控編程的(de)步驟
程序(xu)編制是數(shù)控加工中(zhōng)的一項重(zhòng)要工作，理(lǐ)想的加✔️工(gōng)程序應🤩保(bao)證加工出(chu)符合産品(pǐn)圖樣要求(qiu)的合格工(gōng)件，同時應(yīng)能使數控(kong)機床的功(gōng)能得到合(he)理的應用(yong)與充分的(de)發揮，使數(shù)控機☀️床安(an)全🥰、可靠、 高(gāo)效地工作(zuò)，加工🌈出高(gao)質量的産(chǎn)品。
從得到(dao)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jia)工程序的(de)編制☀️過程(chéng)。
程序定型(xing)階段由主(zhǔ)管領導審(shen)核數控編(bian)程刀路，合(he)格後填寫(xie)數控加工(gōng)程序單，繪(huì)制加工簡(jian)圖。到現場(chang)了解程序(xu)執行情況(kuang)，并優化、固(gu)化數控加(jiā)工程序。
2.數(shù)控編程的(de)關鍵問題(tí)
(1)零件數字(zì)化模型：一(yi)般情況下(xia)依據産品(pǐn)設計圖，采(cǎi)用線框建(jian)模、特征建(jian)模和實體(tǐ)建模等不(bu)同方式，建(jiàn)立零件的(de)幾何數字(zi)化模型。或(huo)者是采用(yòng)無紙化設(shè)計制造技(ji)術，零件的(de)幾😘何數字(zì)♊化模型直(zhi)接由設計(jì)✌️而來。
(2)加工(gong)方案的确(que)定：主要針(zhēn)對産品結(jie)構特點、質(zhì)量要☎️求選(xuan)擇不同的(de)加工方法(fǎ)，如：曲面加(jia)工是選擇(ze)投影加工(gōng)還是放射(she)加工。不同(tong)的加工方(fāng)法對零件(jiàn)的表面質(zhì)量影響較(jiào)大。
(3)加工參(cān)數的選擇(ze)：加工參數(shù)的選擇主(zhu)要取決于(yú)工件材料(liào)、刀具形狀(zhuang)和材料、機(ji)床性能等(deng)因素。加工(gong)參數選擇(zé)的合理性(xìng)對零件的(de)表面質量(liàng)也有較大(dà)影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生(shēng)成：刀具軌(gui)迹生成是(shì)複雜零件(jiàn)、多軸數控(kong)加工中的(de)重要内容(rong)，有效的刀(dāo)具軌迹直(zhi)接決💘定了(le)加工的可(kě)💋能性、質量(liàng)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成首要(yào)目标是使(shi)所 生成的(de)刀具軌迹(jì)滿足平穩(wěn)、光滑🛀🏻、負荷(hé)變化🏃🏻♂️小、軌(gui)迹連🥵續，切(qiē)入、切出次(cì)數少🔞，無幹(gàn)涉及碰撞(zhuàng)等要求。同(tong)時，刀具軌(guǐ)🚶♀️迹還需滿(man)足穩定性(xìng)好、編♈程效(xiao)率高和程(chéng)序量小等(deng) 條件。
(5)數控(kong)加工仿真(zhen)：由于零件(jiàn)形狀及加(jiā)工環境的(de)複雜性，要(yào)🎯确保所生(sheng)成的加工(gong)程序不存(cún)在任何質(zhì)量問題十(shí)分困🧑🏽🤝🧑🏻難，其(qí)🥵中主要的(de)是加工 過(guò)程中的過(guò)切、機床各(ge)部🍓件之間(jiān)的幹涉⁉️碰(peng)撞等問題(ti)。特别對于(yu)高速加工(gōng)，這些問題(tí)常常是緻(zhi)命的。因此(cǐ)，在加工前(qián)對加☔工程(cheng)序進行仿(páng)真驗證是(shi)十分必要(yào)的。數控加(jiā)工 仿真通(tōng)過軟件模(mó)拟加工環(huán)境，刀具軌(gui)迹與材料(liào)切除過程(cheng)來檢✉️驗程(cheng)序🐆，具有成(chéng)本低、效率(lǜ)高且安全(quan)可靠等特(te)點，是提高(gao)數控🍉編程(cheng)質量及加(jiā)工質量的(de)重要手段(duan)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(lǐ)是數控加(jiā)工編程中(zhong)的一項重(zhong)要内容，其(qí)技術内容(róng)包括：機床(chuáng)運動學建(jian)模與求解(jie)、機床坐标(biāo)✔️運動變換(huàn)、非線性運(yun)動誤差校(xiào)驗、機床結(jie)🥵構誤差補(bu)償及數控(kòng)代碼轉換(huan)等。因此，采(cai)用正确的(de)後置處理(lǐ)㊙️對于保證(zheng)加工質量(liàng)、效率與機(ji)床可靠運(yùn)行具有重(zhòng)要作用。
五(wu)、機床操作(zuò)者環節
機(jī)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(hang)人，他們對(dui)數控加工(gong)質♋量❄️的控(kòng)制也是很(hěn)明顯的。他(tā)們在執行(háng)加工任務(wu)的過程中(zhōng)對機床、刀(dao)柄🍉、刀具、加(jiā)工工藝和(he)切削參‼️數(shu)的實時狀(zhuàng)态了解，他(ta)們的各項(xiang)操作對數(shù)控加工影(ying)響直接，所(suǒ)以機床操(cāo)作者的技(ji)能和責任(rèn)心也是提(ti)高數控加(jiā)工質量的(de)重要因素(sù)。
我們知道(dào)，雖然機床(chuáng)等硬件設(she)備是很關(guān)鍵的，但人(ren)才是影響(xiǎng)數控加工(gōng)質量的決(jué)定性因素(su)，因爲程序(xù)設計🌈員和(hé)機床操作(zuo)者的職業(ye)道德、技能(néng)水平以及(jí)🐉崗位責任(ren)心決定了(le)各種先進(jìn)設備能否(fou)發揮出多(duo)大的效能(néng)。所以我們(men)一定要重(zhòng)🌍視人才的(de)培養和引(yin)進，爲數控(kong)加工質量(liàng)的持續提(ti)高打下堅(jiān)實的基礎(chǔ)。
通過對數(shù)控加工中(zhong)影響加工(gōng)質量因素(su)的分析, 爲(wei)合理有☎️效(xiào)地✍️提高數(shù)控機床的(de)利用率提(tí)供了可行(háng)💯的依🙇🏻據。其(qi)😘應用可有(you)效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(du)及良好🍓的(de)加工🌈效果(guǒ)。
