數控加工作(zuò) 爲一種先進的加(jia)工方法, 被廣泛地(dì)用于航空⚽工業、艦(jian)船工業以及電子(zi)工業等高精度、複(fu)雜零件的加工🏃生(sheng)産。在數控加工中(zhong)，影響數控加工質(zhi)量的因素很🌈多，即(ji)工藝系統中的各(ge)組成部分，包括 機(ji)床、刀具、夾具的制(zhi)造誤差🏃、安裝誤差(chà)以及刀具使用中(zhong)的磨損等都直接(jie)影響工件的加工(gong)精度。也㊙️就是說，在(zai)加工過程中整個(ge)工藝系統會産生(shēng)各種🚶誤差，從而改(gai)變刀 具和工件在(zài)切削運動過程中(zhōng)的相互位置關系(xì)而影響零件的加(jia)工精度🙇🏻及質量。
一(yī)、機床的合理選用(yòng)環節
數控加工在(zài)中國制造業 中已(yǐ)經有了較長的使(shi)用時間，雖然❤️有🌍嚴(yan)格的數控機床操(cāo)作規範、良好的機(jī)床維護保養，但是(shì)其本身的精度損(sǔn)失是不可避免的(de)。爲了控制産品的(de)加工質量，我們定(ding)🐅期對 數控設備進(jìn)行檢測維修，明确(que)每台設備的加工(gong)精度，明确每台設(she)備的加工任務。對(duì)于大批量成批生(shēng)産的零件加工工(gōng)廠，應嚴格區分粗(cū)、精加工的設備使(shǐ)用，因爲粗加 工時(shí)追求的是高速度(dù)、高的去除率、低的(de)加工🤟精度，精加工(gong)則相反，要求高的(de)加工精🧡度。而粗加(jia)工時對設備的精(jīng)度損⛷️害是嚴重的(de)，因此我們将使用(yòng)年限較長、精度差(cha)的設備定爲專用(yong)的粗加工設備，新(xīn)設備和精度好的(de)設備定爲精加工(gōng)設備，做到對現有(yǒu)設備資源的合理(lǐ)搭配、明确分工，将(jiāng)機床對加工質量(liàng)的影響降到了很(hen)低，同🔞 時又保護了(le)昂貴的數控設備(bei)，延長了設備的壽(shou)命。
二、刀柄的合理(lǐ)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(bian)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數🌈控(kòng)加♉工質量的影響(xiǎng)又變得突出了。在(zai)任何旋轉刀具加(jiā)工系統👨❤️👨中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(ti))的聯結是刀具加(jiā)👌工性能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(cháng)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄💃，刀🌏柄☎️結構(gòu)如圖1所示。BT刀柄與(yǔ)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這♻️種(zhong)方式的刀柄隻适(shi)合于低速加工，因(yin)BT刀柄🈲與主軸 隻是(shì)錐面配合，當轉速(su)太高時，由于離心(xīn)力的作用會使錐(zhui)面配合間隙增大(da)☀️，從而影響㊙️數控加(jiā)工質量。當機床高(gao)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需☀️要采用HSK型(xing)刀柄，HSK刀杆爲過定(ding)位結構，提供與機(jī)床标😍準聯結，在🏃♂️機(ji)床拉力作用下，保(bao)證刀杆短錐和端(duān)面與機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dao)具的聯結方式， 包(bao)括加工時的夾持(chí)力度、徑向跳動精(jīng)度和平衡質量，刀(dao)柄的徑向跳動精(jīng)度要小于0.003mm。爲支🔱持(chí)機床的線性傳動(dong)，主軸、刀柄和刀 具(jù)🎯的總重量越小，對(duì)獲得優良切削效(xiao)果 越有利。根據客(kè)戶各自的📐需求，都(dou)能夠找到一種完(wan)美的刀柄系統，因(yin)爲不同的系統能(néng)夠提供不同的技(jì)術特征和優勢。 刀(dāo)柄對刀杆 、刀具的(de)夾緊💞方式主要有(yǒu)4種刀柄：側固式刀(dao)柄、彈性夾緊式刀(dao)柄、液壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特點(diǎn)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安全性(xìng)🈚極高;彈性夾緊式(shi)刀柄的特點是刀(dao)具的夾緊㊙️或松開(kai)是在刀柄材料的(de)彈性形變範圍内(nei)實現的，不僅可以(yi)提供💃極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(duì)刀具使 用壽命沒(mei)有限制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采♍用這一(yī)刀🤟具夾緊系統，可(ke)使系統徑向跳動(dòng)誤差精度和重複(fú)定位精度控制在(zài)3μm以下。由于刀柄内(nei)存在有高壓油液(ye)壓力，當☁️刀具 被夾(jia)緊時，内藏的油腔(qiang)結構及高壓🔅油😍的(de)存在大大地增加(jia)了結構阻尼，可📱有(yǒu)效防止刀具和機(jī)床主軸的振動;熱(re)脹冷縮刀柄的優(you)點是徑🏃向跳動誤(wu)差小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平，傳(chuan)動扭💘矩大，而刀柄(bing)的設計相對比較(jiao)小巧，但其缺陷在(zai)于，相比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式👈刀(dao)柄來講，其防振性(xing)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yong)環節
硬 質合金刀(dāo)具應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬質(zhi)合金将代🈲替🌈大部(bu)分高速鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立銑刀和(hé)🚩絲錐💃🏻等簡樸通用(yòng)刀🌏具，使這一類刀(dāo)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhi) 合金将在刀具材(cai)料中占主導地位(wèi)，覆蓋大部分常規(guī)的加工領域。我公(gōng)司在粗加📧工中盡(jin)可能📱采用大直徑(jìng)🛀🏻的牛鼻刀，使用R2左(zuo)右的硬♊質合金刀(dao)片，做到粗加工排(pái)屑 “多”;半精加工選(xuan)用高轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片立銑(xǐ)刀，做到半精加工(gōng)走🛀🏻刀“快”;精加工時(shi)盡量選用硬質合(he)金刀杆和高精度(du)球頭鏡面刀片，這(zhè)樣可在保正 加工(gong)質量的同 時節省(sheng)選用整體合金🌈刀(dao)具的高昂費用。精(jing)加工中所用小刀(dao)具的半徑應小于(yú)或等于被加工零(líng)件上的内輪廓圓(yuan)角半徑，尤其是在(zài)拐角加工時，應選(xuan)用半徑小于拐角(jiao)🚩處圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧插補(bu)的方式進行加工(gōng)，這樣可以避免采(cai)用直線插補而出(chū)現過切現象，做到(dào)精加工質量“好🔆”。因(yin)此，刀具的準确選(xuan)⛹🏻♀️擇和使用是🧑🏾🤝🧑🏼影響(xiang)數控加工質量的(de)重要因素。
四、數控(kong)編程環節
程序是(shì)數控機床惟一能(neng)夠識别的語言，它(ta)向機床發出一條(tiao)一條加工指令，控(kong)制着機床的 每一(yi)步驟，程序🍉的好壞(huài)直接影響到加工(gōng)的質量和效率。這(zhè)就需要在全面了(le)解機床性能、加㊙️工(gōng)的每💚一環節以及(jí)必要的相關知識(shí)的🥰基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高編(bian)程技能，從而達到(dao)提高數控加工質(zhì)🈚量的要求。
1.數控編(bian)程的步驟
程序編(biān)制是數控加工中(zhong)的一項重要工作(zuò)，理想的加工程🌍序(xu)應保證加工出符(fu)合産品圖樣要求(qiu)的合🌏格工😍件，同時(shi)應能使👉數控🐆機床(chuáng)的功能得到合理(li)的應用與❄️充分的(de)❌發揮，使數控機㊙️床(chuang)安全、可靠、 高效地(di)🤟工作，加工出高質(zhì)量的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣到(dao)獲得數控加工程(cheng)序的編制過程㊙️。
程(cheng)序定型階段由主(zhǔ)管領導審核數控(kong)編程刀路，合✂️格後(hou)填寫數控加工程(chéng)序單，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了解程(chéng)序♈執行情況💞，并優(yōu)🌈化、固化數控加工(gōng)程序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件數(shù)字化模型：一般情(qíng)況下依據産品設(shè)計圖，采♋用線框📞建(jian)模、特征建模和實(shi)體建模等不同方(fāng)式，建立零㊙️件的幾(ji)何數字化模型。或(huò)者是采用無紙化(hua)設🈲計制造技術，零(ling)件的幾何數字化(hua)模型直接由設計(jì)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chǎn)品結構特點、質量(liàng)要求選擇不同的(de)加工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投影(yǐng)加工還是放射🤟加(jia)工。不同的加工方(fang)法對零件的表面(mian)質量影響較大。
(3)加(jiā)工參數的選擇：加(jiā)工參數的選擇主(zhu)要取決于工🐪件材(cái)料、刀具形狀和材(cái)料、機床性能等因(yin)素。加工參數選✊擇(zé)的合理性對📧零件(jian)的表面質量也有(you)較大影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀具軌(gui)迹生成是複雜零(ling)件、多軸數控加工(gōng)中的重要内容，有(yǒu)效的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工❤️的(de)可能性、質量與效(xiào)率。刀具軌迹的生(shēng)成首要目标是使(shi)⭐所 生成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌迹(jì)連續，切入、切出次(cì)數少，無幹涉及🛀🏻碰(peng)撞等要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需滿足(zú)穩定性好、編程效(xiao)率高和程序量小(xiao)等 條件。
(5)數控加工(gong)仿真：由于零件形(xing)狀及加工環境的(de)複雜性☂️，要确保所(suo)生成的加工程序(xù)不存在任何質量(liang)問題十分困難，其(qí)中主要的是加工(gōng) 過程中的過切、機(ji)🌂床各部件之間的(de)幹涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速加(jia)工，這些問題常常(chang)是緻命的。因此，在(zai)加工前對加🏒工程(cheng)序進行🤩仿真驗證(zheng)是十分必要的。數(shu)控加工 仿㊙️真通過(guò)軟件🙇🏻模🐇拟加工環(huan)境，刀具軌迹與材(cai)料切除過程來檢(jiǎn)驗程序，具有成😄本(běn)低、效率高且安全(quán)可靠等特點，是提(ti)高數控編程質量(liang)及加工⭕質量的重(zhòng)要🤞手段。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yi)項重要内容，其🧡技(ji)術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiu)解、機床坐标運動(dòng)變換、非線性運動(dong)誤差校驗、機床結(jié)構誤差補償及數(shù)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的⛹🏻♀️後(hou)置處理對于保證(zhèng)加工質量、效率與(yu)機床可靠運行具(jù)有重要作用。
五、機(ji)床操作者環節
機(ji)床操作者是數控(kòng)加工的執行人，他(ta)們對數控加工質(zhì)量的控制也是很(hěn)明顯的。他們在執(zhi)行加工任務的過(guò)程中對機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(he)切削參數的實時(shi)狀态了解，他🏃們的(de)各項操作對數控(kong)加工影響直接，所(suǒ)以機床操作者的(de)技能和責任心也(yě)是提高數控加工(gōng)質量的重要因素(su)。
我們知道，雖然機(ji)床等硬件設備是(shi)很關鍵的，但人🏃♂️才(cai)是影響數💞控加工(gōng)質量的決定性因(yin)素，因爲程序設計(jì)員和機床操作者(zhě)的職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(zé)任心決⭐定了各種(zhong)先進設備能否發(fa)揮出多大的效能(néng)。所以我們一定要(yao)重視人才的培養(yǎng)和引💁進，爲數控加(jiā)工質量的持👣續提(ti)高打下🏃🏻♂️堅實的基(jī)礎。
通過對數控加(jiā)工中影響加工質(zhì)量因素的分析, 爲(wei)合理有效地提高(gāo)數控機床的利用(yòng)率提供了可行的(de)依據。其應用可有(yǒu)效保證數控機床(chuáng)的加工精度及良(liang)好的加工🥰效果。
