數控加工作(zuò) 爲一種先進的加(jiā)工方法, 被廣泛地(di)用🛀🏻于航空工業㊙️、艦(jian)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fu)雜零件的加工生(shēng)産🤟。在數🌐控加工中(zhōng)，影響數控加工質(zhì)量的因素很多，即(ji)工⛱️藝系統中的各(ge)組成部分，包括 機(jī)床、刀🔅具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝誤差(cha)以及刀具使用中(zhōng)的磨損等都直接(jiē)影響工件的加工(gong)精度。也就是說，在(zài)加❄️工過程中整個(ge)工藝系統會産生(shēng)✉️各種誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工件在(zài)切削運動過程中(zhong)的相⁉️互位置關系(xì)而影響零件的加(jiā)工精度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yòng)環節
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shǐ)用時間，雖📞然有嚴(yán)格的數控機床操(cao)作規範、良好的機(ji)床維護保養，但㊙️是(shi)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(dìng)期對 數控設備進(jìn)行檢測維修，明🧑🏾🤝🧑🏼确(que)每台設備的加工(gōng)精度，明确🐉每台設(shè)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(shi)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(gōng)則相反，要求高的(de)加工精🏃度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jīng)度損害是嚴重的(de)，因此我們将使🐉用(yong)年限較長、精度📞差(chà)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(jiang)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(bèi)，延長了設備的壽(shòu)命。
二、刀柄的合理(li)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(biàn)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數控(kong)加⛹🏻♀️工質量的影響(xiǎng)又變得突出了。在(zai)任何旋轉刀具♊加(jia)工系統📐中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(tǐ))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(chang)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀‼️柄結構(gou)如圖1所示。BT刀柄與(yu)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的刀柄隻适(shì)合于低速加工，因(yin)BT刀柄💰與主軸 隻是(shì)錐面配合💋，當轉速(sù)太高時，由于離心(xin)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(gāo)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需要采用HSK型(xíng)刀柄，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供與機(ji)床标準聯結，在㊙️機(ji)床拉力作用下，保(bao)證刀杆短錐和端(duan)面與機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yi)個重要的技術要(yao)求就是刀柄與刀(dāo)具的♌聯結方😘式🐪， 包(bāo)括加工時的夾持(chi)力度、徑向跳動精(jīng)度和平衡質量🐪，刀(dao)柄的徑向跳動精(jing)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(ju)的總重量越小，對(dui)獲得🧡優良切削效(xiao)果 越有利。根據客(ke)👄戶各自的🈲需求，都(dou)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yīn)爲不同的系統能(néng)夠提供不同的技(ji)術特征和優勢。 刀(dāo)柄對刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主要有(you)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(dian)是簡單容易操作(zuo)、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(nèi)實現的💞，不僅可以(yǐ)提供♋極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(dui)刀具使 用壽命💋沒(mei)有限制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用這一(yi)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(nèi)存在有高壓油液(ye)壓力，當🚶刀具 被夾(jiá)緊時💚，内藏的油腔(qiang)結構及高壓油的(de)存在大大地增🌍加(jiā)了結構阻尼，可有(you)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(wù)差小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平，傳(chuán)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(dāo)💘柄來講，其防振性(xìng)🔞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(qǐ)業越來越廣，硬質(zhì)合🔞金将🌐代替🏒大部(bù)分高速鋼刀具，包(bao)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(zhì) 合金将在刀具材(cai)料中占主導地位(wèi)，覆蓋大部分常規(gui)的加工👄領域。我公(gong)🏃♂️司在粗加工中盡(jìn)可能采用大直徑(jìng)的牛鼻刀，使用R2左(zuǒ)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(dāo)具的高昂費用。精(jing)加工中所用💋小刀(dao)具的半徑應小于(yu)或等于被加工零(ling)件上的内🔅輪廓👈圓(yuan)角半徑，尤其是在(zài)🌍拐角加工時，應選(xuǎn)用半徑小于拐角(jiǎo)處圓 角半徑的刀(dao)具，并以圓弧插補(bǔ)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(dao)精加工質量“好”。因(yīn)此，刀具的準确選(xuǎn)🌍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(shi)數控機床惟一能(neng)夠識别的語言，它(tā)向機床🚩發出一條(tiao)一條加工指令，控(kong)制着機床的 每一(yī)步驟，程序✏️的好壞(huài)直♊接影響到加工(gong)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(ji)必要的相關知識(shi)的☀️基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高編(biān)程技能，從而達到(dao)提高👉數控加工質(zhi)量的要求。
1.數控編(bian)程的步驟
程序編(bian)制是數控加工中(zhong)的一項重要工作(zuò)，理想的加工程序(xù)應保證加工出符(fú)合産品圖樣要求(qiú)的合🌍格工件，同🌈時(shí)應😘能使數控機床(chuang)的功能得到合理(lǐ)的應用與充分的(de)發揮，使🌈數控機床(chuáng)安全、可靠、 高效地(dì)工作，加工♻️出高質(zhi)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(zhu)管領導審核數控(kong)編程刀路，合格後(hòu)填寫數控加工程(chéng)序單，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了解程(cheng)序執行情況，并優(you)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(huo)者是采用無紙化(hua)設🧡計制造技術，零(ling)件的幾何數字化(huà)模型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chan)品結構特點、質量(liang)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(jiā)工。不同的加工方(fāng)法對零件的表🌍面(miàn)質量影響較大。
(3)加(jiā)工參數的選擇：加(jiā)工參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件材(cai)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(jiàn)📧的表面質量也有(yǒu)較大影響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(líng)件、多軸數控加工(gōng)中的重要内容，有(you)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(sheng)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(ji)連續，切入、切出次(cì)數少，無幹涉及🤞碰(pèng)撞等要求。同時，刀(dao)具軌迹還需滿足(zú)穩定性好、編程效(xiào)率高和程序量小(xiao)等 條件。
(5)數控加工(gong)仿真：由于零件形(xíng)狀及加工環境的(de)複雜性，要确保所(suǒ)生成的加工程序(xu)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(jī)床各部件之間的(de)幹涉碰撞等問題(ti)。特别對于高速加(jia)工，這些🏃🏻♂️問題常常(cháng)是緻命的。因此，在(zai)加工前對加🥵工程(cheng)序進行仿真驗證(zhèng)是十分必要的。數(shù)控加工 仿👈真通過(guo)軟件模拟加工環(huan)境，刀📧具軌迹與材(cái)料切除過程來檢(jian)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(zhong)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kòng)加工編程中的一(yi)項重要内容，其技(ji)術内容包括：機床(chuang)運動學建模與求(qiu)解、機床♋坐标運動(dòng)變換🏃、非線性運動(dòng)誤差校驗、機床結(jie)構誤差補償及數(shu)控代碼轉換等。因(yin)此，采用正确的後(hou)置處理對于保證(zhèng)加工質量、效率與(yǔ)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(kong)加工的執行人，他(tā)們對數控加工質(zhì)量的控制也是很(hen)明顯的。他們在執(zhí)行加工任務的過(guò)程中對機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(hé)切削參數的實時(shí)狀态了解，他們的(de)各項操作對數控(kòng)加工影響直接，所(suo)以機床操作者的(de)技能和責任心也(yě)是☀️提高數控加工(gong)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(gong)質量的決定性因(yīn)素，因爲程序設計(ji)員和🧑🏽🤝🧑🏻機床操作者(zhe)的職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(ze)🏒任心決定了各種(zhong)先進設備能🈲否發(fā)揮出多大的效能(neng)。所以我們一定要(yao)重㊙️視人才的培養(yang)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(liáng)好💜的加工效果。
