數(shu)控加工作 爲一種(zhong)先進的加工方法(fǎ), 被廣泛地用于航(hang)🚩空❤️工業、艦船工業(yè)以及電子工業等(děng)高精度、複雜零件(jiàn)的加工生産。在數(shu)控加工中，影響數(shu)控加工質量的因(yīn)素很多，即工😍藝系(xi)統中的各組成部(bu)分，包🤩括 機床、刀具(ju)、夾具的👨❤️👨制造誤差(cha)🈲、安裝誤差以及刀(dao)具使用中的磨損(sǔn)等都直接影響工(gong)件的加工精度。也(ye)就是說，在加工過(guò)程中整個工♌藝系(xi)統會産生各種🔆誤(wù)差，從而改變刀 具(ju)和工件在切削運(yùn)動過程中的相互(hù)位置關系而影響(xiang)零件的加工精度(du)及質量。
一、機床的(de)合理選用環節
數(shu)控加工在中國制(zhì)造業 中已經有了(le)較長的使用🏃♀️時間(jian)📱，雖然有嚴格的數(shù)控機床操作規範(fan)、良好的機床維㊙️護(hu)保養，但是其本身(shen)的精度損失是不(bú)可避免的。爲了控(kòng)制産品的加工質(zhi)量，我們定期對 數(shù)控設備進行檢測(ce)維修，明确每台設(shè)備的加工🐉精度，明(míng)确每台設備的🚶加(jiā)工任務。對👉于大批(pi)量成批生産的零(ling)件加工工廠，應嚴(yán)格區分粗、精加工(gong)的設備使用，因爲(wei)粗加 工時追求的(de)是高速度、高的去(qu)除率、低的加工精(jīng)度，精加工則相反(fan)，要求高的加工精(jing)度。而粗加工時對(dui)設備的精度損🌂害(hai)是嚴重的，因此我(wǒ)們将使用年限較(jiao)長、精度差的設備(bei)定爲專用的😍粗加(jiā)工設備，新設備和(he)🤞精度好的設🔞備定(ding)爲精加工設備，做(zuò)到對現有設備資(zi)源的合理💃搭配、明(míng)确分工，将機床對(dui)加工質量👌的影響(xiǎng)降到了很低，同 時(shi)又❓保🔞護了昂貴的(de)數控設備，延😍長了(le)設備的壽命。
二、刀(dāo)柄的合理選用環(huán)節
當我們的機床(chuang)不可改變時，與機(ji)床相關的刀柄、刀(dāo)🚶♀️具對數控加工質(zhì)量的影響又變得(de)突出了。在任何旋(xuan)轉刀具加工系統(tǒng)中，主💃軸與夾頭(或(huo)其組合體)的聯結(jié)是刀具加工性能(néng)實現的基石。
1.刀柄(bing)與機床的聯結
目(mu)前企業常用刀柄(bǐng)與機床的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄和HSK刀柄(bǐng)，刀柄結構如圖1所(suǒ)示。BT刀柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐柄🥰錐(zhui)度爲7∶24，這種方式的(de)刀柄隻适合于低(di)速加工，因BT刀柄與(yu)主軸 隻是錐面配(pèi)合，當轉速太高時(shí)，由于離心力的㊙️作(zuò)用會使錐面配合(he)間隙增大🤩，從而影(yǐng)響數控加工質⭐量(liang)。當機床高轉速達(dá)到15000 轉/分時，通常需(xū)要采用HSK型刀柄👄，HSK刀(dāo)杆爲過定位結構(gou)，提供與機床标準(zhǔn)聯結，在機床拉🐇力(li)作用下，保證刀杆(gǎn)短錐和端面與機(jī)床緊密配合。
2.刀柄(bǐng)與刀具的聯結
對(duì) 刀柄另一個重要(yào)的技術要求就是(shi)刀柄與刀具的聯(lián)🚶♀️結方式， 包括加工(gong)時的夾持力度、徑(jìng)向跳動精度和☂️平(ping)衡質量，刀柄的徑(jìng)向跳動精度要小(xiǎo)于0.003mm。爲支💋持機床的(de)線性傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具的總重(zhong)量越小，對獲得👅優(you)良切削效果 越有(you)利。根據客戶各自(zi)的☂️需求，都能夠找(zhǎo)到一種完🔞美的刀(dao)柄系統，因爲不同(tong)的系統能夠提供(gòng)不同的技術特征(zhēng)和優勢。 刀柄對刀(dāo)杆 、刀具的夾緊方(fang)式主要有4種刀柄(bǐng)：側固式刀柄、彈💋性(xìng)夾緊式刀柄、液壓(ya)刀柄和熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側固式刀(dao)柄的 特點是簡單(dan)容易操作、快速方(fang)便、安全性極高💃🏻;彈(dan)性夾緊式刀柄的(de)特點是刀具的夾(jia)緊或松開是在刀(dāo)柄材料的彈性形(xíng)變範圍内實現的(de)，不僅可以提供🔱極(ji)高的刀柄回轉精(jing) 度，而且對刀具使(shǐ) 用壽命沒有限制(zhì);液壓刀柄特點爲(wèi)采用這一刀💘具夾(jiá)緊系統⁉️，可使系統(tong)徑向跳動誤差精(jīng)度和重複定位精(jing)度控㊙️制在3μm以下。由(you)于刀柄内存在有(you)高壓油液壓力，當(dang)⁉️刀具 被夾緊時，内(nèi)藏的油腔結構及(ji)高壓油的存在大(da)大地增🌈加了結構(gòu)阻尼，可有效防止(zhi)刀具和機床主軸(zhóu)的振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是徑(jing)向跳動誤差小，精(jīng)💛度很高，可達到 3μm以(yǐ)下水平，傳動扭矩(ju)大，而刀柄的設計(ji)相對比較小巧，但(dan)其缺陷在于📱，相比(bi)液壓刀柄或應力(lì)鎖緊式刀👉柄來講(jiǎng)，其防振性⛹🏻♀️能較差(chà)。
三、刀具的準确選(xuan)擇和使用環節
硬(yìng) 質合金刀具應用(yong)範圍在企業越來(lái)越廣，硬質合金💋将(jiang)代替大🔴部分高速(sù)鋼刀具，包括鑽頭(tou)、立銑刀和絲錐等(děng)簡樸通用刀🔞具，使(shi)這一類刀具的切(qie)削速度有很大⛱️的(de)提高，硬質 合金将(jiang)在刀具材料中占(zhan)主導地位，覆蓋大(dà)部分常規的加工(gong)領域。我公司在粗(cū)加🔴工中盡可能采(cǎi)用大直徑的牛鼻(bí)刀，使用R2左右的硬(ying)質合金刀片，做到(dao)粗加工排屑 “多”;半(ban)精加工選用高💰轉(zhuǎn)速高進給R0.8左右🐅的(de)鑲片立銑刀，做🤞到(dào)半精加工走刀“快(kuai)”;精加工時盡量選(xuan)用硬質合金刀👨❤️👨杆(gǎn)♋和高精度✏️球頭鏡(jìng)面刀片，這樣可在(zài)保正 加工質量的(de)同 時節❄️省選用整(zhěng)體合金刀具的高(gao)昂費用。精加工中(zhong)所用🙇♀️小刀具的半(bàn)徑應小于或等🔴于(yú)被加工零件上的(de)内㊙️輪廓圓角半徑(jìng)，尤其是在拐角加(jia)工時，應選用半徑(jìng)㊙️小于拐角處圓 角(jiǎo)半徑的刀具，并以(yǐ)圓弧插補的方式(shi)進行加工，這樣可(ke)以避免采用直線(xian)插補而出現過切(qie)現象，做到精加工(gong)質量“好”。因此，刀具(ju)的準确選擇和使(shi)用是⛷️影響數控加(jia)工質量的重要因(yin)素。
四、數控編程環(huán)節
程序是數控機(ji)床惟一能夠識别(bié)的語言，它向機床(chuáng)發♉出一條‼️一條加(jia)工指令，控制着機(ji)床的 每一步驟，程(cheng)序的好壞直接影(yǐng)響到加工的質量(liang)和效率。這就需要(yao)在全面了解機床(chuang)性能、加💃工的每一(yi)環節以及必要的(de)相關知識的基礎(chǔ)上, 通過不斷的實(shi)踐，提高編程技能(neng)，從而達到提高數(shu)控加工質量的要(yào)求。
1.數控編程的步(bu)驟
程序編制是數(shù)控加工中的一項(xiang)重要工作，理想的(de)加工程序應保證(zhèng)加工出符合産品(pǐn)圖樣要求的合格(gé)工件，同🙇♀️時應能使(shi)數控機床的功能(neng)得到合理的應用(yòng)與充分的🌈發揮，使(shi)數控機床安全、可(kě)靠、 高效地🐆工作，加(jiā)工出高質量的産(chan)品。
從得到産品零(ling)件圖樣到獲得數(shù)控加工程序的編(bian)制過程🔞。
程序定型(xíng)階段由主管領導(dao)審核數控編程刀(dāo)路，合格後填💋寫📱數(shù)控加工程序單，繪(huì)制加工簡圖。到現(xian)場了解程序🏃♀️執行(háng)情況，并優化、固化(hua)數控加工程序。
2.數(shu)控編程的關鍵問(wèn)題
(1)零件數字化模(mó)型：一般情況下依(yi)據産品設計圖，采(cǎi)用線框建模、特征(zhēng)建模和實體建模(mó)等不同方式，建😘立(li)零件的幾何數字(zì)化模💞型。或者是采(cai)用無紙化設💘計制(zhi)造🆚技術，零件的幾(jǐ)何數字化模型🌈直(zhí)接由設計而來。
(2)加(jia)工方案的确定：主(zhu)要針對産品結構(gòu)特點、質量要🏃♀️求選(xuan)擇不同🐪的加工方(fāng)法，如：曲面加工是(shi)選擇投影加工還(hai)是放射🈲加工。不同(tong)的加工方法對零(líng)件的表面質量影(yǐng)響較大。
(3)加工參數(shù)的選擇：加工參數(shu)的選擇主要取決(jue)于工件材料、刀具(ju)形狀和材料、機床(chuang)性能等因素。加工(gōng)參數選💰擇的合理(li)性對零件🈚的表面(mian)質量也有較大影(ying)響。
(4) 刀具軌迹的生(sheng)成：刀具軌迹生成(chéng)是複雜零件、多軸(zhou)數控加工中的重(zhòng)要内容，有效的刀(dāo)具軌迹直接決定(dìng)了加工的可㊙️能性(xing)、質量與效率。刀具(ju)軌迹的生成首要(yao)目标是使所 生成(cheng)的刀具軌迹滿足(zú)平穩、光滑、負荷變(bian)化小、軌迹連續，切(qie)入、切出次數少，無(wu)幹涉及💘碰撞等要(yao)求。同時，刀具軌迹(ji)還需滿足穩定性(xìng)好、編程效率高和(hé)程序量小等 條件(jiàn)。
(5)數控加工仿真：由(yóu)于零件形狀及加(jiā)工環境的複雜性(xìng)🌈，要确保所生成的(de)加工程序不存在(zài)任何質量問🏒題十(shi)分困難，其中主要(yào)的是加工 過程中(zhong)的過切、機床各部(bù)件之間的幹涉碰(peng)撞等問題。特别對(dui)于高速加工，這些(xie)問題常常是緻命(mìng)的。因此，在加工前(qian)對加工程序進行(háng)仿真驗證是🏃🏻♂️十分(fen)必要的。數控加工(gōng) 仿真通過軟件模(mo)拟加工環境，刀⛹🏻♀️具(jù)軌迹與材料切除(chú)過程來檢驗程序(xu)，具有成🔴本低、效率(lü)高且安全可靠等(deng)☁️特點，是提高數控(kòng)🔴編程質量及加工(gōng)質量的重要手段(duàn)。
(6)後置處理：後置處(chù)理是數控加工編(biān)程中的一項重要(yào)内容，其技術内容(rong)包括：機床運動學(xué)建模與求解、機床(chuang)坐标運動💁變換、非(fēi)線性運動誤差校(xiao)驗、機床結🔅構誤差(chà)⛷️補償及數控代碼(ma)轉換等。因此，采用(yòng)正确的後置處理(lǐ)🔴對于保證加工質(zhi)量、效率與機床可(ke)靠運👉行具有重要(yào)❌作用。
五、機床操作(zuo)者環節
機床操作(zuò)者是數控加工的(de)執行人，他們對數(shu)控加工❓質量的控(kòng)制也是很明顯的(de)。他們在執行加工(gong)任務的過程中對(duì)機床🏒、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切削參(can)數的實🐅時狀态了(le)解，他們的各項操(cao)作對數控加工影(ying)響直接，所以機床(chuáng)操作者的技能和(he)責任心也是♊提高(gāo)數控加工質量的(de)重🏒要因素。
我們知(zhi)道，雖然機床等硬(ying)件設備是很關鍵(jian)的，但人💋才是影響(xiǎng)數控加工質量的(de)決定性因素，因爲(wei)程序設計員和機(jī)床操作🐉者的職業(yè)道德、技能水平以(yi)及崗位責任心決(jué)定了各種先進☀️設(shè)備能否發揮出多(duo)大的效能。所以我(wo)們一定要重視人(ren)才的培養和引進(jìn)，爲數控加工質量(liàng)的持續提高打下(xià)堅實的基礎🆚。
通過(guo)對數控加工中影(ying)響加工質量因素(su)的分析, 爲🛀合理有(yǒu)效地提高數控機(jī)床的利用率提供(gong)了可行的依據。其(qí)應用可有效保證(zheng)數控機床的加工(gōng)精度❓及良好✔️的加(jiā)工效果。
