數控加工作(zuò) 爲一種先進的加(jiā)工方法, 被廣泛地(dì)用于航空工業、艦(jiàn)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fú)雜零✏️件的💯加工💘生(shēng)産。在數控加工中(zhong)，影響數控加工質(zhì)量的因素很多，即(jí)工藝系統中的各(gè)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(zhōng)的磨損等都直接(jiē)影響工件的✔️加工(gōng)精度。也✂️就是說，在(zài)加工過程中整個(ge)工藝系統會産生(sheng)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(xi)而影響零件的加(jia)工精👌度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yong)環節
數控加工在(zài)中國制造業 中已(yǐ)經有了較長的使(shǐ)用時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床操(cāo)作規範、良好的機(ji)床維護保養，但🌈是(shi)其本身的精度損(sun)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(jin)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(sheng)産的零⚽件加工工(gong)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(gong)則相⛷️反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jing)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(yòng)的粗加工設🌂備，新(xin)設備和精度好的(de)設備定爲精加工(gōng)設備，做到對現🏃🏻有(you)設備資源的合理(lǐ)搭配、明确分工，将(jiang)機床對加工質量(liang)的影響降到了很(hěn)低，同 時又保㊙️護了(le)昂貴✉️的數控設備(bèi)，延長了設備的壽(shou)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(yǔ)夾頭(或其組合體(ti))的聯結是刀具加(jia)🔴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(gou)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(zhǒng)方式的刀柄隻适(shì)合于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻是(shi)錐面配合，當轉速(su)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(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(dìng)位結構，提供與機(jī)床标準聯結，在🏃🏻♂️機(jī)床拉力作用下，保(bǎo)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(yī)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dāo)具的聯結方式♋， 包(bao)括加工時的夾持(chí)力度、徑向跳動精(jing)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(chi)機床的線性傳動(dòng)，主軸、刀柄和刀 具(ju)的總重量越🌈小，對(duì)獲得優良切削🔞效(xiào)果 越有🔞利。根據客(ke)戶各自的🔴需求，都(dou)能夠找到一種完(wan)美的刀柄系👈統，因(yīn)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(you)4種刀柄：側固式刀(dāo)柄、彈性夾緊式刀(dāo)柄、液壓刀柄和熱(rè)脹冷縮刀柄等。
側(cè)固式刀柄的 特點(diǎn)是簡單容易操作(zuo)、快速方便、安全性(xing)極🌈高;彈性夾緊式(shi)刀柄的特點是刀(dāo)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(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(yī)刀具夾緊系統，可(kě)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(yè)壓力，當刀具 被🔴夾(jiá)緊時，内藏的油腔(qiāng)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(ji)床主軸的振動㊙️;熱(rè)脹冷🍉縮刀柄的優(yōu)點是徑向跳動誤(wù)差小，精度很高，可(ke)達到 3μm以下水平，傳(chuán)動扭🔴矩大，而刀柄(bǐng)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(xìng)♌能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yong)環節
硬 質合金刀(dao)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(bāo)括鑽頭、立銑刀和(he)絲錐等簡樸通用(yòng)刀具，使✔️這一類刀(dao)具的切削速度🧡有(you)很大的提高，硬質(zhì) 合‼️金将在刀具材(cái)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(jing)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(xi)刀，做到半精加工(gong)走刀“快”;精加工時(shí)盡量選用硬質合(he)金刀杆和高精度(dù)球頭鏡面刀片，這(zhe)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(jīng)加工中所用小刀(dao)具的半徑應小于(yu)或等于被加工零(líng)件上的内輪廓圓(yuán)角半徑，尤其是在(zai)拐角👉加工時，應選(xuǎn)用半徑小于拐角(jiao)♋處圓 角半徑的刀(dāo)具，并🚶♀️以圓弧插補(bǔ)的方✨式進行加工(gong)，這樣可💃以避免采(cai)用直線插補而出(chu)現過切現象，做到(dào)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(néng)夠識别的語言，它(ta)向機床🚩發出‼️一條(tiáo)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(gong)的每一環節以及(ji)必要的相關知識(shí)的基礎上, 通過不(bu)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(biān)制是數控加工中(zhōng)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(qiu)的合格工件，同時(shi)應能使數控機床(chuáng)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(dào)獲得數控加工程(cheng)序的編制過程。
程(chéng)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(cheng)序單，繪制加工簡(jian)圖。到現場了解程(cheng)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(shu)字化模型：一般情(qing)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(líng)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(liàng)要求選☀️擇📞不同的(de)加工方法，如：曲面(miàn)加工是選擇投影(ying)加工還是放射加(jiā)工。不同的加工方(fāng)法對零件的表面(mian)質量👅影響較大。
(3)加(jia)工參數的選擇：加(jia)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(yīn)素。加工參數選🌈擇(ze)的合理性對零件(jian)的表面質量也有(you)較大影🌈響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀具軌(gui)迹生成是複雜零(líng)件、多軸數控🐪加工(gong)中🔅的重要内容，有(you)效的刀具軌迹直(zhí)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(hua)、負荷變化小、軌迹(ji)連續，切入、切出次(cì)數少，無幹涉及🥵碰(peng)撞等要求。同時，刀(dao)具軌迹還需滿足(zu)穩定性好、編🐕程效(xiào)率高和程序量小(xiǎo)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(suo)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(tí)。特🌈别對于高速🔞加(jia)工，這些問題常常(chang)是緻命的🈲。因此，在(zài)加📧工前對加工程(chéng)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(ben)低、效率🌈高且安全(quán)可靠等特點，是提(ti)高數控編程質量(liàng)及加工質量的重(zhong)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yī)項重要内容，其技(jì)術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiú)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(hòu)置處理對于保證(zheng)加工質量、效率與(yu)機床可靠運👄行具(ju)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(bing)、刀具、加工工藝和(hé)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(ye)是🔅提高數控加工(gōng)質量的重✌️要因素(sù)。
我們知道，雖然機(ji)床等硬件設備是(shì)很關鍵的，但人才(cái)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(neng)水平以及崗位責(zé)任心決定了各種(zhǒng)先進設備能否發(fa)揮出多大的效能(neng)。所以我們一定要(yào)重視人才的😘培養(yǎng)和引進，爲數控加(jia)工質量的持🎯續提(tí)高打下堅實的基(ji)礎。
通過對數控加(jia)工中影響加工質(zhi)量因素的分析, 爲(wèi)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(you)效保☂️證數控機床(chuang)的加工精度及良(liang)好的加工效果。
