數(shu)控加工作(zuò) 爲一種先(xiān)進的加工(gōng)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yu)航空工🏃♀️業(ye)、艦船工業(yè)以及電子(zǐ)工業等高(gāo)精度、複雜(za)零🚩件的加(jiā)工生産。在(zài)數控加工(gōng)中，影響數(shù)控加工質(zhi)量的因素(sù)很✏️多，即工(gong)藝系統中(zhong)的各組成(cheng)部分，包括(kuò) 機床、刀具(jù)、夾具的制(zhi)造誤差、安(ān)裝誤差以(yǐ)及刀具使(shǐ)用中的磨(mó)🌏損等都直(zhí)接影響工(gong)件的加工(gōng)精度。也就(jiu)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(guo)程中的相(xiang)互位置關(guan)系而影響(xiǎng)零件的加(jia)工精度及(ji)質量。
一、機(ji)床的合理(li)選用環節(jiē)
數控加工(gong)在中國制(zhi)造業 中已(yǐ)經有了較(jiào)長的使用(yong)時間，雖然(rán)有🏃🏻♂️嚴格的(de)數控機床(chuáng)操作規範(fàn)、良好的機(ji)🙇🏻床維護保(bao)🈲養，但是其(qí)本身的精(jing)度損失是(shi)不可避免(miǎn)🎯的。爲了控(kong)制産品的(de)加工質量(liang)，我們定期(qi)對 數控設(she)備進行檢(jiǎn)測維修，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gōng)精度，明确(què)每台設備(bèi)的加工任(rèn)務。對于大(da)批量成批(pi)生産的零(líng)件加工工(gōng)廠，應嚴格(gé)區分粗、精(jīng)加工的設(she)備使🚩用，因(yīn)爲粗加 工(gōng)時追求🌍的(de)是高速度(du)、高的去除(chu)率、低的加(jia)工精度，精(jīng)加工則相(xiang)反，要求高(gāo)的加工精(jīng)度。而粗加(jiā)工時對設(shè)🙇♀️備的精度(du)損害是嚴(yán)重的，因此(ci)我們将使(shi)用年限較(jiao)長、精度差(cha)的設備定(dìng)爲專用的(de)粗加工設(she)🚶備，新設備(bei)和精度好(hao)的設備定(dìng)爲精加工(gong)設備，做到(dào)🐉對現有設(she)備資源的(de)合理搭配(pèi)、明确分工(gong)，将機床對(dui)加工質量(liàng)🔴的影響降(jiang)到了很低(di)，同 時又保(bǎo)護了昂貴(gui)💃的數控設(shè)備，延長了(le)設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuan)用環節
當(dang)我們的機(ji)床不可改(gai)變時，與機(jī)床相關的(de)刀柄、刀♊具(ju)🌈對數控加(jia)工質量的(de)影響又變(biàn)得突出了(le)。在任何旋(xuan)轉刀具加(jiā)工系統中(zhong)，主軸與夾(jia)頭(或其組(zu)合體)的聯(lián)結是🈲刀具(ju)加🛀🏻工性能(néng)實現的基(ji)石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯(lian)結
目前企(qǐ)業常用刀(dāo)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀(dāo)柄結💃🏻構如(ru)圖1所示。BT刀(dao)柄與機床(chuang)主軸的接(jiē)口錐柄♍錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的刀(dāo)柄隻适合(hé)于低速加(jiā)工，因BT刀柄(bǐng)⛹🏻♀️與主軸 隻(zhi)是錐💚面配(pèi)合，當轉速(su)🌈太高時，由(yóu)于離心力(lì)的作用會(huì)使🎯錐面配(pei)合間隙增(zēng)大，從而影(yǐng)響數控加(jiā)工質量。當(dāng)機床高轉(zhuǎn)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(dìng)位結構，提(tí)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(duān)面與機床(chuáng)緊密配合(hé)。
2.刀柄與刀(dāo)具的聯結(jie)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yào)的技術要(yào)求就是刀(dāo)柄與刀具(jù)🌈的聯🔆結🏃♀️方(fang)式， 包括加(jiā)工時的夾(jiá)持力度、徑(jing)向跳動精(jing)度和😘平衡(heng)質量，刀柄(bǐng)💃🏻的徑向跳(tiào)動精度要(yao)小于0.003mm。爲支(zhi)持機床的(de)線性傳動(dòng)，主軸、刀柄(bing)和刀 具的(de)總重量越(yuè)小，對獲得(de)🏒優良切削(xuē)效果 越有(yǒu)利。根據客(ke)戶各自的(de)🔴需求，都能(neng)夠找到一(yi)種完美的(de)刀柄系統(tong)，因爲不同(tóng)的系統能(neng)夠提⛹🏻♀️供不(bu)同的技術(shu)特征和優(yōu)勢。 刀⭐柄對(dui)🔞刀杆 、刀具(jù)的夾緊方(fang)式主要有(yǒu)4種刀🚶柄：側(cè)固式刀柄(bing)、彈性夾緊(jin)式刀柄、液(ye)壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側(ce)固式刀柄(bing)的 特點是(shi)簡單容易(yì)操作、快速(su)方便、安全(quan)性極高;彈(dan)性夾緊式(shì)刀柄的特(tè)點是刀具(ju)的夾緊或(huò)松㊙️開是在(zai)刀柄材料(liao)的彈性形(xíng)變範圍内(nei)實現的，不(bú)僅可以提(ti)供極高的(de)刀柄回⭕轉(zhuǎn)精 度，而且(qiě)對刀具使(shi) 用壽命沒(méi)有限制;液(ye)壓刀柄特(te)點爲采用(yòng)這一刀🈲具(ju)夾緊系統(tǒng)😘，可使系統(tong)徑💰向跳動(dòng)誤差精度(du)和重複定(dìng)位精度控(kong)🈚制在3μm以下(xia)。由于刀柄(bing)内存在有(you)高壓油☂️液(ye)壓力，當刀(dāo)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gou)及高壓油(yóu)💋的存在大(da)大地增加(jia)了結構阻(zu)尼，可有效(xiao)防止刀具(ju)和機床主(zhu)軸的振動(dong)☁️;熱脹冷縮(suo)刀柄的優(yōu)點是徑向(xiàng)跳動誤差(chà)小，精度很(hen)高，可達到(dào) 3μm以下水平(ping)，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄(bǐng)的設計相(xiàng)對比較小(xiǎo)巧，但其缺(que)陷在于，相(xiang)比液壓刀(dao)柄或應力(lì)鎖緊式刀(dao)柄來講，其(qi)防振性能(neng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(que)選擇和使(shǐ)用環節
硬(yìng) 質合金刀(dāo)具應用範(fàn)圍在企業(yè)越來越廣(guǎng)，硬質合金(jīn)🌐将代替大(dà)部分高速(su)鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立(lì)銑刀和📐絲(si)錐等簡👨❤️👨樸(pǔ)通⭐用刀具(jù)，使這一類(lei)刀具的切(qiē)削速度有(yǒu)很大的提(tí)高，硬質 合(hé)🏃♂️金将在刀(dāo)具材🔴料中(zhong)占主導地(di)位，覆蓋大(da)部分常💋規(guī)的加工領(lǐng)域。我公司(sī)在粗加工(gōng)中盡可能(néng)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(gong)選用高轉(zhuǎn)速高進給(gei)R0.8左右的鑲(xiang)片立銑刀(dāo)，做到半精(jīng)加工走刀(dāo)“快”;精加工(gōng)時盡量選(xuǎn)用硬質合(he)金刀杆☀️和(hé)高精度球(qiu)頭鏡面刀(dao)片，這樣可(ke)在保正 加(jiā)工質量的(de)同 時節省(shěng)選用整體(tǐ)合金刀具(ju)的高昂費(fèi)用。精加工(gong)中所用小(xiao)刀具的半(ban)徑應小于(yú)或等于被(bei)加工零件(jiàn)上的内輪(lun)廓🌂圓角半(ban)徑，尤其是(shì)在拐角加(jia)工時，應選(xuan)用半徑🌈小(xiǎo)于拐角處(chù)圓 角半徑(jing)的刀具，并(bìng)以圓弧插(cha)補的方👅式(shì)進行加工(gōng)，這樣可🌈以(yǐ)避免采用(yòng)直線插補(bǔ)而出現過(guò)切現象，做(zuò)到精加工(gong)質量“好”。因(yīn)此，刀👣具的(de)準确選擇(zé)和使用是(shi)影響數控(kòng)加工質量(liàng)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(yan)，它向機床(chuang)發出一條(tiáo)👣一條加工(gōng)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)♌，程序㊙️的好(hao)壞直🌈接影(yǐng)響到加工(gōng)的質量和(he)效率。這就(jiu)需要在全(quán)面了💜解機(ji)床性能、加(jiā)工的每一(yi)環節以及(ji)🔅必要的相(xiàng)關知識的(de)基礎上, 通(tong)💋過不斷的(de)實踐，提高(gāo)💁編程技能(néng)，從而達到(dào)提高數控(kòng)加工質量(liàng)的要求。
1.數(shu)控編程的(de)步驟
程序(xù)編制是數(shù)控加工中(zhōng)的一項重(zhong)要工作，理(li)想的💞加工(gong)程序🙇♀️應保(bao)證加工出(chū)符合産品(pǐn)圖樣要求(qiú)的合格工(gong)件，同時應(yīng)能使🐇數控(kòng)機床的功(gōng)能得到合(he)理的應用(yòng)與♈充分的(de)發揮，使數(shu)控機床安(ān)全、可靠、 高(gao)效地工作(zuò)，加工出高(gāo)質量🧑🏽🤝🧑🏻的産(chǎn)品。
從得到(dào)産品零件(jiàn)圖樣到獲(huo)得數控加(jia)工程序的(de)編制過程(cheng)。
程序定型(xing)階段由主(zhǔ)管領導審(shen)核數控編(bian)程刀路，合(hé)格後填㊙️寫(xie)✂️數控加工(gong)程序單，繪(hui)制加工簡(jiǎn)圖。到現場(chǎng)了解程序(xu)✏️執行情況(kuàng)🚶，并優化、固(gù)化數控加(jia)工程序。
2.數(shù)控編程的(de)關鍵問題(ti)
(1)零件數字(zi)化模型：一(yī)般情況下(xià)依據産品(pin)設計圖，采(cǎi)🈚用線⚽框建(jian)模、特征建(jian)模和實體(tǐ)建模等不(bú)同方式，建(jian)立零件的(de)幾何數字(zi)化模型。或(huo)者是采用(yong)無紙化設(shè)計制造技(jì)術，零件的(de)幾何數字(zì)化模型直(zhí)接由設計(ji)而來。
(2)加工(gong)方案的确(què)定：主要針(zhēn)對産品結(jie)構特點、質(zhì)量要求選(xuǎn)擇不同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jiā)工是選擇(zé)投影加工(gōng)還是放射(shè)加工。不同(tóng)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(zé)：加工參數(shù)的選擇主(zhǔ)要取決于(yu)工件材料(liào)、刀☎️具形狀(zhuang)和材料、機(jī)床性能等(děng)因素。加工(gōng)參數選擇(zé)的合理性(xing)對零件的(de)表面質量(liang)也有較大(da)影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生(sheng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shì)複雜零件(jiàn)、多軸✨數控(kòng)加工中的(de)重要内容(rong)，有效的刀(dāo)具軌迹直(zhí)接決定了(le)加工的可(ke)🔴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(wen)、光滑、負荷(he)變化小、軌(guǐ)迹連續，切(qiē)入、切出次(cì)數少，無幹(gàn)涉及🐉碰撞(zhuang)等要求。同(tong)時，刀具軌(gui)迹還需滿(mǎn)足穩定性(xìng)好、編程效(xiào)率高和程(cheng)序量小等(deng) 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhēn)：由于零件(jian)形狀及加(jia)工環境的(de)複雜🏃♀️性，要(yao)确保所生(sheng)成的加工(gong)程序不存(cun)在任何質(zhì)量問題十(shi)分困難，其(qi)中主要的(de)是加工 過(guo)程中的過(guo)切、機🌐床各(ge)部件之間(jian)的幹涉碰(peng)撞等問題(ti)。特别對于(yú)高速加工(gong)，這些問題(tí)常常是緻(zhi)命的。因此(cǐ)，在加工前(qián)對加🙇♀️工程(chéng)序進行仿(pang)真驗證是(shì)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(guǐ)迹與材料(liào)切除過程(chéng)來檢🍉驗程(chéng)序，具有成(cheng)本低、效率(lǜ)高且安全(quan)可靠等特(tè)點，是提高(gao)數控🔞編程(cheng)質量及加(jiā)工質量的(de)重要手段(duàn)。
(6)後置處理(li)：後置處理(li)是數控加(jia)工編程中(zhōng)的一項重(zhòng)要内容，其(qi)技術内容(rong)包括：機床(chuang)運動學建(jiàn)模與求解(jie)♻️、機床坐标(biao)運動變換(huàn)、非線性運(yun)動誤差校(xiao)驗、機床結(jié)構誤差補(bǔ)償及💘數控(kong)代碼轉換(huàn)等。因此，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(lǐ)♋對于保證(zhèng)🏃♀️加工質量(liang)、效率與機(jī)🛀🏻床可靠運(yun)🧡行具有重(zhong)要作用。
五(wu)、機床操作(zuo)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(háng)人，他們對(dui)數控加⭐工(gong)質量的控(kòng)制也是很(hen)明顯的。他(ta)們在執行(hang)加工任務(wù)的過程中(zhōng)對機床🔴、刀(dāo)柄、刀具、加(jiā)工工藝和(he)切削參🧑🏽🤝🧑🏻數(shu)的實💁時狀(zhuang)态了解，他(tā)們的各項(xiang)操作🌈對數(shu)控加工影(ying)響直接🐪，所(suǒ)以機床操(cao)作者的技(jì)能和責任(ren)心也是提(tí)高數控加(jia)工質量的(de)重要因素(su)。
我們知道(dao)，雖然機床(chuáng)等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人(ren)才是影響(xiang)數控加工(gong)質量的決(jué)定性因素(sù)，因爲程序(xù)設計員和(he)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(fǒu)發揮出多(duō)大的效能(neng)🍓。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(liang)的持續提(ti)高打下堅(jian)實的基礎(chu)。
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(shu)控機床的(de)利用率提(tí)供了可行(hang)的依據。其(qi)應用可有(yǒu)效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(dù)及良好的(de)加工效果(guǒ)。
