數控加工作(zuò) 爲一種先進(jin)的加工方法(fǎ), 被廣泛地用(yong)于航空🌏工業(ye)、艦船工業以(yi)及電子工業(yè)等高精度、複(fú)雜零件的加(jiā)工生産。在數(shù)控加工中，影(ying)響數控加工(gōng)質量的因素(su)很💁多，即工藝(yì)系統中的各(ge)組成部分，包(bāo)括 機床、刀❗具(jù)、夾具的制造(zao)誤差、安裝誤(wu)差以及刀具(jù)使用中的磨(mó)損等都直接(jie)影響工件的(de)☔加工精度。也(ye)🛀就是說，在加(jiā)工過程中整(zheng)個工藝系統(tong)會産生各種(zhǒng)誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工(gōng)件在切削運(yùn)動過程中的(de)相互位置關(guān)系而影響零(ling)件的加工精(jing)度👨❤️👨及質量。
一(yī)、機床的合理(lǐ)選用環節
數(shu)控加工在中(zhong)國制造業 中(zhōng)已經有了較(jiào)長的使用時(shí)間，雖然❓有嚴(yán)格的數控機(jī)床操作規範(fan)、良好的機床(chuang)維護保養，但(dan)是其本身☀️的(de)精度損失是(shì)不可避免🔞的(de)。爲了控制産(chan)品的加工質(zhi)量，我們定🌈期(qī)對 數控設備(bèi)進行檢測維(wéi)修，明确每台(tai)設備的加工(gōng)精度，明确每(měi)台設備的🚩加(jia)工任務。對☎️于(yu)大批量成💛批(pī)生産的零件(jiàn)加工工廠，應(ying)嚴格區分粗(cu)、精加工的設(she)備使用，因㊙️爲(wei)粗加 工🆚時追(zhui)求的是高速(sù)度、高的去除(chú)率、低的加工(gong)精度，精加工(gōng)則相🏃🏻♂️反，要求(qiú)高的加工精(jing)度。而粗加☂️工(gōng)時對設備的(de)精度損害是(shì)嚴重的，因此(ci)我們将使用(yòng)年限較長、精(jing)度差的設🌈備(bèi)定爲專用的(de)粗加工設備(bèi)，新設備和☎️精(jīng)度好的設備(bèi)定爲精加工(gōng)設備，做到對(duì)現有設備資(zi)源的合理✨搭(da)配、明确分工(gong)，将機床對加(jiā)工質量的影(ying)響降到了很(hen)低，同 時又保(bǎo)護了昂貴的(de)數控設備，延(yán)長了設備的(de)壽命。
二、刀柄(bing)的合理選用(yong)環節
當我們(men)的機床不可(kě)改變時，與機(jī)床相關的刀(dāo)柄、刀具對數(shu)🤞控📞加工質量(liang)的影響又變(biàn)得突出了。在(zai)任何🧑🏾🤝🧑🏼旋轉刀(dao)具🔱加工系統(tǒng)中，主軸與夾(jiá)頭(或其組合(he)體)的♈聯結是(shì)刀具加工性(xing)能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機(ji)床的聯結
目(mù)前企業常用(yong)刀柄與機床(chuáng)的 接口主要(yào)有BT刀柄和HSK刀(dao)柄，刀柄結構(gou)如圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床主(zhu)軸的接口🆚錐(zhui)柄錐度🌈爲7∶24，這(zhè)種方💃🏻式的刀(dao)柄隻适合于(yú)低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸(zhóu) 隻是錐面配(pèi)合，當轉速⭐太(tài)高時，由于離(li)心力的作用(yong)會使錐面配(pei)合間隙增大(da)，從而影響♍數(shu)控加工質量(liang)。當機床高🛀轉(zhuan)速達到15000 轉/分(fen)時，通常需要(yao)采用HSK型刀柄(bǐng)，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供(gong)與機床标準(zhǔn)聯結，在☔機床(chuáng)拉力作用下(xià)，保證刀杆短(duǎn)錐和端面與(yu)💘機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結
對(dui) 刀柄另一個(ge)重要的技術(shu)要求就是刀(dāo)柄與刀具的(de)🈲聯🔴結方式， 包(bāo)括加工時的(de)夾持力度、徑(jìng)向跳動精度(du)和平衡質量(liang)，刀柄的徑♉向(xiang)跳動精度要(yào)小于0.003mm。爲支持(chí)機床的線性(xìng)傳動，主軸、刀(dāo)柄和刀 具🙇🏻的(de)總重量越小(xiǎo)，對獲得優良(liáng)切削效果 越(yuè)有利。根據客(ke)戶各自的☂️需(xū)求，都能夠找(zhao)到一種完美(mei)的刀柄系統(tǒng)，因爲不同的(de)系統能夠提(ti)供不同的技(jì)術特征和優(yōu)勢。 刀柄對刀(dao)杆 、刀具的夾(jia)緊方式主🧑🏾🤝🧑🏼要(yao)有4種刀柄：側(cè)固式刀柄、彈(dàn)性夾緊式刀(dao)柄、液壓刀柄(bǐng)和熱脹冷💘縮(suō)刀柄等。
側固(gù)式刀柄的 特(te)點是簡單容(róng)易操作、快速(su)方便、安全性(xing)🐇極高;彈性夾(jiá)緊式刀柄的(de)特點是刀具(ju)的夾緊或松(song)開是⭐在刀柄(bǐng)材料的彈性(xing)形變範圍内(nèi)實現的，不僅(jǐn)可以提供極(ji)高的刀柄回(huí)轉精 度🔞，而且(qie)對刀具使 用(yong)壽命沒有限(xiàn)制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用(yòng)這一刀具夾(jiá)緊系統✉️，可使(shǐ)系統徑向跳(tiào)動誤差精度(du)和重複定位(wei)精度控制在(zài)3μm以下。由于刀(dao)☂️柄内存在有(yǒu)高壓油液壓(ya)力，當刀具 被(bei)夾緊時，内藏(cang)的油腔結構(gòu)及高壓油的(de)存在大大地(dì)增加了結構(gou)阻尼，可有效(xiào)防止刀具和(hé)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(lěng)縮刀柄的優(yōu)點🌈是徑向跳(tiào)動誤差小，精(jīng)度很高，可達(dá)到 3μm以下水平(ping)，傳動扭矩大(da)，而刀柄的設(she)計相對比較(jiao)小巧，但其缺(quē)陷在于📐，相比(bǐ)液壓刀柄或(huò)應力鎖💛緊式(shi)刀柄來講，其(qí)防振性能較(jiao)差。
三、刀具的(de)準确選擇和(he)使用環節
硬(yìng) 質合金刀具(ju)應用範圍在(zài)企業越來越(yue)廣，硬質合👉金(jin)将代替大‼️部(bu)分高速鋼刀(dao)具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲(si)錐等簡🔞樸通(tōng)用刀具，使🈲這(zhe)一類刀具的(de)切削速度有(you)很大的提高(gao)，硬質 合🈲金将(jiāng)在刀具材料(liào)中占主導地(di)位，覆蓋大部(bu)分常規的加(jiā)工領域。我公(gōng)司在粗加工(gōng)中盡可能采(cǎi)用大直徑的(de)牛鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬質(zhì)合金刀片，做(zuo)🈲到粗加工排(pai)屑🈲 “多”;半精加(jia)工選用高轉(zhuan)速高進給R0.8左(zuǒ)右的鑲片立(li)銑刀，做到半(bàn)精加工走刀(dao)“快”;精加工時(shi)盡量選用硬(yìng)質合金刀杆(gǎn)和高精度球(qiú)頭鏡面🆚刀片(pian)，這樣可在保(bǎo)正 加工質量(liang)的同 時節省(shěng)選用整體合(hé)金刀具的🍉高(gao)昂費用。精加(jia)工中所用㊙️小(xiao)刀具的半徑(jing)應小于或等(deng)于被加工零(ling)件上的内🌈輪(lún)廓圓角半徑(jing)，尤其是在拐(guǎi)角加工時，應(ying)選用半徑小(xiao)于拐角處圓(yuan) 角半徑的刀(dao)具，并以圓弧(hú)插補的方㊙️式(shi)進行加工，這(zhe)樣可以避免(miǎn)采用直線插(cha)補而出現💰過(guo)切現象，做到(dào)精加工質量(liàng)“好”。因此，刀✊具(ju)的準确選擇(zé)和使用是影(ying)響數控加工(gong)質量的重要(yao)🐉因素。
四、數控(kong)編程環節
程(cheng)序是數控機(jī)床惟一能夠(gou)識别的語言(yan)，它向機床發(fā)出一條一條(tiáo)加工指令，控(kòng)制着機床的(de) 每一步驟，程(cheng)序的好壞直(zhi)‼️接影響到加(jiā)工的質量和(hé)效率。這就😍需(xu)要在全面了(le)解機床性能(néng)、加工的每一(yī)環節以及必(bì)要的相關知(zhī)識的基礎上(shang), 通過不斷的(de)❓實踐，提高編(bian)程技能，從🔞而(er)達到提高數(shù)控加工質量(liàng)的要求。
1.數控(kong)編程的步驟(zhòu)
程序編制是(shi)數控加工中(zhōng)的一項重要(yao)工作，理想的(de)加工✉️程🏃序🐪應(yīng)♊保證加工出(chū)符合産品圖(tu)樣要求的合(he)格工件，同時(shi)應能使數控(kong)機床的功能(neng)得到合理的(de)應用與充分(fen)的發揮，使數(shù)控機床安全(quán)、可靠、 高效地(dì)工作，加工出(chū)高質量的産(chǎn)品。
從得到産(chan)品零件圖樣(yang)到獲得數控(kòng)加工程序的(de)編制過程。
程(chéng)序定型階段(duàn)由主管領導(dao)審核數控編(bian)程刀路，合🌈格(ge)後填寫數♍控(kong)加工程序單(dan)，繪制加工簡(jian)圖。到現場了(le)解程序⭕執行(hang)情況，并優化(huà)、固化數控加(jiā)工程序。
2.數控(kòng)編程的關鍵(jian)問題
(1)零件數(shù)字化模型：一(yi)般情況下依(yī)據産品設計(jì)圖，采用線框(kuang)建❄️模、特征建(jiàn)模和實體建(jian)模等不同方(fāng)式，建立零件(jian)的幾何數字(zì)🔴化模型。或者(zhě)是采用無紙(zhǐ)化設計制造(zao)技術，零件的(de)幾何數字化(hua)模型直接由(yóu)設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确(què)定：主要針對(dui)産品結構特(tè)點、質量要求(qiu)選擇🔞不同的(de)加工方法，如(rú)：曲面加工是(shi)選擇投影加(jia)工還是放射(she)加工。不同👣的(de)加工方法對(dui)零件的表面(miàn)質量⚽影響較(jiào)大。
(3)加工參數(shu)的選擇：加工(gong)參數的選擇(ze)主要取決于(yu)工件材🐅料、刀(dao)具形狀和材(cái)料、機床性能(néng)等因素。加工(gong)參數選擇的(de)合理📧性對零(líng)件的表面質(zhi)量也有較大(da)影🔴響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀(dao)具軌迹生成(chéng)是複雜零件(jian)、多軸數控加(jia)工中的重要(yao)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhi)接決🈲定了加(jia)工的可能性(xìng)、質量與效率(lǜ)。刀具軌迹的(de)生成🔴首要目(mù)标是使所 生(shēng)成的刀具軌(gui)迹滿足平穩(wen)、光滑⛱️、負荷變(biàn)化小、軌迹連(lián)👅續，切入、切出(chu)次數少✉️，無幹(gan)涉及🍉碰撞等(deng)要求🏃🏻♂️。同時，刀(dao)具軌👉迹還需(xu)滿足穩定性(xìng)好、編程效率(lǜ)高和程序量(liang)小等 條件。
(5)數(shù)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xing)狀及加工環(huan)境的複雜性(xìng)，要确保所生(shēng)成的加工程(chéng)序不存在任(rèn)何質量問題(tí)十分困難，其(qi)中主要的是(shì)加工 過程中(zhōng)的過切、機床(chuang)各部件之間(jian)🔱的幹涉碰撞(zhuang)等問題。特别(bie)對于高速加(jiā)工，這些問題(tí)常常是緻命(ming)的。因此，在加(jiā)❓工前對加工(gōng)程序進行仿(páng)真驗證是⛹🏻♀️十(shi)分必要的。數(shu)控加工 仿真(zhen)通過軟件🛀🏻模(mo)拟加工環境(jing)，刀具軌迹與(yǔ)材料切除過(guo)程來檢驗程(cheng)序，具有成本(ben)低、效率高且(qie)安全可靠等(deng)特點，是提高(gāo)數控編程質(zhì)量及加工質(zhi)量的重要手(shǒu)段。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理是(shì)數控加工編(biān)程中的一項(xiàng)重要内容，其(qi)技術内容包(bao)括：機床運動(dong)學建模與求(qiu)解、機床坐标(biao)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wù)差校驗、機床(chuáng)結♊構誤差補(bu)償及數控代(dai)碼轉換等。因(yīn)此，采用正确(que)的後置處理(lǐ)對于保證加(jiā)工質量、效率(lǜ)與機床可靠(kào)運行具有重(zhong)要作用。
五、機(ji)床操作者環(huan)節
機床操作(zuo)者是數控加(jia)工的執行人(ren)，他們對數控(kong)加工質量的(de)控制也是很(hěn)明顯的。他們(men)在執行加工(gōng)任務的🔱過程(chéng)中對機床、刀(dāo)柄、刀具、加工(gong)工藝和切削(xue)參數的實時(shí)狀态了解，他(tā)們的各❓項操(cāo)作對數控加(jia)工影響直接(jiē)，所以機床操(cāo)作者的技能(néng)和責任心也(yě)是提高數控(kòng)加工質量的(de)重要因素。
我(wo)們知道，雖然(rán)機床等硬件(jian)設備是很關(guān)鍵的，但人才(cái)是影響數控(kong)加工質量的(de)決定性因素(sù)，因爲程序設(shè)計員和機床(chuáng)🏃🏻♂️操作者的職(zhí)業道德、技能(neng)水平以及崗(gǎng)位責任心決(jue)定了各種先(xian)進設備能否(fou)發揮出多大(dà)的效能⭐。所以(yi)我們一定要(yào)重視人才的(de)培養和引進(jìn)，爲數控加工(gong)質量的持續(xu)提高打下堅(jiān)實的基礎✂️。
通(tōng)過對數控加(jia)工中影響加(jia)工質量因素(sù)的分析, 爲合(he)理有🐆效🏃🏻♂️地提(tí)高數控機床(chuang)的利用率提(ti)供了可行的(de)依👨❤️👨據。其應用(yong)可有效保證(zheng)數控機床的(de)加工精度🌈及(ji)良好💛的加工(gōng)效果。
