數控加工(gong)作 爲一種先(xiān)進的加工方(fang)法, 被廣泛地(di)用于航空工(gōng)💜業、艦船工業(ye)以及電子工(gong)業等高精度(dù)、複雜零件的(de)💋加工生産📱。在(zài)數💯控加工中(zhōng)，影響數控加(jiā)工質量的🐕因(yin)素很㊙️多，即工(gong)藝系統中的(de)各組成部分(fèn)，包括 機床、刀(dāo)✂️具、夾具的🌈制(zhì)造誤差、安裝(zhuāng)誤差以及刀(dāo)具🐪使用中的(de)磨損等都直(zhi)接影響工件(jian)的加工精度(dù)。也就是說，在(zai)加工⛱️過程中(zhōng)整個工藝系(xì)統會産生各(ge)種誤差，從而(ér)改變刀 具和(he)工件在切削(xuē)運動過程中(zhong)的相互位置(zhi)關系而影㊙️響(xiang)零件的加工(gōng)精度及質量(liàng)。
一、機床的合(hé)理選用環節(jie)
數控加工在(zai)中國制造業(yè) 中已經有了(le)較長的使用(yòng)時間，雖然有(you)🌈嚴格的數控(kòng)機床操作規(gui)範、良好的機(jī)床維護保養(yang)，但㊙️是其本身(shen)的精度損失(shi)是不可避免(miǎn)的。爲了控制(zhi)産品的加工(gōng)質量，我們定(dìng)期對 數控設(she)備進行檢測(cè)維修，明📧确每(mei)台設備的加(jiā)工精度，明确(què)每台設備的(de)加工任務。對(duì)于大批量成(chéng)批生産的零(líng)件加工工廠(chang)，應嚴格區分(fèn)粗、精加工的(de)設備使✔️用，因(yīn)爲粗加 工🧡時(shi)追求的是高(gao)速度、高的去(qù)除率、低的加(jiā)工精度，精加(jia)工則相💃反，要(yao)求高的加工(gōng)精度。而粗加(jia)👌工時對設備(bèi)的精度損害(hài)是嚴重的，因(yin)此我們将使(shǐ)㊙️用年限較長(zhǎng)、精度差的設(she)備定爲專用(yong)的☁️粗加工設(she)備，新設備和(hé)精度好的設(shè)備♉定爲精加(jiā)工設備，做到(dao)💰對現有設備(bei)資源的合理(li)搭配🐪、明确分(fen)工，将機床對(dui)🔅加工質量的(de)影響降到了(le)很低，同 時又(you)保護了昂貴(guì)的數控設備(bei)，延長了設備(bèi)的壽命。
二、刀(dao)柄的合理選(xuan)用環節
當我(wo)們的機床不(bu)可改變時，與(yu)機床相關的(de)刀柄、刀具對(duì)數🐉控加工質(zhi)量的影響又(yòu)變得突出了(le)。在任何旋轉(zhuǎn)刀具🌈加工系(xì)統中，主軸與(yǔ)夾頭(或其組(zu)合體)的聯結(jie)是刀具加工(gong)性能㊙️實現的(de)🌏基石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯結(jié)
目前企業常(cháng)用刀柄與機(jī)床的 接口主(zhu)要有BT刀柄和(hé)HSK刀柄♉，刀柄結(jié)✉️構如圖1所示(shì)。BT刀柄與機床(chuang)主軸的接口(kǒu)錐柄錐度爲(wèi)7∶24，這種方式的(de)刀柄隻适合(he)于低速加工(gong)，因BT刀柄與主(zhǔ)軸 隻是錐💁面(mian)配合🔴，當轉速(sù)太高時，由于(yú)離心力的作(zuo)用會使錐面(mian)配合間隙增(zēng)大🏃，從而影響(xiang)數控加工質(zhi)量。當機床高(gāo)轉速達到15000 轉(zhuan)/分時，通常需(xu)要采用HSK型刀(dao)😘柄⛹🏻♀️，HSK刀杆爲過(guo)定位結構，提(ti)供與機🤟床标(biāo)準聯結，在機(jī)床拉力作用(yòng)下，保證刀杆(gan)短錐和端面(miàn)與機床緊密(mì)配合。
2.刀柄與(yǔ)刀具的聯結(jie)
對 刀柄另一(yī)個重要的技(jì)術要求就是(shì)刀柄與刀具(ju)的聯結方式(shì)， 包括加工時(shi)的夾持力度(du)、徑向跳動精(jing)度和平衡質(zhi)量，刀柄的徑(jìng)向跳動精度(du)要小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的線(xiàn)性傳動，主軸(zhou)、刀柄和刀 具(ju)的總重量越(yuè)小，對獲得優(yōu)良切削效果(guǒ) 越有利。根據(jù)客戶各自的(de)需求，都能夠(gòu)找到一種完(wán)美的刀柄系(xì)統，因爲不同(tong)的系統能夠(gòu)🍓提供不同的(de)技術👉特征和(hé)優勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主(zhǔ)要有4種刀柄(bǐng)：側固式刀柄(bǐng)㊙️、彈性夾緊式(shi)刀柄、液✍️壓刀(dao)柄和熱脹冷(lěng)縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的(de) 特點是簡單(dan)容易操作、快(kuai)速方便、安全(quan)性極高;彈性(xing)夾緊式刀柄(bǐng)的特點是刀(dāo)具的夾緊或(huo)松開是在刀(dāo)柄材料的彈(dan)性形變範圍(wéi)内實現的，不(bu)僅可以提供(gòng)極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而(er)且對刀具使(shǐ) 用壽命沒有(yǒu)限制;液壓刀(dao)柄特點爲采(cai)用這一刀具(jù)夾緊系統⭐，可(ke)使系統徑向(xiang)跳動誤差精(jīng)度和重複定(ding)位精度控制(zhì)🈲在3μm以下。由于(yú)刀柄内存在(zài)有高壓油㊙️液(ye)壓力，當刀具(jù) 被夾緊時，内(nèi)藏的油腔結(jié)構及高壓油(you)的存在大大(da)地增加了結(jie)構阻尼，可👄有(yǒu)🚶♀️效防止刀具(ju)和機床主軸(zhou)的振動;熱脹(zhang)冷縮刀柄的(de)優點是徑向(xiàng)跳動誤差小(xiao)，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水(shui)平，傳動扭🔴矩(jǔ)大，而刀柄☀️的(de)設計相對🔞比(bǐ)較小巧，但其(qí)缺陷在于🌈，相(xiàng)比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖💁緊(jǐn)式刀柄來講(jiǎng)，其防振性能(neng)較差。
三、刀具(jù)的準确選擇(ze)和使用環節(jiē)
硬 質合金刀(dao)具應用範圍(wei)在企業越來(lái)越廣，硬質合(he)金将代替大(da)部分高速鋼(gang)刀具，包括鑽(zuàn)頭、立銑刀和(hé)絲錐等簡⭐樸(pǔ)通用刀具，使(shǐ)這一類刀具(jù)的切削速度(dù)🍉有很大的提(tí)高，硬質 合金(jīn)将在👅刀具材(cai)料中占主導(dao)🌈地位，覆蓋大(da)部分常規的(de)加工領域。我(wǒ)公🎯司在粗加(jiā)🐅工中盡可能(néng)采用大直徑(jìng)的牛鼻刀，使(shi)用R2左右的硬(yìng)🔱質合金刀片(piàn)🔆，做到粗加工(gōng)排屑 “多”;半精(jing)加工選用高(gāo)轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片(piàn)立銑刀，做到(dào)半精加工走(zǒu)刀“快”;精加工(gōng)時盡量選用(yòng)硬質合金刀(dāo)杆和高精度(dù)球頭鏡面刀(dāo)片，這樣可在(zài)保正 加工質(zhì)量的同💜 時節(jiē)㊙️省選用整體(ti)合金刀具的(de)高昂費用。精(jīng)加工中所用(yòng)🍓小刀具的半(ban)徑應小于或(huo)等💔于被加工(gong)零件上的内(nèi)🈚輪廓圓角半(bàn)徑，尤其是在(zài)拐角加工時(shí)，應選用半徑(jing)小于拐角處(chù)圓 角半徑的(de)刀具，并以圓(yuán)弧插補的方(fang)🔆式進行加工(gong)，這🔞樣可以避(bì)免采用直線(xian)插補而出現(xian)☁️過切現象，做(zuo)到精加工質(zhi)量“好”。因此，刀(dāo)具的準确選(xuan)擇和使用是(shì)影響數控加(jia)工質量的重(zhong)要因素。
四、數(shu)控編程環節(jie)
程序是數控(kong)機床惟一能(néng)夠識别的語(yǔ)言，它向機床(chuang)發出一條一(yi)條加工指令(lìng)，控制着機床(chuáng)的 每一步驟(zhou)🏒，程序的好♊壞(huài)直接影響到(dào)加工的質量(liàng)和效率。這就(jiù)需要在全面(mian)了♉解機床性(xing)能、加工的每(mei)一環節以及(jí)必要的相關(guān)知識的基礎(chu)上, 通🏒過不斷(duàn)的實踐，提高(gao)編程技能，從(cong)而達到提高(gao)數控加工質(zhì)量的要求。
1.數(shù)控編程的步(bù)驟
程序編制(zhì)是數控加工(gōng)中的一項重(zhòng)要工作，理想(xiang)的加工程序(xu)應保證加工(gōng)出符合産品(pǐn)圖樣要求的(de)合格工🏃♀️件，同(tóng)㊙️時應能使數(shù)控機床的功(gong)能得到合理(lǐ)的應用與充(chōng)分的❄️發揮，使(shǐ)⛹🏻♀️數控機床安(an)全、可靠、 高效(xiào)地✨工作，加工(gong)出高質量的(de)産品。
從得到(dào)産品零件圖(tú)樣到獲得數(shù)控加工程序(xù)的編制過程(chéng)🐇。
程序定型階(jie)段由主管領(lǐng)導審核數控(kòng)編程刀路，合(hé)格後填寫數(shù)控加工程序(xu)單，繪制加工(gong)簡圖。到現場(chang)☔了解程序執(zhi)行情況，并優(you)化、固化數控(kong)加工程序。
2.數(shù)控編程的關(guān)鍵問題
(1)零件(jiàn)數字化模型(xing)：一般情況下(xia)依據産品設(shè)計圖，采用線(xian)框💛建模、特征(zhēng)建模和實體(tǐ)建模等不同(tong)方式，建❗立零(ling)件的✨幾何數(shù)字✨化模型。或(huo)者是采用無(wú)紙化設計制(zhì)造技術，零件(jiàn)的幾何數字(zì)化模型直接(jiē)由設計㊙️而來(lai)。
(2)加工方案的(de)确定：主要針(zhēn)對産品結構(gou)特點、質量要(yao)✉️求選擇不同(tong)的加工方法(fa)，如：曲面加工(gōng)是選擇投影(yǐng)加工還是放(fang)射加工🙇♀️。不同(tóng)的加工方法(fa)對零件的表(biao)面質量影響(xiang)較🧑🏽🤝🧑🏻大。
(3)加工參(cān)數的選擇：加(jia)工參數的選(xuǎn)擇主要取決(jue)于工件材♊料(liao)、刀具形狀和(hé)材料、機床性(xìng)能等因素。加(jia)工參數選擇(ze)的合理性對(dui)零件的表面(mian)質量也有較(jiao)大影💚響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生成(chéng)：刀具軌迹生(shēng)成是複雜零(ling)件、多軸數控(kong)加工中的重(zhong)要内容，有效(xiao)的刀具軌迹(ji)直接決定了(le)加工的可能(néng)性、質量與效(xiào)率。刀具軌迹(jì)的生成首要(yào)目标是使所(suǒ) 生成的刀具(ju)軌迹滿足平(ping)穩、光滑、負荷(he)變化小、軌迹(jì)連續，切入、切(qiē)出次數少，無(wú)幹涉及⛹🏻♀️碰撞(zhuàng)等要求。同時(shí)，刀具軌迹還(hai)需滿足穩定(ding)性好、編🏃♀️程效(xiao)率高和程🏃🏻♂️序(xù)量小等 條件(jian)。
(5)數控加工仿(pang)真：由于零件(jian)形狀及加工(gōng)環境的複雜(za)🛀🏻性，要确保所(suo)生成的加工(gōng)程序不存在(zài)任何質量問(wen)題十分困難(nán)，其🈲中主要的(de)是加工 過程(cheng)中的過切、機(ji)床各部⭐件之(zhī)間的幹涉🤩碰(peng)撞等問題。特(tè)🌍别對于高速(sù)✉️加工，這些問(wen)題常常是緻(zhi)命的。因此，在(zài)加工前對加(jia)工程序進行(hang)仿真驗證是(shì)十分必要的(de)。數控加工 仿(páng)真通過軟件(jian)模拟加工環(huan)境，刀具軌迹(ji)與材料切除(chu)過程來檢驗(yan)程序，具有成(chéng)🈲本低、效率高(gao)且安全可靠(kào)💯等特點，是提(ti)高數控編程(chéng)質量及加工(gong)質量的重要(yào)手段。
(6)後置處(chu)理：後置處理(li)是數控加工(gong)編程中的一(yi)項重要内容(róng)，其技術内容(rong)包括：機床運(yùn)動學建模與(yǔ)求解、機床🌈坐(zuò)标運動變換(huan)、非線性運動(dong)誤差校驗、機(ji)床結構誤差(cha)補償及數控(kong)代㊙️碼轉換等(děng)。因此，采用正(zhèng)确的後置處(chù)理對于保證(zhèng)加工質量、效(xiào)率與機床可(ke)靠運行具有(yǒu)重要作用。
五(wǔ)、機床操作者(zhe)環節
機床操(cāo)作者是數控(kong)加工的執行(háng)人，他們對數(shù)控加工質量(liang)的控制也是(shì)很明顯的。他(ta)們在執行加(jia)工任務的過(guo)程㊙️中對機床(chuáng)、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切(qiē)削參數的實(shi)時狀态了解(jiě)，他們的各☂️項(xiang)操作對數控(kòng)加工影響直(zhí)接，所以機床(chuang)🤟操作者的技(jì)能和責任心(xin)也是🛀🏻提高數(shù)控加工質量(liàng)的重要因素(sù)。
我們知道，雖(sui)然機床等硬(yìng)件設備是很(hen)關鍵的，但人(ren)才是影響數(shu)控加工質量(liàng)的決定性因(yin)素，因爲程序(xù)設計♌員和機(jī)床操作者的(de)職業道德、技(ji)能水平以及(ji)♋崗位責任心(xīn)決🐅定了各種(zhong)先進設備能(neng)🌏否發揮出多(duo)💞大的效能。所(suo)以我們一定(dìng)要重視人才(cái)的培養和引(yin)進，爲數控加(jiā)工質量的持(chí)續提高打下(xià)堅實的基礎(chu)。
通過對數控(kòng)加工中影響(xiang)加工質量因(yin)素的分析, 爲(wei)合理有效地(di)♌提高數控機(ji)床的利用率(lü)提供了可行(hang)的依據。其應(ying)用可有♈效保(bǎo)證數控機床(chuáng)的加工精度(dù)及良好的加(jia)工👉效果。
