數(shu)控加工作(zuò) 爲一種先(xian)進的加工(gong)方法, 被廣(guang)泛地用于(yu)航空工業(yè)、艦船工業(ye)以及電子(zǐ)工業等高(gao)精度、複雜(za)零件的加(jiā)工生産。在(zài)數控加工(gong)中，影響數(shu)控加工質(zhì)量的因素(su)很多，即工(gōng)藝系統中(zhong)的各組成(cheng)部分，包括(kuo) 機床、刀✊具(jù)、夾具的❤️制(zhì)造誤差、安(ān)裝誤差以(yǐ)及刀具使(shi)用中的磨(mo)損等都直(zhí)接影響工(gong)件的❤️加工(gong)精度。也就(jiu)是說，在加(jia)工過程中(zhong)整個工藝(yì)系統會産(chan)生各種誤(wù)差，從而改(gai)變刀 具和(he)工件在切(qie)削運動過(guò)程中的相(xiang)互位置關(guan)系而影❤️響(xiǎng)零件的加(jia)工精度及(jí)質量。
一、機(ji)床的合理(lǐ)選用環節(jie)
數控加工(gōng)在中國制(zhì)造業 中已(yi)經有了較(jiào)長的使用(yòng)時🐇間，雖💃然(rán)有🌈嚴格的(de)數控機床(chuang)操作規範(fan)、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(liàng)，我們定期(qi)對 數控設(shè)備進行檢(jiǎn)👨❤️👨測維修，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gong)精度，明确(que)✊每台設備(bèi)的加工任(ren)務。對于大(dà)批量成批(pī)生産的零(líng)🍓件加工工(gōng)廠💛，應嚴格(gé)區分粗、精(jing)加工的設(she)備使用，因(yin)爲粗加 工(gōng)✉️時追求的(de)是高速度(dù)、高的去除(chú)率、低的加(jiā)工💃精度，精(jing)加工則相(xiàng)反，要求高(gāo)的加工精(jīng)🔴度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(dù)損害是嚴(yán)重的，因此(cǐ)我們将使(shi)用年限較(jiào)長、精度差(chà)的設🌍備定(ding)爲專用的(de)🈲粗加工設(shè)❄️備，新設備(bei)和精度好(hao)的設備定(ding)爲精加工(gōng)設備，做到(dào)對現❗有設(shè)備資源的(de)合理搭配(pei)、明确分工(gōng)，将機床對(duì)加工質量(liàng)的影響降(jiang)到了很低(di)，同💞 時又保(bao)🔴護了昂貴(guì)的數控設(she)備，延長了(le)設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuǎn)用環節
當(dang)我們的機(jī)床不可改(gǎi)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(jù)對數控加(jiā)工質量的(de)影響又變(biàn)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉刀具加(jia)工🐇系統中(zhong)，主軸與夾(jiá)頭(或其組(zǔ)合體)的聯(lian)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(lián)結
目前企(qǐ)業常用刀(dao)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhu)要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄，刀(dao)☔柄結構如(ru)圖1所示。BT刀(dao)柄與機床(chuáng)主軸的接(jiē)口錐柄🌈錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀(dao)柄隻适合(he)于低速加(jia)工，因BT刀柄(bing)與主軸 隻(zhi)是錐🎯面配(pei)合，當轉速(sù)太高時，由(you)于離心力(li)的作用會(hui)使錐面配(pèi)合間隙增(zēng)大，從而影(ying)響🐇數控加(jia)工質量。當(dāng)機床高轉(zhuǎn)速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常(chang)需要采用(yòng)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位結構，提(ti)供與機床(chuáng)标準聯結(jie)，在機床拉(la)🤞力作用下(xià)，保證刀杆(gǎn)短錐和端(duan)面♌與機床(chuáng)緊密配合(hé)。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結(jie)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yào)的技術要(yào)求就是刀(dao)柄與刀具(jù)的聯結方(fang)式， 包括加(jia)工時的夾(jia)持力度、徑(jìng)向跳動精(jīng)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(zhī)持機床的(de)線性傳動(dong)，主軸、刀柄(bing)🏃🏻♂️和刀 具的(de)總重量越(yuè)小，對獲得(dé)優良切削(xue)效果 越有(you)🧑🏾🤝🧑🏼利。根據客(ke)🛀戶各自的(de)需求，都能(néng)夠找到一(yī)種完美的(de)刀柄系統(tǒng)，因爲不同(tong)🐉的系統能(néng)夠提供不(bu)同的技術(shù)💔特征和優(you)勢。 刀💜柄對(dui)刀杆 、刀具(jù)的夾緊😍方(fāng)式主要有(yǒu)4種刀柄：側(ce)固式刀柄(bing)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(yè)❄️壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suō)⭐刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bing)的 特點是(shi)簡單容易(yì)操作、快速(sù)方便、安🌈全(quan)性極高☂️;彈(dan)性夾緊式(shi)刀柄的特(te)點是刀具(ju)的夾緊🐪或(huò)松⛱️開是在(zài)刀柄材料(liào)的彈性形(xing)變範圍内(nei)實現的🔴，不(bú)僅可以提(ti)供極高的(de)刀柄回🧡轉(zhuan)精 度，而且(qie)對刀具使(shi) 用壽命沒(méi)有限制🌈;液(yè)壓刀柄特(tè)點爲采用(yòng)這一刀💁具(jù)夾緊系統(tǒng)🌂，可使系統(tǒng)徑㊙️向跳動(dòng)誤差精度(dù)和重複♻️定(ding)位精度控(kòng)制在3μm以下(xia)。由于刀柄(bǐng)内存在有(yǒu)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(dà)大地增✏️加(jia)了結構阻(zǔ)尼，可♻️有☁️效(xiao)防止刀📧具(jù)和機床主(zhǔ)軸的振動(dòng);熱脹冷縮(suō)刀柄的優(yōu)點是徑向(xiang)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(xiao)巧，但其缺(que)陷在于，相(xiang)比液壓刀(dao)柄或應力(lì)鎖緊式刀(dāo)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(ying) 質合金刀(dāo)具應用範(fan)圍在企業(ye)越來越廣(guǎng)，硬質合金(jin)🔴将代替大(da)部分高速(sù)鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立(li)銑刀和絲(sī)錐等簡😄樸(pǔ)通🔞用刀具(ju)，使這一類(lei)刀具的切(qiē)削速度☂️有(yǒu)很大的提(ti)高，硬質 合(hé)金将在刀(dao)具材料中(zhōng)占主導👨❤️👨地(dì)位，覆蓋大(dà)部分常規(guī)的加工領(ling)域。我公司(sī)在粗加🤞工(gong)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(jiā)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(xuan)用硬質合(hé)金刀😄杆和(hé)高精度球(qiú)頭鏡面刀(dāo)片，這樣可(kě)在保正 加(jia)工質量的(de)同 時節🔴省(sheng)選用整體(tǐ)合金💃刀具(ju)的♌高昂費(fei)用。精加工(gong)中所用🛀小(xiǎo)刀具的半(ban)徑應小于(yú)或等于被(bèi)加工零件(jiàn)上的内輪(lún)廓圓角半(ban)徑，尤其是(shì)在拐角加(jiā)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(shi)進行加工(gōng)，這樣可以(yǐ)避免采用(yòng)直線插補(bu)而出現過(guo)切現象，做(zuo)到精加📱工(gōng)質量“好”。因(yīn)此，刀具的(de)準确選擇(ze)和使用是(shi)影響數控(kong)加工質量(liàng)的重要因(yīn)素。
四、數控(kòng)編程環節(jiē)
程序是數(shù)控機床惟(wéi)一能夠識(shi)别的語言(yán)，它向機床(chuang)發出一條(tiao)一條加工(gong)指令，控制(zhi)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序⭕的好(hǎo)壞直接影(ying)🛀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(jia)工的每一(yī)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(dao)提高數控(kòng)加工質量(liàng)的要求。
1.數(shù)控編程的(de)步驟
程序(xu)編制是數(shu)控加工中(zhong)的一項重(zhong)要工作，理(lǐ)想的加工(gong)程序應☔保(bǎo)證加工出(chū)符合産品(pin)圖樣要求(qiú)的合格工(gong)件，同時應(yīng)能使數控(kong)⭐機床的功(gong)能得到合(hé)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(gao)質量的産(chan)品。
從得到(dào)産品零件(jian)圖樣到獲(huo)得數控加(jia)工程序的(de)編制過🚶程(chéng)。
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(gōng)程序單，繪(huì)制加工簡(jian)圖。到現場(chǎng)了解程序(xù)執行情況(kuàng)，并優化、固(gù)化數控加(jia)工程序。
2.數(shu)控編程的(de)關鍵問題(tí)
(1)零件數字(zì)化模型：一(yī)般情況下(xià)依據産品(pin)設計圖，采(cai)用線👄框建(jiàn)👉模、特征建(jiàn)模和實體(ti)建模等不(bú)同方式，建(jian)立零件的(de)💛幾何數字(zi)👄化模型。或(huò)者是采用(yòng)無紙化設(shè)計制造技(jì)術，零🐅件的(de)幾何數字(zi)⭕化模型直(zhi)接由設計(ji)而來。
(2)加工(gōng)方案的确(què)定：主要針(zhēn)對産品結(jié)構特點、質(zhi)量要🧑🏾🤝🧑🏼求🔴選(xuǎn)擇✍️不同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jiā)工是選擇(ze)投影加工(gong)還是放射(she)🧑🏾🤝🧑🏼加工。不同(tóng)的加工方(fang)法對零件(jiàn)的表面質(zhi)量影響較(jiao)大。
(3)加工參(can)數的選擇(ze)：加工參數(shù)的選擇主(zhǔ)要取決于(yu)工件材料(liào)、刀具形狀(zhuàng)和材料、機(ji)床性能等(děng)因素。加工(gōng)參數選擇(ze)的♉合理❄️性(xìng)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(jian)、多軸數⭐控(kòng)🤞加工中的(de)重要内容(rong)，有效的刀(dao)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(yao)目标是使(shǐ)所 生成的(de)刀具軌迹(ji)滿足平穩(wěn)、光滑、負荷(he)變化小、軌(guǐ)迹連☔續，切(qiē)入、切出次(cì)數少，無幹(gan)涉及碰撞(zhuang)等要求。同(tong)時，刀具軌(guǐ)迹還需滿(mǎn)足穩定性(xing)好、編程效(xiao)率高和程(cheng)序量小等(deng) 條件。
(5)數控(kong)加工仿真(zhen)：由于零件(jian)形狀及加(jia)工環境的(de)複雜性，要(yào)确保所生(shēng)成的加工(gong)程序不存(cun)在任何質(zhì)量問題十(shi)分困難，其(qí)中主要的(de)是加工 過(guò)程中的過(guò)切、機床各(ge)部件之間(jian)的幹涉碰(pèng)撞等問題(ti)。特别對于(yu)高速加工(gong)，這些問題(ti)常常是緻(zhi)命的。因此(ci)，在加🔞工前(qián)對加工程(cheng)序進行仿(pang)真驗證是(shì)十分必要(yào)的。數控加(jiā)工 仿真通(tong)過軟件模(mo)拟加工環(huán)境，刀🤩具軌(guǐ)迹與材料(liao)🧑🏽🤝🧑🏻切除過程(cheng)來檢驗程(cheng)序🈲，具有成(cheng)本低、效率(lǜ)高且安全(quán)可靠等特(te)點，是提高(gāo)數控編程(chéng)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(lǐ)是數控加(jia)工編程中(zhōng)的一項重(zhòng)要内容，其(qí)技術内容(róng)包括：機床(chuang)運動學建(jian)模與求解(jiě)、機床坐标(biāo)🔞運動變換(huan)、非線🛀🏻性運(yùn)動誤差校(xiào)驗、機床結(jié)構誤差補(bǔ)償及數控(kong)代碼轉換(huan)等。因此，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(lǐ)對于保證(zheng)加工質量(liang)、效率與機(jī)床可靠運(yùn)行具有重(zhong)要🔅作用。
五(wǔ)、機床操作(zuò)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jia)工的執行(háng)人，他們對(dui)數控加工(gong)質量的控(kòng)制也是很(hěn)明顯的。他(tā)們在執行(hang)加工任🈚務(wu)的🧑🏽🤝🧑🏻過程中(zhong)對⚽機床、刀(dāo)柄、刀具、加(jia)工工藝和(hé)切削參數(shù)的實時狀(zhuàng)态了解，他(tā)⭐們的各項(xiang)操作對數(shu)控加工影(ying)響直接，所(suo)以機床👨❤️👨操(cāo)作者的技(ji)能和責任(rèn)心也是提(tí)高數控加(jia)工質量的(de)重要因素(sù)。
我們知道(dao)，雖然機床(chuang)等硬件設(shè)備是很關(guan)鍵的，但人(rén)👄才是影響(xiang)數控加工(gong)質量的決(jué)定性因素(sù)，因爲程序(xu)♍設計員和(he)機床操作(zuò)者的職業(yè)道德、技能(neng)水平以及(ji)崗位責任(rèn)心決定了(le)各♍種先進(jìn)設備能否(fou)發揮出多(duō)大的效能(néng)。所以我們(men)一定要重(zhong)視人才的(de)培養和引(yǐn)進，爲數控(kong)加工質量(liang)的持續提(tí)高打下堅(jiān)實的基礎(chu)。
通過對數(shu)控加工中(zhōng)影響加工(gong)質量因素(su)的分析, 爲(wèi)合理有💁效(xiào)👄地🔴提高數(shù)控機床的(de)利用率提(ti)供了可行(háng)的依據。其(qi)應用可有(you)效保證數(shu)控機床的(de)加工精度(dù)✔️及良好的(de)加工🌈效果(guo)。
