數控加工作(zuo) 爲一種先進(jin)的加工方法(fǎ), 被廣泛地用(yong)于航🧡空☔工業(yè)、艦船工業以(yi)及電子工業(ye)等高精度、複(fu)雜零件的☀️加(jiā)工生産💃🏻。在數(shu)控加工中，影(yǐng)響數控加工(gong)質量的因素(sù)很多，即工藝(yi)系統中的各(gè)組成部分，包(bāo)括 機床、刀具(jù)、夾具的制造(zào)誤差、安裝誤(wù)差以及刀具(ju)使用中的磨(mó)損等都直接(jiē)影響工件的(de)👉加工精度。也(ye)🐕就是說，在加(jia)工過程中整(zheng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhong)誤差，從而改(gai)變刀 具和工(gōng)件在切削運(yùn)動過程中的(de)相互位置關(guan)系而影🆚響零(ling)件的加工精(jīng)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(zhong)已經有了較(jiào)長的使用時(shí)間，雖🚶♀️然📱有✨嚴(yan)格的數控機(jī)床操作規範(fàn)、良好的機床(chuang)維護保養，但(dàn)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(zhì)量🔞，我們定期(qī)對 數控設備(bei)進行檢測維(wéi)修，明确每台(tai)設備的加工(gong)精度，明确每(měi)台設備的🔆加(jiā)工任務。對于(yú)大批量成批(pī)生産的零件(jian)加工工廠，應(ying)嚴格區分粗(cu)、精加工的設(she)備使用，因爲(wèi)粗加 工㊙️時追(zhuī)求的是高速(su)度、高的🍓去除(chu)率、低的加工(gong)精度，精加工(gong)則相反，要求(qiu)高的加工精(jing)度。而粗加工(gong)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(jīng)度🙇♀️差的設備(bei)定爲專用的(de)🌂粗加工設❤️備(bei)，新設備和精(jing)度好的設備(bei)定爲精加工(gōng)設備，做到對(duì)現有設備資(zi)源的合理搭(dā)配、明确分工(gong)，将機床對加(jia)工質量的影(ying)響降到了很(hěn)低，同 時又保(bao)護了昂貴的(de)數控設備，延(yán)長了🈲設備的(de)壽命。
二、刀柄(bǐng)的合理選用(yong)環節
當我們(men)的機床不可(ke)改變時，與機(ji)床相關的刀(dao)柄、刀♍具對數(shu)控加工質量(liàng)的影響又變(biàn)得突出了。在(zai)任何旋轉刀(dāo)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(jī)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(dāo)柄，刀柄結構(gòu)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(dāo)柄隻适合于(yu)低速加工🚶，因(yīn)BT刀柄與主軸(zhou) 隻是錐㊙️面配(pei)合，當轉速⚽太(tai)高時，由于離(li)心力的作用(yòng)會使錐面配(pèi)合間隙增大(da)，從而影響數(shù)控加工質量(liàng)。當機床高轉(zhuǎn)速達到15000 轉/分(fèn)時，通常需🤞要(yao)采用HSK型刀👉柄(bing)，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供(gong)與機床标準(zhun)聯結，在☔機床(chuáng)拉力作用下(xia)，保證刀杆短(duan)錐和端面與(yu)機床緊密配(pei)合。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結
對(duì) 刀柄另一個(gè)重要的技術(shu)要求就是刀(dao)柄與刀具⛷️的(de)聯結方式， 包(bāo)括加工時的(de)夾持力度、徑(jing)向跳動精度(du)和平衡質量(liang)，刀柄的徑向(xiàng)跳動精度要(yao)小于0.003mm。爲支持(chí)機床的線性(xìng)傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具的(de)總重量越小(xiǎo)，對獲得優良(liang)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(měi)的刀柄系統(tǒng)，因爲不同🧡的(de)系統能夠提(ti)供不同的技(ji)術特征和優(yōu)勢。 刀柄對♈刀(dao)杆 、刀具的夾(jiá)緊方式主要(yào)有4種刀柄：側(ce)固式刀柄、彈(dan)性夾緊式刀(dao)柄、液壓刀柄(bing)和熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側固(gu)式刀柄的 特(tè)點是簡單容(rong)易操作、快速(sù)方便、安💛全性(xing)極高;彈性夾(jiá)緊式刀柄的(de)特點是刀具(jù)的夾緊或松(sōng)開是在刀柄(bing)材❤️料的彈性(xing)形變範圍内(nei)實現的，不僅(jǐn)可以提供極(jí)高的刀柄回(hui)轉精 度，而且(qie)對刀具🔅使 用(yòng)壽命沒有限(xiàn)制🎯;液壓刀柄(bing)特點爲采🈚用(yòng)這一刀🛀具夾(jia)緊系統，可使(shi)系統徑💋向跳(tiao)動誤差精度(du)和重複定位(wèi)精度控制在(zài)3μm以下。由于刀(dāo)柄内存在有(you)高壓油🔱液壓(ya)力，當刀具 被(bei)🏃🏻♂️夾緊時，内藏(cáng)的油腔結構(gòu)及高壓油的(de)存在大大地(di)增💘加了結構(gòu)阻尼，可有效(xiào)防止刀具和(hé)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(leng)縮刀柄的優(yōu)點🙇🏻是徑向跳(tiao)動誤差小，精(jīng)♋度很高，可達(da)到 3μm以下水平(píng)，傳動扭🔅矩大(da)，而刀柄的設(she)計相對比較(jiào)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(qi)防振性能較(jiào)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(bù)分高速鋼刀(dāo)具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲(si)錐等簡📱樸通(tōng)用刀具，使✉️這(zhè)一類刀具的(de)切削速度✍️有(you)很大的提高(gāo)，硬質 合金将(jiang)在刀具材料(liào)中占主導☀️地(di)位，覆蓋㊙️大部(bù)分常規的加(jiā)工領域。我公(gong)司在粗加工(gōng)中盡可能采(cai)用大直徑的(de)牛鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬質(zhi)合金刀片，做(zuo)到粗加工排(pai)屑 “多”;半精加(jiā)工選用高轉(zhuǎn)速高進給R0.8左(zuo)右的鑲片立(lì)銑刀，做到半(ban)精加工走刀(dāo)“快”;精加工時(shi)盡量選用硬(yìng)質合金刀🐆杆(gǎn)和高精度球(qiu)頭鏡面刀片(piàn)，這樣可在保(bǎo)正 加工質量(liàng)的同 時節省(shěng)選用整體合(he)金刀具的高(gao)昂費用。精加(jia)工中所用小(xiǎo)刀具的半徑(jìng)應小于或等(deng)于被加工零(líng)件上的内🌍輪(lun)廓圓角半徑(jing)，尤其是在拐(guai)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(liang)“好”。因此，刀具(ju)的準确選擇(ze)和使用是影(ying)響數控加工(gōng)質量的重要(yao)因素。
四、數控(kòng)編程環節
程(chéng)序是數控機(jī)床惟一能夠(gòu)識别的語言(yan)，它向機床🌐發(fa)🔞出一條一條(tiao)加工指令，控(kong)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(neng)、加💋工的每✉️一(yī)環節以及必(bi)要的相關知(zhī)識的基礎上(shang), 通💋過不斷的(de)實踐，提高編(biān)程技能，從而(er)達到提高數(shu)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(zhong)的一項重要(yao)工作，理想的(de)✔️加工程序應(yīng)保證加工出(chu)符合産品圖(tu)樣要求的合(hé)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(fèn)的發揮，使數(shu)控機床安全(quan)、可靠、 高效地(di)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(cheng)序定型階段(duàn)由主管領導(dao)審核數控編(biān)程刀路，合格(ge)後填寫數控(kòng)加工程序單(dān)，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了(le)解程序執行(hang)🐆情況，并優😘化(hua)、固化數控加(jia)工程序。
2.數控(kong)編程的關鍵(jiàn)問題
(1)零件數(shù)字化模型：一(yī)般情況下依(yi)據産品設計(jì)圖，采用📞線框(kuang)建模、特征建(jian)模和實體建(jiàn)模等不同方(fāng)式，建立零件(jian)的🈲幾何數字(zi)化模型。或者(zhe)是采用無紙(zhǐ)化設計制造(zao)技術，零件的(de)幾何數字化(huà)模型直接由(yóu)設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确(què)定：主要針對(duì)産品結構特(te)點、質量要求(qiu)選擇❓不同🧑🏾🤝🧑🏼的(de)加工方法，如(ru)：曲面加工是(shi)選擇投影❄️加(jia)工♌還是🤞放射(shè)加工。不同的(de)加工方法對(dui)零件的表面(miàn)質量影響較(jiao)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(dāo)具形狀和材(cai)料、機床性能(neng)等因素。加工(gōng)參數選擇的(de)合理性對零(ling)件的表面質(zhi)量也有較大(dà)影響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀(dao)具軌迹生成(chéng)是複雜零件(jiàn)、多軸數控加(jiā)工中㊙️的重要(yào)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhi)接決💚定了🎯加(jiā)工✊的可🌈能性(xìng)、質量與效率(lü)。刀具軌迹的(de)生成首要目(mu)标是使所 生(shēng)成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩(wen)、光滑、負荷變(bian)化小、軌迹連(lián)續，切入、切出(chu)次數少，無幹(gàn)涉及碰撞等(deng)要求。同時，刀(dāo)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(shu)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xíng)狀及加工環(huán)境的複雜性(xing)，要确保所生(sheng)成的加工程(chéng)序不存在任(ren)何質量問⭕題(ti)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(jia)工，這些問題(ti)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(shí)分必要的。數(shù)控加工 仿🎯真(zhēn)通過軟件模(mó)拟加工環境(jìng)，刀具軌迹與(yu)材料切除過(guo)程來檢驗程(cheng)序，具有成🔱本(běn)低、效率高且(qie)安全可靠等(děng)特點，是提高(gāo)數控✍️編程質(zhì)量及加工質(zhì)量的重要手(shou)段。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理是(shi)數控加工編(biān)程中的一項(xiang)重要内容，其(qí)技術内容包(bao)括：機床運動(dong)學建模與求(qiú)解、機床坐标(biao)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wu)差校驗、機床(chuang)結構誤差補(bu)償及數控代(dài)碼轉換等。因(yīn)此🔴，采用正确(que)的後置處理(lǐ)對于保證加(jia)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(huán)節
機床操作(zuò)者是數控加(jiā)工的執行人(rén)，他們對數控(kong)加工質量的(de)💛控制也是很(hen)明顯的。他們(men)在執行加工(gong)任務的過程(cheng)中對機床、刀(dao)柄、刀具、加工(gong)工藝和切削(xue)參數的實時(shi)狀态了解，他(ta)💚們的各項操(cao)作對數控加(jiā)工✏️影響直接(jie)，所以機床操(cao)作者的👉技能(neng)和責任心也(yě)是提高數控(kong)加工質量的(de)重要因素。
我(wo)們知道，雖然(ran)機床等硬件(jian)設備是很關(guan)鍵的，但人💋才(cái)是影響🔞數控(kong)加工質量的(de)決定性因素(su)，因爲程序🤩設(she)計員和機床(chuang)操作🚩者的職(zhi)業道德、技能(néng)水平以及崗(gang)位責任心決(jué)定了各種先(xiān)進設備能否(fou)發揮出多大(dà)的效能。所以(yǐ)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(xù)提高打下堅(jian)實的基礎。
通(tong)過對數控加(jiā)工中影響加(jia)工質量因素(su)的分析, 爲合(he)理有效地提(tí)高數控機床(chuáng)的利用率提(ti)供了可行的(de)依據。其應用(yòng)可有效保證(zhèng)數控機床的(de)加工精度♌及(ji)良好🤞的加工(gong)🔴效果。
