數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jiā)工方法, 被廣泛地(dì)用于航空工業、艦(jiàn)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fú)雜零件的加工生(shēng)産。在數控加工中(zhong)，影響數控加工質(zhì)量的因素很多，即(jí)工藝系統中的各(gè)組成部分，包括 機(ji)床、刀具、夾具的制(zhi)造誤差、安裝誤差(cha)以及刀具使用中(zhōng)的磨損等都直接(jiē)影響工件的加工(gōng)精度。也就是說，在(zài)加工過程中整個(gè)工藝系統會産生(shēng)各種誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工💋件在(zài)切削運動過程中(zhong)的㊙️相互位置關系(xi)而影♻️響零件的加(jia)工精度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yong)環節
數控加工在(zài)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shi)用♊時間🐕，雖然有㊙️嚴(yán)格的數控機床操(cāo)作規範、良好的機(jī)床維護保🚩養，但是(shì)其🧑🏽🤝🧑🏻本身的精度損(sun)失是不可避免🐆的(de)。爲了🧑🏽🤝🧑🏻控制産品的(de)加🐕工質量☎️，我們定(ding)期對 數控設備進(jìn)行檢測維修，明确(que)每台設💃備的加工(gōng)精度，明确每台設(she)備的加工任務。對(duì)于大批量成批生(shēng)産的零件加工工(gong)廠，應嚴格區分粗(cū)、精👣加工的設備使(shi)用，因爲粗加 工時(shí)追求的是高🚩速度(dù)、高的去除率、低的(de)加🆚工精度，精加工(gōng)則相💞反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jing)度損✏️害是嚴重的(de)，因此我們将使用(yòng)年限較長、精度差(cha)的設備定爲專用(yong)的粗加工設備，新(xin)設備和精度好的(de)設🚩備定爲精加工(gong)設備，做到對現有(you)設備資源的合理(lǐ)搭配、明确分工，将(jiang)機床對加工質量(liang)的影響降到了很(hěn)低，同 時又保護了(le)昂貴的數控設備(bei)，延長了設備的壽(shòu)命。
二、刀柄的合理(li)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(biàn)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數控(kòng)加工質量的影響(xiang)又變得突出了。在(zai)任何❌旋轉刀具加(jia)工系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(tǐ))的聯結是刀具加(jia)工性能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(cháng)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀😘柄，刀柄結構(gòu)如圖1所示。BT刀柄與(yu)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的💁刀柄隻适(shì)合于低速加工🛀，因(yīn)BT刀柄💔與主軸🏃 隻是(shì)錐面配合⭕，當轉速(sù)太高時，由于離心(xīn)力的❓作用會使錐(zhui)面配合間隙增大(dà)，從而影響數控加(jiā)工質🔱量。當機床高(gao)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需要采用HSK型(xing)刀柄，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供與機(ji)床标準聯結，在機(jī)床拉力作用下，保(bao)證刀杆短錐和端(duan)面與❗機床緊密配(pei)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yi)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dao)具的聯結🐇方式🐇， 包(bao)括加工時的夾持(chi)力度、徑向跳動精(jīng)度和平衡質量，刀(dāo)柄的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支🚶♀️持(chí)機床的線性傳動(dòng)，主🔅軸、刀柄和刀 具(jù)的總重量越小，對(duì)獲得🐪優良切削🈲效(xiao)果 越有利。根據客(ke)戶各自的需求，都(dōu)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yīn)爲不同的系統能(néng)夠提供不同的技(ji)術特征和優勢。 刀(dao)柄對刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主要有(yǒu)4種刀柄：側固式刀(dao)柄、彈性夾緊式刀(dao)柄、液壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等。
側(cè)固式刀柄的 特點(dian)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安全性(xing)極高;彈性夾緊式(shì)刀柄的特點是刀(dao)具的夾緊或松開(kāi)是在刀柄材料的(de)彈性形變範圍内(nèi)實現的，不僅可以(yǐ)提供極高的🔞刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(dui)刀具💃使 用壽命沒(méi)有限制;液壓刀柄(bǐng)☔特點爲采用這一(yi)刀💛具夾緊系統，可(kě)使系統徑向跳動(dong)誤差精度和重複(fú)🛀定位精度控🔴制在(zài)3μm以下。由于刀柄内(nei)存在有高壓油液(ye)壓力，當刀具 被♉夾(jia)緊時，内藏的油腔(qiang)結構及高壓油✔️的(de)存在大大地增加(jia)了結構阻尼，可有(you)效防止刀具和機(ji)床主軸的振動;熱(rè)脹冷縮刀柄的優(you)點是徑向跳動誤(wù)差小，精度很高，可(ke)達到 3μm以下水🎯平，傳(chuán)動扭矩大，而刀柄(bing)的設計相對🌈比較(jiao)小巧，但其缺陷在(zài)于，相比⛹🏻♀️液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式刀(dāo)柄來講，其防振性(xing)👨❤️👨能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yong)環節
硬 質合金刀(dao)具應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬質(zhì)合金将✏️代替大部(bu)分高速鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立銑刀和(hé)絲錐等簡樸通用(yòng)刀具，使這一類刀(dāo)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhì) 合🔱金将在刀具材(cai)料中占主導地位(wèi)，覆蓋大部分常規(gui)的加工領域。我公(gōng)司在粗加工中盡(jin)可能✔️采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使用R2左(zuo)右的硬質合金刀(dāo)片🌏，做到粗加工排(pái)屑 “多”;半精加工選(xuǎn)用高轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片立銑(xi)刀，做💋到半精加工(gong)走💔刀“快”;精加工時(shí)盡量👌選用硬質合(hé)金刀杆✍️和高精度(du)球頭鏡面刀片，這(zhè)樣可‼️在保正 加工(gong)質量的同 時節省(sheng)選用整體合金刀(dāo)具的高昂費用。精(jing)加💛工中所用👌小刀(dao)具的半徑應小于(yu)或等于被加工零(ling)件上的内輪廓🥵圓(yuan)角半徑，尤其是在(zài)♍拐角加工時，應選(xuan)用半徑小于拐角(jiǎo)🌈處圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓⛹🏻♀️弧🔆插補(bu)的方式進行加工(gong)，這樣可以避免采(cǎi)用直線插補而出(chū)現🍓過切現象，做到(dao)精加工質量“好”。因(yin)此，刀具的準确選(xuan)擇和使用是影響(xiang)數控加工質量的(de)重要因素。
四、數控(kong)編程環節
程序是(shì)數控機床惟一能(neng)夠識别的語言，它(tā)向機床✨發出一條(tiáo)一條加工指令，控(kòng)制着機床的 每一(yi)步驟，程序的好🚶壞(huai)直接影👌響到加工(gōng)的質量和效率。這(zhè)就需要在全面了(le)解機床性能、加工(gōng)的每一環節以及(jí)必要的相關知識(shi)的基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高🧑🏾🤝🧑🏼編(bian)程技能，從💋而達到(dào)提高❗數控加工質(zhi)量的要求。
1.數控編(bian)程的步驟
程序編(bian)制是數控加工中(zhong)的一項重要工作(zuò)，理想的📐加工程序(xu)應🐪保證加工出符(fú)合産品圖樣要求(qiu)的合格工件，同時(shí)應能使🌈數控機床(chuáng)的功能得到合理(li)的應用與🌍充分的(de)發揮，使數控機🐅床(chuang)安全☎️、可靠、 高效地(di)工作，加工出高質(zhi)量的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣到(dào)獲得數控加工程(chéng)序的編制過程。
程(chéng)序定型階段由主(zhǔ)管領導審核數控(kong)編程刀路，合格後(hòu)填寫數控加工程(chéng)序單，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了解程(chéng)序執行情況，并優(yōu)化、固化數控加工(gōng)程序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件數(shu)字化模型：一般情(qing)況下依據産品設(she)計圖，采用👅線框建(jiàn)模、特征建模和實(shí)體建模等不同方(fang)式，建立零件的幾(ji)何數字化模型。或(huo)者是采用無紙化(huà)設計制造📞技術，零(líng)件的幾何數字化(huà)模型🎯直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chan)品結構特點、質量(liang)要求選擇不😄同的(de)加工方法，如：曲面(miàn)加工是選擇投影(ying)😍加工還是放射加(jiā)工✉️。不同的加工方(fang)法對零件的表😍面(miàn)質量🥵影響較大。
(3)加(jia)工參數的選擇：加(jia)工參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件材(cai)料🥰、刀具🔅形狀和材(cai)料、機床性能等因(yīn)素。加工參數選擇(ze)的🌐合理性對零件(jian)的表面質量也有(yǒu)較大影響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(líng)件、多軸🐪數控🚶加工(gōng)中的重要内容，有(you)效的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工的(de)可能性、質量🍉與效(xiào)率。刀具軌迹的生(sheng)成首要目标是使(shi)所 生成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩、光滑(hua)、負荷變化小、軌迹(jì)連續，切入、切出次(ci)數少，無幹涉及碰(peng)撞等要求。同時，刀(dao)具軌👌迹還需滿足(zu)穩定性好、編程效(xiao)率高和程👄序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數控加工(gōng)仿真：由于零件形(xing)狀及加工環境的(de)複雜性，要确保所(suo)生成的加工程序(xu)不存在任何質量(liang)問題十📧分困難，其(qí)中主要的是加工(gōng) 過程中的過切、機(ji)床各部件之間的(de)幹涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速加(jia)工，這些問題常常(cháng)是緻命的。因此，在(zài)加工前對加✍️工程(chéng)序進行仿真驗證(zhèng)是👄十分必要的。數(shu)控加工 仿真通過(guo)軟件模拟加工環(huán)境，刀具軌迹與材(cái)料切除㊙️過程來檢(jian)驗程序，具有成本(běn)低、效率🙇♀️高且安全(quan)可靠✨等特點，是提(tí)高數控編程質量(liang)及加工質量的重(zhòng)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yī)項重要内容，其技(jì)術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiu)解、機床💁坐标運動(dong)變換、非線🌍性運動(dong)誤差校驗、機床結(jie)構誤差補償及數(shu)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的⛷️後(hòu)置處理對于保證(zhèng)🤞加工質量、效率與(yǔ)機床可靠運😘行具(jù)有重要作用。
五、機(jī)床操作者環節
機(ji)床操作者是數控(kong)加工的執行人，他(ta)們對數控加♌工☂️質(zhi)量的控制也是很(hen)明顯的。他們在執(zhi)行加工任❓務的過(guo)程中對機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(he)切削參數的實時(shi)狀态🌈了解，他們的(de)各項操作對數控(kong)加工影響直接，所(suǒ)以機床操作者的(de)技能和責任心也(ye)是提高數控加工(gōng)質量的重要因素(su)。
我們知道，雖然機(ji)床等硬件設備是(shì)很關鍵的，但人才(cai)是影響數控加工(gong)質量的決定性因(yīn)素，因爲程序設計(jì)員和機床操作🥰者(zhe)的職業道德、技能(neng)水平以及崗位責(zé)任心決㊙️定了各種(zhǒng)先進設備能否發(fa)揮出多🔆大的效能(néng)。所以我們一定要(yào)重視人才的培養(yǎng)和引♈進，爲數控加(jiā)工質量的持續提(tí)高打下🈲堅實的基(jī)礎。
通過對數控加(jiā)工中影響加工質(zhì)量因素的分析, 爲(wei)🔞合理🚶有效地提高(gao)數控機床的利用(yong)率提供了可行🌈的(de)依據。其應用可有(yǒu)效保證數控機床(chuáng)的加工精度🛀及良(liang)好的加工效果。
