數控加工作(zuo) 爲一種先進的(de)加工方法, 被廣(guǎng)泛地用于航空(kong)⭐工業、艦船工業(yè)以及電子工業(ye)等高精度、複雜(za)零件的✏️加工生(shēng)産。在數控加工(gōng)中，影響數控加(jiā)工質量的因素(su)很多，即工藝系(xi)統中的各組成(chéng)部分，包括 機床(chuáng)、刀💞具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝誤(wu)差👌以及刀具🏒使(shi)用中的磨損等(deng)都直接影響工(gong)件的加工精度(du)。也就是說，在加(jiā)工過程中整個(gè)工藝系統會産(chǎn)生🙇♀️各種誤差，從(cóng)而改變刀 具和(hé)工📐件在切削運(yun)動過程中的相(xiàng)♻️互位置關系而(er)影響零件的加(jia)工精度及質量(liàng)。
一、機床的合理(lǐ)選用環節
數控(kòng)加工在中國制(zhì)造業 中已經有(you)了較長的使用(yong)時間，雖🧡然有嚴(yán)格的數控機床(chuang)操作規範、良好(hao)的機床維護保(bao)養，但是其本身(shēn)的精度損失是(shì)不可避免的。爲(wei)了控制産品的(de)加工質量✏️，我們(men)定期對 數控設(she)備進行檢測維(wei)修，明确每台設(she)備的加工精度(du)，明确🔴每台設備(bèi)的加工任務。對(duì)于大批量成批(pī)生産的零👨❤️👨件加(jiā)工工廠，應嚴格(ge)區分粗、精加工(gōng)的設備使用，因(yin)爲粗加 工時追(zhui)求🐕的是高速度(dù)、高的去除率、低(di)的加工精度，精(jīng)加工則相反，要(yao)求高的加工精(jing)💛度。而粗加工時(shi)對設備的精度(dù)損害是嚴重的(de)，因此我們将使(shi)用年限較長、精(jīng)度差的設備定(ding)爲專用的粗加(jia)工設備，新設備(bei)和精度好的設(shè)備定爲精加工(gōng)設備，做到對現(xian)有設備資源的(de)合理⭐搭配、明确(que)分工，将機床對(duì)加工質量的影(yǐng)響降到了很低(di)，同 時又🚩保護了(le)昂貴的數控設(she)備，延長了設備(bei)的壽命。
二、刀柄(bing)的合理選用環(huán)節
當我們的機(jī)床不可改變時(shi)，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數(shu)控加工質量的(de)影響又變得突(tū)出了。在任何旋(xuán)轉刀具加工系(xi)統中，主軸與夾(jia)頭(或其組合體(tǐ))的聯結是刀具(jù)加工性能實現(xiàn)的基石。
1.刀柄與(yu)機床的聯結
目(mu)前企業常用刀(dāo)柄與機床的 接(jiē)口主要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀😄柄，刀柄結(jie)構如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主軸(zhóu)的接口錐柄錐(zhui)度爲7∶24，這種方式(shi)的🐕刀柄隻适合(hé)于低速加工，因(yin)BT刀柄與主軸 隻(zhī)是錐⛷️面配合，當(dāng)轉速太高時，由(yóu)于離心力的作(zuò)用會使🏃♂️錐面配(pei)合間隙增大🌈，從(cóng)而影響🐇數控加(jia)工質💃🏻量。當機床(chuáng)高轉速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常需要(yào)采用HSK型刀柄，HSK刀(dao)杆爲過定位結(jié)構，提供與機床(chuáng)标🌈準聯結，在機(ji)床拉力作用🙇🏻下(xià)，保證刀杆短錐(zhui)和端面與機床(chuáng)緊密配合。
2.刀柄(bing)與刀具的聯結(jié)
對 刀柄另一個(gè)重要的技術要(yào)求就是刀柄與(yǔ)刀具的聯💚結方(fāng)💰式， 包括加工時(shí)的夾持力度、徑(jing)向跳動精度和(he)平衡質量🥵，刀柄(bǐng)的徑向跳動精(jīng)度要小于0.003mm。爲支(zhi)🔞持機床的線性(xing)傳動，主軸、刀柄(bing)和刀 具的總重(zhòng)量越小，對獲得(de)優良切削效果(guǒ) 越有利。根據客(kè)戶各自的需求(qiu)，都能夠找到一(yī)種完美的刀柄(bǐng)系統，因爲不同(tong)的系統能夠✔️提(tí)供不同的技術(shù)特征和優勢。 刀(dao)柄對刀杆 、刀具(ju)的夾緊方式主(zhǔ)要有4種刀柄：側(cè)固式刀柄、彈性(xìng)夾緊式刀柄、液(ye)🈚壓刀柄和熱脹(zhàng)冷📱縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特(te)點是簡單容易(yi)操作、快速方便(bian)、安全性極高;彈(dan)性夾緊式刀柄(bing)的特點是刀具(jù)的夾緊或松🈲開(kāi)是✍️在刀柄材料(liao)的⭕彈性形變範(fan)圍内實現的，不(bu)僅可以提供極(jí)高的刀柄回轉(zhuan)精 度👄，而且對刀(dāo)具使 用壽命沒(mei)有限制;液壓刀(dāo)柄特點爲采用(yong)這一刀具夾緊(jǐn)系統，可使系統(tong)徑向跳動誤差(cha)精度和重複💃定(ding)位精度控制在(zai)3μm以下。由于刀柄(bing)内存在有高壓(ya)油液壓力，當刀(dāo)具 被夾緊時💃🏻，内(nèi)藏的油腔結構(gòu)及高壓油的存(cun)在大大地增加(jiā)了結構阻尼，可(ke)💋有🔞效防止刀具(ju)和機床主軸的(de)振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是(shì)徑向跳動誤差(cha)小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平(ping)，傳動扭🔱矩大，而(er)刀柄💘的設計相(xiàng)對比較小巧，但(dàn)其缺陷在于🚶，相(xiang)比液壓刀柄或(huò)應力鎖緊式刀(dāo)柄來講，其防振(zhen)性🙇🏻能較差。
三、刀(dāo)具的準确選擇(zé)和使用環節
硬(yìng) 質合金刀具應(ying)用範圍在企業(ye)越來越廣，硬質(zhi)合金😘将代替大(dà)部分高速鋼刀(dao)具，包括鑽頭、立(li)銑刀和絲錐等(děng)簡🌍樸通用刀具(ju)，使這一類刀具(ju)的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬(ying)質 合金将在刀(dāo)具材料中占主(zhǔ)導地位，覆蓋大(da)部分常規的加(jia)工領域。我公司(si)在粗加工中盡(jin)可能采用大直(zhi)徑的牛鼻刀，使(shi)用R2左右的硬質(zhì)合金刀片，做到(dao)粗加工排屑 “多(duo)”;半精加工選用(yong)高轉速高進✏️給(gei)R0.8左右的鑲片立(lì)銑刀，做到半精(jing)加工走刀“快”;精(jing)加工時盡量💁選(xuǎn)用硬質合金刀(dao)杆和高精度球(qiú)頭鏡面♉刀片，這(zhè)樣可在保正 加(jiā)工質量的同 時(shi)節省選用整體(ti)合金刀具的🤩高(gao)昂費用。精加💋工(gōng)中所用小刀具(ju)的半徑應小于(yu)或等于被加工(gong)零件上的内輪(lun)廓圓角半徑，尤(you)其是在拐角🏃♀️加(jia)工時，應選用半(bàn)徑📞小于拐角處(chu)圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧📧插(chā)補的方♌式進行(hang)加工，這樣可以(yi)避免采用直線(xiàn)插補而出現過(guò)切現象，做到精(jing)加工質量“好”。因(yīn)此，刀具的準确(que)選擇和使用是(shì)影響數控加工(gōng)質量的重要因(yīn)素。
四、數控編程(cheng)環節
程序是數(shu)控機床惟一能(neng)夠識别的語言(yan)，它向機床發出(chu)一條一條加工(gōng)指令，控制着機(jī)床的 每一步驟(zhou)，程序📐的好壞直(zhí)🔞接影響到加工(gōng)的質量和效率(lǜ)。這就需要在全(quán)面了解機床性(xing)能、加工的每一(yi)環節以及👌必要(yao)的相關知識的(de)基礎上, 通🤞過不(bú)斷的實踐，提高(gāo)🔞編程技能，從而(ér)達到提高數控(kong)加工質量的要(yao)求。
1.數控編程的(de)步驟
程序編制(zhì)是數控加工中(zhong)的一項重要工(gong)作，理想的加工(gōng)程🏃🏻序應保證加(jiā)工出符合産品(pǐn)圖樣要求的合(hé)🌈格工件，同✍️時應(yīng)能使數控機床(chuang)的功能得到合(hé)理的應用與充(chong)分的發揮，使數(shù)控機床安全、可(kě)靠、 高效地工作(zuò)，加工出高質量(liàng)的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣(yàng)到獲得數控加(jiā)工程序的編制(zhì)過程⛹🏻♀️。
程序定型(xing)階段由主管領(ling)導審核數控編(bian)程刀路，合格後(hòu)☂️填🧑🏽🤝🧑🏻寫數🍉控加工(gōng)程序單，繪制加(jiā)工簡圖。到現場(chang)了解程序❌執行(háng)情況，并優化、固(gù)化數控加工程(cheng)序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件(jiàn)數字化模型：一(yi)般情況下依據(jù)産品設計圖，采(cai)✍️用線框建模⛷️、特(te)征建模和實體(ti)建模等不同方(fang)式，建☂️立零件的(de)幾何數字化模(mó)🧑🏽🤝🧑🏻型。或者是采用(yong)無紙化設計制(zhi)造技術，零件的(de)幾何數字🔞化模(mo)型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案(àn)的确定：主要針(zhēn)對産品結構特(tè)點、質量要求選(xuǎn)擇不同的加工(gōng)方法，如：曲面加(jiā)工是選擇投影(ying)加工還是放射(she)加工🤟。不同的加(jia)工方法對零件(jian)的表面質量影(yǐng)響較大。
(3)加工參(can)數的選擇：加工(gong)參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件(jiàn)☎️材料、刀具形狀(zhuàng)和材料、機床性(xing)能等因素。加工(gōng)參數選🐇擇的📱合(he)理性對㊙️零件的(de)表面質量也有(you)較大影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生成：刀(dao)具軌迹生成是(shi)複雜零件、多軸(zhóu)數控加工🏃🏻中的(de)重要内容，有效(xiào)的刀具軌迹直(zhí)接決定了㊙️加工(gong)✏️的可能性、質量(liàng)與效率。刀具軌(gui)迹的生成❄️首要(yao)目标是使✨所 生(sheng)成的刀具軌迹(ji)滿足平穩、光滑(hua)、負荷變化小、軌(gui)迹連續，切入、切(qie)出次數少💋，無幹(gan)涉及☂️碰撞等要(yào)求。同時，刀具軌(gui)迹還需滿足穩(wěn)定性好、編程效(xiao)率高和程序量(liang)小等 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真：由于(yu)零件形狀及加(jiā)工環境的複雜(zá)性，要确保所生(shēng)成的加工程序(xù)不存在任何質(zhi)量問題十分困(kun)難，其中主要的(de)🧡是加工 過程中(zhōng)的過切、機🛀床各(ge)部🏒件之間的幹(gàn)涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速(su)加工，這些問題(ti)常常是緻命的(de)。因此，在加工前(qian)對加工程序進(jìn)行仿真驗證是(shi)十分必要的。數(shu)控加工 仿真通(tōng)過軟件模♊拟加(jia)工環境，刀具軌(gui)迹與材料切除(chu)過程來檢✂️驗程(chéng)序，具有成本低(dī)、效率高且安全(quán)可靠等特點，是(shì)提高數控編程(cheng)質量及加工質(zhi)量的重要手段(duàn)。
(6)後置處理：後置(zhì)處理是數控加(jiā)工編程中的一(yī)項重要内容🆚，其(qí)技術内容包括(kuò)：機床運動學建(jiàn)模與求解、機床(chuáng)♻️坐标👣運動變換(huàn)、非線性運動誤(wù)差校驗、機床結(jié)構誤差補償及(jí)數控代碼轉換(huan)等。因此，采用正(zhèng)确的後置處理(li)對于保證加工(gong)質量、效率與機(jī)床可靠運行具(ju)有重要作用。
五(wu)、機床操作者環(huán)節
機床操作者(zhě)是數控加工的(de)執行人，他們對(dui)數控加✌️工質量(liàng)👈的控制也是很(hěn)明顯的。他們在(zài)執行加工任務(wù)的過程中對機(jī)床、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切削(xuē)參數的實時狀(zhuang)态了解，他💋們的(de)各項操作對數(shu)控加工🛀🏻影響直(zhi)接，所以機床操(cao)作者的技能和(he)責任心也是提(tí)高數控加工質(zhì)量的重要因素(sù)。
我們知道，雖然(ran)機床等硬件設(she)備是很關鍵的(de)，但人才是影響(xiǎng)數控加工質量(liang)的決定性因素(sù)，因爲程序設計(ji)員和☎️機床操作(zuò)者的職業道德(de)、技能水平以及(jí)崗位責任心決(jue)定了各種先進(jìn)設備能否發揮(hui)出多大的效能(néng)。所以我們一定(ding)要重視人才的(de)培養和引👨❤️👨進，爲(wèi)數控加🔴工質量(liang)的持續提高打(dǎ)下🐆堅實的基礎(chǔ)。
通過對數控加(jia)工中影響加工(gong)質量因素的分(fen)析, 爲合理有效(xiào)地提高數控機(jī)床的利用率提(tí)供了可行的依(yi)據。其應用可有(yǒu)效保證數控機(jī)床的加工精度(du)🐪及良好的加工(gōng)效果。
