數控加工(gōng)作 爲一種先進(jìn)的加工方法, 被(bèi)廣泛地用于航(hang)空工業、艦船工(gōng)業以及電子工(gōng)業等高精度、複(fú)雜零件的加工(gōng)生産。在數💃🏻控加(jiā)工中，影響數控(kong)加工質量的因(yin)素很多，即工藝(yì)系統中的各🌍組(zǔ)成部分，包括 機(ji)床、刀具、夾具的(de)制造誤差、安裝(zhuang)誤差以及刀具(ju)⁉️使用中的磨損(sǔn)等都直接🈲影響(xiǎng)工件的加工精(jing)度。也就是說，在(zài)加工過程中整(zhěng)個工藝系統會(hui)産生各種誤差(chà)，從而改變刀 具(ju)和工件在切削(xue)運動過程中的(de)🌂相互位置關系(xi)而影響零件的(de)加工精度🏃及質(zhì)量。
一、機床的合(he)理選用環節
數(shu)控加工在中國(guo)制造業 中已經(jing)有了較長的使(shǐ)用時♋間🛀🏻，雖然有(yǒu)嚴格的數控機(jī)床操作規範、良(liáng)好的機床維護(hù)保養，但是其😄本(ben)身的精度損失(shi)是不可避免⭕的(de)。爲了控制産品(pǐn)的加工質量，我(wǒ)們定期對 數控(kòng)設備進行檢測(ce)維修，明确每台(tai)設備的加工精(jing)度，明确每台設(shè)備的加工任務(wu)。對🐅于大批量成(cheng)批生産的零件(jian)加工工廠，應嚴(yán)格區分粗、精加(jia)工的設備使用(yòng)，因爲粗加 工時(shí)追求的是高速(sù)度、高的去除率(lǜ)、低的加工精度(du)，精加工則相反(fan)，要求高的加工(gōng)精度。而粗加工(gōng)時對設備的精(jing)度損害是嚴重(zhong)的，因此我們将(jiāng)使🌍用年限較長(zhǎng)、精度差的設備(bèi)定爲專用的粗(cu)加工設備，新設(shè)備和🌐精度好的(de)設❗備定爲精加(jia)工設備，做到👅對(dui)現有設備資源(yuán)的合理搭配、明(míng)确分工，将機床(chuáng)對加工質量的(de)影響降到了很(hen)低，同🈲 時又保護(hù)了昂貴的數控(kòng)設備，延長了設(she)備的壽命。
二、刀(dāo)柄的合理選用(yòng)環節
當我們的(de)機床不可改變(biàn)時，與機床相關(guān)的刀柄、刀具🔞對(duì)數💞控加工質量(liàng)的影響又變得(dé)突出了。在任何(he)旋轉🙇🏻刀具🐕加工(gong)系統中，主軸與(yǔ)夾頭(或其組合(hé)體)的聯結是刀(dao)具加工性能實(shí)現的✨基石。
1.刀柄(bing)與機床的聯結(jié)
目前企業常用(yong)刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀(dāo)柄和HSK刀柄，刀柄(bing)結構如圖1所示(shi)。BT刀柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐柄(bǐng)錐度爲7∶24，這種方(fang)式的刀柄隻适(shì)合于低速加工(gōng)💚，因BT刀柄與主軸(zhou) 隻是錐面配合(he)，當轉速❓太高時(shí)，由于離心力的(de)作用會使錐面(miàn)配合🏃♀️間隙增大(dà)，從而影響數控(kong)加工質量。當機(ji)床高轉速達到(dao)15000 轉🤟/分時，通常需(xu)要采用HSK型刀柄(bing)，HSK刀杆爲過定位(wei)結構，提供與機(jī)床标準聯結，在(zài)機床拉力作用(yòng)下，保證刀杆短(duan)錐和端面🐆與機(jī)床緊密配合。
2.刀(dāo)柄與刀具的聯(lian)結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術(shù)要求就是刀柄(bing)與刀具的聯💘結(jié)方⭐式， 包括加工(gōng)時的夾持力度(du)、徑向跳動精度(dù)和平衡質量，刀(dao)柄的徑🆚向跳動(dòng)精度要小于0.003mm。爲(wei)支持機床的線(xian)性傳動，主軸、刀(dāo)柄和刀 具的總(zǒng)重量越小，對獲(huo)得優良切削效(xiao)果 越有利。根據(ju)客戶各自的需(xu)求，都能夠♈找到(dào)一種完美的刀(dāo)柄系統，因爲不(bú)同🌈的系統能夠(gòu)提供不同的技(jì)術特征和優勢(shi)。 刀🧑🏽🤝🧑🏻柄對刀杆 、刀(dāo)具🙇🏻的夾緊方式(shì)主🚶要有4種刀💘柄(bǐng)：側固式刀柄、彈(dàn)💋性夾緊式刀柄(bing)、液壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等(deng)。
側固式刀柄的(de) 特點是簡單容(rong)易操作、快速方(fāng)便、安全性極高(gao);彈性夾緊式刀(dāo)柄的特點是刀(dāo)具的夾緊或松(sōng)開是💯在刀🤟柄材(cai)料的彈性形變(bian)範圍内實現的(de)，不僅可以提供(gòng)極高的刀柄回(hui)轉精 度，而且對(dui)刀具使 用壽命(ming)沒有限制;液壓(yā)刀柄特點爲采(cǎi)用這一刀具夾(jia)緊系統，可使系(xì)統徑向跳動誤(wu)差精度和重複(fú)定位精度控😄制(zhi)在3μm以下。由于刀(dao)柄内存在有高(gāo)壓油液壓力，當(dāng)刀具 被夾緊時(shí)，内藏的油腔結(jié)構及高壓油🤟的(de)存在大大地增(zēng)加了結構阻尼(ni)，可✏️有效防止刀(dao)具和機床主軸(zhou)的振動💃🏻;熱脹冷(lěng)縮刀柄的優點(diǎn)是徑🔅向跳動誤(wu)差小，精💋度很高(gao)，可達到 3μm以下水(shui)平，傳動扭矩大(dà)，而刀柄的設計(jì)相對比較小巧(qiao)，但其缺陷在于(yú)，相比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式(shi)刀柄來講，其防(fang)振性能較差。
三(sān)、刀具的準确選(xuǎn)擇和使用環節(jie)
硬 質合金刀具(jù)應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬(yìng)質合金将代替(tì)大部分高速鋼(gāng)刀具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲錐(zhuī)等簡樸通用刀(dāo)具，使🔴這一類刀(dāo)具的切削速度(du)有很大的提高(gao)，硬質 合金将在(zài)🤟刀具材料中占(zhàn)主導地位，覆蓋(gài)大部分常規的(de)加工領域。我公(gong)司在粗加工中(zhōng)盡可能采用大(dà)直徑的牛鼻刀(dāo)，使用R2左右的硬(yìng)質合金刀片🎯，做(zuo)到粗加工排屑(xiè) “多”;半精加工選(xuǎn)🆚用高轉速高進(jìn)🧡給R0.8左右的鑲片(piàn)立銑刀，做到半(bàn)精加工走刀“快(kuài)”;精加工時盡量(liàng)🤟選用硬質合金(jin)刀杆和高精度(du)球頭鏡面刀片(pian)，這樣可在保正(zhèng) 加工質量的同(tóng) 時節省選用整(zheng)體合金刀具的(de)高昂費用。精加(jiā)工中所用小刀(dao)具的半徑應小(xiao)于或等于被加(jiā)工零件上的内(nei)輪廓圓角半徑(jìng)，尤其是在🧑🏾🤝🧑🏼拐角(jiao)加工時，應選用(yong)半徑小于拐角(jiao)處圓 角半徑的(de)刀具，并以圓弧(hu)插補的方式進(jìn)行加工，這樣可(kě)以避免采用直(zhí)線插補而出⛱️現(xiàn)過切現象，做到(dào)精加工質量“好(hao)”。因此，刀具的準(zhǔn)确選擇和使用(yòng)是影響數控加(jiā)工質量的重要(yào)🌂因素。
四、數控編(bian)程環節
程序是(shì)數控機床惟一(yi)能夠識别的語(yǔ)言，它向機床發(fa)出一條一條加(jia)工指令，控制着(zhe)機床的 每一步(bù)驟，程序的好🍉壞(huai)直接影❗響到加(jia)工的質量和效(xiao)率。這就需要在(zài)全面了解機床(chuáng)性能、加工的每(měi)一環節以及必(bi)要的相關知識(shi)的基礎上, 通過(guo)不斷的實踐，提(tí)高編程技能，從(cóng)🌏而達到提高🏃🏻♂️數(shu)控加工質量的(de)要求。
1.數控編程(cheng)的步驟
程序編(biān)制是數控加工(gōng)中的一項重要(yào)工作，理想的加(jiā)工程序應👅保證(zhèng)加工出符合産(chan)品圖樣要求的(de)合格工件，同時(shi)應能使數控機(ji)床的功能得到(dao)合理的應用與(yu)充分的㊙️發揮，使(shi)數控機床安全(quan)、可靠、 高效地工(gōng)作，加工出高質(zhì)量的産品。
從得(de)到産品零件圖(tu)樣到獲得數控(kòng)加工程序的編(bian)制過程👨❤️👨。
程序定(ding)型階段由主管(guǎn)領導審核數控(kòng)編程刀路，合格(gé)後填寫數控加(jia)工程序單，繪制(zhì)加工簡圖。到現(xian)場了解程序執(zhi)行⛱️情況，并優化(hua)、固化數控加工(gong)程序。
2.數控編程(cheng)的關鍵問題
(1)零(ling)件數字化模型(xíng)：一般情況下依(yi)據産品設計圖(tu)，采用線框建模(mó)、特征建模和實(shí)體建模等不同(tóng)方式，建立零件(jiàn)的幾何數字化(hua)模型。或者是采(cai)用無紙化設計(jì)制造技術，零件(jiàn)的幾何數字化(huà)模型直接由設(shè)計🧡而來。
(2)加工方(fang)案的确定：主要(yao)針對産品結構(gou)特點、質量要求(qiú)選擇不同的加(jia)工方法，如：曲面(miàn)加工是選擇投(tóu)影加工還是放(fang)射加工。不同的(de)加工方法對零(líng)件的表面質量(liàng)影響較大。
(3)加工(gong)參數的選擇：加(jia)工參數的選擇(zé)主要取決于工(gong)件💞材料、刀具形(xíng)狀和材料、機床(chuang)性能等因素。加(jiā)工參數選擇的(de)合理性對零件(jiàn)的表面質量也(ye)有較大影響。
(4) 刀(dāo)具軌迹的生成(cheng)：刀具軌迹生成(chéng)是複雜零件、多(duō)軸數控加工中(zhōng)的重要内容，有(yǒu)效的刀具軌迹(jì)直接決定了加(jia)工的可🌈能性、質(zhi)量與效率。刀具(jù)軌迹的生成首(shǒu)要目标是使所(suo) 生成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩、光(guang)滑、負荷變化小(xiao)、軌迹連續，切入(ru)、切出次數少，無(wu)幹涉及碰撞等(deng)要求。同時，刀具(ju)軌🌈迹還需滿足(zú)穩定性好、編程(chéng)效率高和程序(xu)量小等 條件。
(5)數(shu)控加工仿真：由(you)于零件形狀及(jí)加工環境的複(fú)雜性，要确💃🏻保所(suo)生成的加工程(chéng)序不存在任何(he)質量問題十分(fen)困難，其中主❤️要(yào)的是加工 過程(chéng)中的過切、機床(chuang)各部件之間的(de)幹涉碰撞等問(wen)題。特别對于高(gāo)速加工，這些問(wen)題常常是緻命(mìng)的。因此，在加❌工(gong)前對加工程序(xù)進行仿真驗證(zhèng)是十分必要的(de)⭕。數控加工 仿真(zhen)通過軟件模拟(ni)加工環境，刀具(ju)軌迹與材料切(qie)除過程來檢驗(yàn)程序，具有成本(ben)低、效率高且安(an)全可靠等特點(dian)，是提高數控編(biān)程質量及加工(gōng)質量的重要手(shou)段。
(6)後置處理：後(hòu)置處理是數控(kòng)加工編程中的(de)一項重要内💯容(rong)，其技術内容包(bao)括：機床運動學(xué)建模與求解🐪、機(ji)床坐标運動變(biàn)換、非線性運動(dong)誤差校驗、機床(chuáng)結⁉️構誤差補償(chang)及數控代碼轉(zhuan)換等。因此，采用(yòng)正确的後置處(chu)理對于保證加(jiā)工質量、效率與(yǔ)機💋床可靠運行(hang)具有重要作用(yong)。
五、機床操作者(zhe)環節
機床操作(zuò)者是數控加工(gong)的執行人，他們(men)對數控加工質(zhi)量的控制也是(shi)很明顯的。他們(men)在執行加工任(ren)務的過程中對(dui)機床、刀柄💘、刀具(jù)、加工工藝和切(qiē)削參數的實🏃🏻時(shí)狀态了解，他們(men)的各項操作對(dui)數控加工影響(xiang)直接，所以機床(chuang)操作者的技能(néng)和責✔️任心也是(shi)💜提高數控加工(gōng)質量的重要因(yin)素。
我們知道，雖(suī)然機床等硬件(jian)設備是很關鍵(jiàn)的，但人才是影(ying)響數控加工質(zhì)量的決定性因(yin)素，因爲程序設(she)計員和機床操(cao)作者的職業道(dao)德、技能水平以(yi)及☔崗位責📧任心(xīn)決定了各📐種先(xiān)進設備能否發(fa)揮出多💯大的效(xiao)能。所以我們一(yi)定要重視人才(cai)的培養和引進(jìn)，爲數控加❗工質(zhi)量的持續提高(gao)打下堅實的基(jī)礎🚶。
通過對數控(kong)加工中影響加(jiā)工質量因素的(de)分析, 爲合♌理有(you)效地🎯提高數控(kong)機床的利用率(lǜ)提供了可行的(de)依據。其應用可(ke)有效保🐪證數控(kong)機床的加工精(jing)度及良好📐的加(jiā)工效果。
