數控加工(gōng)作 爲一種先(xiān)進的加工方(fang)法, 被廣泛地(dì)用于航🚶♀️空工(gong)業、艦船工業(yè)以及電子工(gong)業等高精度(du)、複雜零件的(de)加工生産。在(zai)數控加工中(zhong)，影響數控加(jiā)工質量的🐅因(yīn)素很多，即工(gōng)藝系統中的(de)各組成部分(fen)，包❌括 機床、刀(dao)具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝(zhuang)誤差以及刀(dao)具使用中的(de)磨損等都直(zhí)接影響工件(jian)的加工精度(du)。也就是說，在(zai)加工👨❤️👨過程中(zhōng)整個工藝系(xì)統會産生各(gè)種⛷️誤差，從而(er)改變刀 具和(hé)工件在切削(xue)運動過程中(zhōng)的相互位置(zhì)關系而影💚響(xiang)零件的加工(gong)精度及質量(liang)。
一、機床的合(he)理選用環節(jie)
數控加工在(zài)中國制造業(ye) 中已經有了(le)較長的使用(yòng)時間，雖然有(yǒu)嚴格的數控(kong)機床操作規(guī)範、良好的機(jī)床維護保養(yang)，但💔是其🔅本身(shen)的精度損失(shī)是不可避免(mian)的。爲了控制(zhì)産品的加工(gōng)質量，我們定(dìng)期對 數控設(shè)備進行檢測(ce)維修，明确每(mei)台設備的加(jia)工精度，明确(que)每台設備的(de)加工任務。對(duì)于大批量成(chéng)批生産的零(líng)👅件加工工廠(chǎng)，應嚴格區分(fen)粗、精👣加工的(de)設備使用，因(yin)爲粗加 工時(shí)追求的是高(gao)速度、高的去(qù)除率、低的加(jia)工💜精度，精加(jiā)工則相反，要(yao)求高的加工(gōng)精度。而粗加(jiā)工時對設備(bei)的精度損害(hai)是嚴重的，因(yin)此我們将使(shǐ)用年限較長(zhǎng)、精度差的設(she)🌈備定爲專用(yong)的粗加工設(she)備，新設備和(hé)精度好的設(shè)備✊定爲精加(jia)工設備，做到(dào)對現🈲有設備(bèi)資源的合理(lǐ)搭配、明确分(fèn)工，将機床對(dui)☎️加工質量🙇🏻的(de)影響降到了(le)很低，同 時又(yòu)保🔅護了昂貴(gui)的數控設備(bèi)，延長了設備(bei)的壽命。
二、刀(dāo)柄的合理選(xuan)用環節
當我(wǒ)們的機床不(bú)可改變時，與(yǔ)機床相關的(de)刀柄、刀具對(duì)數控加工質(zhì)量的影響又(yòu)變得突出了(le)。在任何旋轉(zhuan)😍刀具🏃♀️加工系(xì)統中，主軸與(yu)夾頭(或其組(zu)合體)的聯結(jié)是刀具加工(gong)性能實現的(de)基石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯結(jié)
目前企業常(chang)用刀柄與機(ji)床的 接口主(zhu)要有BT刀柄和(he)HSK刀柄🔆，刀柄結(jié)構如圖1所示(shi)。BT刀柄與機床(chuáng)主軸的接口(kou)🔅錐柄錐度爲(wei)7∶24，這種方🌈式的(de)刀柄隻适合(hé)于低速加工(gōng)，因BT刀柄與主(zhǔ)軸 隻是錐❤️面(mian)配合，當轉速(sù)太高時，由于(yu)💋離心力的作(zuò)用會使錐面(mian)配合間隙增(zeng)大，從而影響(xiang)😘數控加工質(zhì)量。當機床高(gao)轉速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常需(xu)要采用HSK型刀(dao)柄，HSK刀杆爲過(guo)定位結構，提(ti)供與機床标(biāo)💛準聯結，在機(ji)床拉力作用(yong)下，保證刀杆(gǎn)短錐和端面(mian)與機床緊密(mi)配合。
2.刀柄與(yu)刀具的聯結(jié)
對 刀柄另一(yi)個重要的技(jì)術要求就是(shì)刀柄與刀具(jù)的聯結方式(shì)🌈， 包括加工時(shí)的夾持力度(du)、徑向跳動精(jīng)度和平衡質(zhì)量，刀柄的徑(jing)💚向跳動精度(du)要小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的線(xian)性傳動，主軸(zhóu)、刀柄🈚和刀 具(ju)的總重量越(yuè)小，對獲得優(yōu)良切削效果(guǒ) 越有利。根據(ju)客戶各自的(de)🐅需求，都能夠(gou)找到一種完(wan)美的刀柄系(xi)統，因爲不同(tong)的系統能夠(gòu)提供不同的(de)技術特征和(he)優勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主(zhǔ)🐉要有4種刀柄(bǐng)：側固式刀柄(bǐng)、彈性夾緊式(shì)刀柄、液💯壓刀(dao)柄和熱脹冷(leng)縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的(de) 特點是簡單(dān)容易操作、快(kuai)速方便、安全(quan)性極高;彈性(xing)夾緊式刀柄(bǐng)的特點是刀(dāo)具的夾緊或(huo)松開是在刀(dao)柄材👅料的彈(dàn)性形變範圍(wéi)内實現的，不(bu)僅可以提供(gòng)極高的刀柄(bing)回轉精 度，而(ér)且對刀具‼️使(shi) 用壽命沒有(yǒu)限制;液壓刀(dao)柄特點爲采(cai)用這一刀具(ju)夾緊系統，可(kě)使系統徑向(xiàng)跳動誤差精(jing)度和重複定(ding)位精度控制(zhi)在3μm以下。由于(yú)刀💋柄内存在(zai)有高壓油📧液(yè)壓力，當🌈刀具(ju) 被夾緊時，内(nei)藏的油腔結(jié)構及高壓油(yóu)的存在大大(dà)地增加了結(jie)構阻尼，可有(yǒu)效防止刀💋具(jù)和機床主軸(zhou)的振動;熱脹(zhang)冷縮刀柄的(de)優點是徑☂️向(xiang)跳動誤差小(xiao)，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水(shuǐ)平，傳動扭🐆矩(jǔ)大，而刀柄🛀的(de)設計相對比(bǐ)較小巧，但其(qi)缺陷在于㊙️，相(xiang)比🏃♂️液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊(jin)式刀柄來講(jiang)，其防振性💃能(néng)較差。
三、刀具(jù)的準确選擇(ze)和使用環節(jiē)
硬 質合金刀(dao)具應用範圍(wei)在企業越來(lái)越廣，硬質合(hé)金将代替大(da)部分高速鋼(gāng)刀具，包括鑽(zuàn)頭、立銑刀和(hé)絲錐等簡🐉樸(pǔ)通用刀具，使(shǐ)✂️這一類刀具(ju)的切削速度(dù)♌有很大的提(tí)高，硬質 合金(jin)将在刀具材(cái)料中占主導(dao)地位，覆蓋大(da)部分常規的(de)加工領域。我(wǒ)公司在粗加(jia)🔱工中盡可能(néng)采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使(shǐ)用R2左右的硬(ying)⛱️質合金刀片(piàn)，做到粗加工(gōng)排屑 “多”;半精(jing)加工選用高(gāo)轉速高進給(gei)R0.8左右🏃🏻♂️的鑲片(pian)立銑刀，做‼️到(dao)半精加工走(zou)刀‼️“快”;精加工(gong)時盡量選用(yòng)硬質合金刀(dāo)杆和高精度(du)球頭鏡面刀(dāo)片，這樣可♻️在(zài)保正 加工質(zhì)量的同 時節(jiē)省選用整體(ti)合金刀具的(de)高昂費用。精(jing)加工中所用(yòng)🐇小刀具的半(bàn)🐆徑應小于或(huo)等于被加工(gong)零件上的内(nèi)♋輪廓🧑🏽🤝🧑🏻圓角半(bàn)徑，尤其是在(zai)🌈拐角加工時(shi)，應選用半徑(jing)🌂小于拐角處(chu)圓 角半徑的(de)刀具，并以圓(yuan)弧插補的方(fāng)式進行加工(gong)，這樣可☎️以避(bì)免采用直線(xian)插補而出現(xian)過切現象，做(zuo)到精加㊙️工質(zhì)量“好”。因此，刀(dao)具的準确選(xuǎn)💁擇和使用是(shi)🌈影響數控加(jiā)工質量的重(zhòng)要因素。
四、數(shu)控編程環節(jiē)
程序是數控(kong)機床惟一能(neng)夠識别的語(yu)言，它向機床(chuang)發出🔅一條一(yī)條加工指令(lìng)，控制着機床(chuang)的 每一步驟(zhòu)，程序的好🐕壞(huai)直接影響到(dào)加工的質量(liang)和效率。這就(jiu)需要在全面(miàn)了解機床性(xing)能、加工的每(mei)一環節以及(jí)必要的相關(guan)知識的🔞基礎(chǔ)上, 通😍過不斷(duàn)的實踐，提高(gāo)編程技能，從(cong)而達到提高(gao)數控加工質(zhì)量的要求。
1.數(shù)控編程的步(bu)驟
程序編制(zhi)是數控加工(gōng)中的一項重(zhòng)要工作，理想(xiǎng)的加工程序(xù)應保證加工(gong)出符合産品(pin)圖樣要求的(de)合格工件，同(tong)時應能使數(shù)控機床的功(gong)能得到合理(li)的應用與充(chōng)分的🎯發揮，使(shi)數控機床安(an)全、可靠、 高效(xiào)地㊙️工作，加工(gong)出高質量的(de)産品。
從得到(dào)産品零件圖(tú)樣到獲得數(shù)控加工程序(xu)的編制🧑🏾🤝🧑🏼過程(cheng)。
程序定型階(jiē)段由主管領(ling)導審核數控(kòng)編程刀路，合(hé)格後填寫數(shu)控加工程序(xù)單，繪制加工(gōng)簡圖。到現場(chang)了解程序㊙️執(zhi)行情況，并優(yōu)✌️化、固化數控(kong)加工程序。
2.數(shù)控編程的關(guan)鍵問題
(1)零件(jiàn)數字化模型(xing)：一般情況下(xia)依據産品設(shè)計圖，采💰用線(xian)框建模🔞、特征(zhēng)建模和實體(tǐ)建模等不同(tong)方式，建🧑🏽🤝🧑🏻立零(líng)件的幾何📧數(shù)字化模型。或(huò)者是采用無(wu)紙化設計制(zhì)造🔞技術，零件(jiàn)的幾何數字(zì)化模型直接(jie)由設計而來(lai)。
(2)加工方案的(de)确定：主要針(zhēn)對産品結構(gou)特點、質量要(yào)求選擇💰不同(tong)的加工方法(fa)，如：曲面加工(gong)是選擇投影(yǐng)加工還是放(fàng)射加工。不同(tong)的加工方法(fǎ)對零件的表(biǎo)面質量影響(xiǎng)較大。
(3)加工參(can)數的選擇：加(jia)工參數的選(xuǎn)擇主要取決(jué)于工件材料(liào)、刀🧑🏾🤝🧑🏼具形狀和(he)材料、機床性(xing)能等因素。加(jiā)工參✊數選擇(zé)的合理性對(duì)零件的表面(mian)質量也有較(jiào)大影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生成(cheng)：刀具軌迹生(sheng)成是複雜零(ling)件、多軸數☎️控(kòng)加工中的重(zhong)要内容，有效(xiao)的刀具軌迹(ji)直接決定了(le)加工的可能(néng)性✂️、質量與效(xiào)率。刀具軌迹(jì)的生成首要(yào)目标是使☎️所(suǒ) 生成的刀具(jù)軌迹滿足平(píng)穩、光滑🙇♀️、負荷(hé)變化小、軌迹(ji)連🔅續，切入、切(qie)出次數少，無(wu)幹涉及碰撞(zhuang)等要求🔴。同時(shi)，刀具軌迹還(hai)需滿足穩定(dìng)性好、編程效(xiào)率高和程序(xu)量小等 條件(jian)。
(5)數控加工仿(pang)真：由于零件(jiàn)形狀及加工(gong)環境的複雜(za)👄性🚶，要🈲确保所(suǒ)生成的加工(gong)程序不存在(zài)任何質量問(wen)💰題十分困🚶♀️難(nán)，其💁中主要的(de)是加工 過程(chéng)中的過切、機(ji)床各部件之(zhi)間🙇🏻的幹涉🧑🏽🤝🧑🏻碰(pèng)撞等問題。特(te)别對于高速(sù)加工，這些問(wen)題常常🈲是緻(zhi)命的。因此，在(zài)加🏃🏻♂️工前對加(jia)工程序進行(háng)仿真驗證是(shi)十分必要的(de)🧡。數控加工 仿(páng)真通過軟件(jiàn)模拟加工環(huan)境，刀具軌迹(ji)與材料切除(chu)過程來檢驗(yan)程序，具有成(cheng)本低、效率高(gao)且安全可靠(kao)🔞等特點，是提(ti)高數控🔴編程(cheng)質量及加工(gong)⭐質量的重要(yao)手段。
(6)後置處(chu)理：後置處理(li)是數控加工(gōng)編程中的一(yi)項重要内🚩容(róng)，其技術内容(rong)包括：機床運(yùn)動學建模與(yu)求解、機床坐(zuò)标運動🥰變換(huàn)💋、非線🔞性運動(dong)誤差校驗、機(jī)床結構誤差(cha)補償及數控(kòng)代碼轉換等(děng)。因此，采用正(zhèng)确的後置處(chu)理對于保證(zhèng)加工質量、效(xiao)率與機床可(ke)靠運行具有(yǒu)重要作用。
五(wǔ)、機床操作者(zhě)環節
機床操(cāo)作者是數控(kòng)加工的執行(háng)人，他們對數(shu)控加工質量(liang)的控制也是(shì)很明顯的。他(tā)們在執行加(jia)工任務的過(guò)程中對機床(chuáng)⭕、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切(qie)削參數的實(shí)時狀态了解(jiě)，他們的各項(xiàng)操作❗對數控(kòng)加工🈲影響直(zhí)接，所以機床(chuang)操作者的技(ji)能和責任心(xīn)也是💔提高數(shu)控加工質量(liang)的重要因素(sù)。
我們知道，雖(sui)然機床等硬(ying)件設備是很(hen)關鍵的，但人(ren)才是🐕影響✔️數(shu)控加工質量(liàng)的決定性因(yin)素，因爲程序(xù)設計員和機(jī)床操作者的(de)💋職業道德、技(jì)能水平以及(jí)崗位責任心(xīn)決定了各⛹🏻♀️種(zhǒng)先進設備能(néng)否發揮出多(duō)🔴大的效能。所(suǒ)以我們✊一定(dìng)要重視人才(cái)的🔞培養和引(yin)🐕進，爲數控加(jia)👌工質量的持(chí)續提高打下(xià)堅實的基礎(chu)。
通過對數控(kong)加工中影響(xiang)加工質量因(yin)素的分析, 爲(wei)合理有🈲效地(dì)提高數控機(ji)床的利用率(lǜ)提供了可行(hang)的依據。其應(ying)用可有效保(bǎo)證數控機床(chuáng)的加工精度(du)及良好的加(jiā)工效果。
