數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jia)工方法, 被廣泛地(dì)用于航空♌工業、艦(jian)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fú)雜零件的加工生(sheng)産。在數控加工中(zhong)，影響數控加工質(zhi)量的因素很多，即(jí)工藝系統中的各(ge)🔅組成部分，包括 機(jī)床、刀💁具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝誤差(chà)💜以及刀具🧑🏾🤝🧑🏼使用中(zhong)的磨📧損等都直接(jie)影響工件的加工(gong)精度。也🔞就是說，在(zài)加工過程中整個(ge)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(jiā)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(shǐ)用時間，雖♉然🔞有嚴(yán)格的數控機床操(cao)作規範、良好的機(ji)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(dìng)期對 數控設備進(jìn)行檢🈲測維修，明确(què)每台設備的加工(gong)精度，明确每台設(she)備的加工任務。對(dui)于大批量成🙇🏻批生(sheng)産的零件加工工(gōng)廠，應嚴格區分粗(cu)、精加工的設備使(shi)用，因爲粗加 工時(shi)追求的是高速度(dù)、高的去除率、低的(de)加🔞工精度，精加工(gong)則相反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jia)🌏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(yòng)的粗加工設😍備，新(xīn)設備和☎️精度好的(de)設備✏️定爲精加工(gong)設備，做到對現有(yǒu)設備資源的合理(li)🆚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(shou)命。
二、刀柄的合理(lǐ)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(kong)加工質量的影響(xiǎng)又變得突出了。在(zài)任何✉️旋轉刀具加(jiā)工系統🔆中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(ti))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(gou)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(zhong)方式的刀柄隻适(shì)合于低速加工，因(yin)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(jia)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(ding)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(duān)面與機床緊密配(pei)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dāo)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(dao)柄的徑🌏向跳動精(jīng)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(dui)獲得優良切削🈲效(xiào)果 越有利。根據客(kè)戶各自的需求，都(dou)能夠找到一種完(wan)美的刀柄系統，因(yīn)爲不同的系統能(neng)夠提供不同的技(jì)術特征和優勢。 刀(dāo)🚶柄對刀杆 、刀具☀️的(de)夾緊🎯方式主要有(yǒu)4種刀柄：側固式刀(dāo)柄、彈性夾緊式刀(dāo)柄、液壓刀柄和熱(re)脹冷👣縮刀柄等。
側(cè)固式刀柄的 特點(diǎn)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安全性(xing)極👅高;彈性夾緊式(shi)刀柄的特點是刀(dao)具的夾緊或松開(kai)是在刀柄材料的(de)彈性形變範圍内(nèi)實現的，不僅可以(yi)提供極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(duì)刀具使 用壽命🌏沒(mei)有限制;液壓刀柄(bing)特點爲采用這一(yi)刀具夾緊系統，可(ke)使系統徑👣向跳動(dòng)誤差精度和重複(fu)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(jiá)緊時，内藏的油🥵腔(qiang)結構及高壓油的(de)存在大大地增加(jiā)了結構阻尼，可有(yǒu)😘效防止刀具和機(jī)床💔主軸的振動;熱(rè)脹冷縮刀柄的優(you)點是徑🏃🏻♂️向跳動誤(wu)差小，精度很高，可(ke)達到 3μm以下水平，傳(chuán)動扭矩大，而刀柄(bǐng)🤞的設計相對比較(jiao)小巧，但其缺陷在(zai)于💃，相比液壓刀柄(bing)或應力鎖🙇🏻緊式刀(dāo)柄來講，其防振性(xìng)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yòng)環節
硬 質合金刀(dāo)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(yong)刀具，使這一類刀(dāo)具的切削速度有(you)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(gong)㊙️司在粗加♍工中盡(jin)可能采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使用R2左(zuǒ)右的硬☂️質合金刀(dao)片，做到粗加工排(pái)屑👨❤️👨 “多”;半精加工選(xuan)用高轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片立銑(xǐ)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(shěng)選用整體合金刀(dao)具的高昂費用。精(jīng)加工中所用小刀(dao)具的半徑應小于(yu)或等于被加工零(líng)件上的内輪廓圓(yuan)角半徑，尤其是在(zai)拐角🌈加工時，應選(xuǎn)用半徑小于拐角(jiǎo)🙇♀️處圓 角半徑的刀(dao)具，并以圓弧插補(bǔ)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(yīn)此，刀具的準确選(xuǎn)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(shi)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(huài)直♍接影響到加工(gong)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(shí)的🌈基礎上, 通過不(bu)斷的實踐，提高⁉️編(biān)程技能，從💯而達到(dào)提高數控加工質(zhì)量的要求。
1.數控編(bian)程的步驟
程序編(biān)制是數控加工中(zhōng)的一項重要工作(zuo)，理想的加工程🔅序(xù)應保證加工出符(fú)合産品圖樣要求(qiú)的合🐉格工件，同時(shi)應能使數控機床(chuáng)的功能得到合理(lǐ)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(zhì)量的産品。
從得到(dao)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(zhu)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(you)化、固化數控加工(gong)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(shè)計圖，采用線🆚框建(jiàn)🌈模、特征建模和實(shí)體建模等不同方(fāng)式，建✂️立零件的💃幾(jǐ)何數字☔化模型。或(huo)者是采用無紙化(hua)設計制造技術，零(líng)件的幾何數字化(hua)模型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chǎn)品結構特點、質量(liang)要求選擇不同的(de)加工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投影(ying)加工還是放射加(jiā)工。不同的加工方(fāng)法對零件的表面(miàn)質量影響較大。
(3)加(jiā)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(ling)件、多軸數控加工(gong)中㊙️的重要内容，有(yǒu)效的刀具軌迹直(zhí)接決💋定了加工的(de)可能性、質量與效(xiao)率。刀具軌迹的生(shēng)成首要目✌️标是使(shi)所 生成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌迹(jì)連續，切入、切出次(cì)數少🥵，無幹涉及碰(pèng)撞等要求。同時，刀(dao)具軌迹還需滿足(zú)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(suǒ)生成的加工程序(xu)不存在任何質量(liàng)問題十分困難，其(qi)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(ti)。特别對于高速加(jia)工，這些問題常常(chang)是緻命的。因此，在(zai)加工前對加工程(cheng)序進行💚仿真驗證(zhèng)是十分必要的⭐。數(shù)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(ben)低、效率高且安全(quan)可靠等特點，是提(ti)高數控編程質量(liàng)及加工質量的重(zhòng)要手段。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yī)項重要内㊙️容，其技(ji)✨術内容包括：機床(chuang)運動學建模與求(qiú)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(yin)此，采用正确的後(hou)置處理對于保證(zheng)加工質量、效率與(yu)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(kòng)加工的執行人，他(tā)們對數控加工質(zhi)量的🙇♀️控制也是很(hěn)明顯的。他們在執(zhi)行加工任務的過(guo)程㊙️中對機床、刀柄(bing)、刀具、加工工藝和(hé)切削參數的實時(shí)狀态了解，他們的(de)各項操作對數控(kong)加工影響直接，所(suo)以機床操作者的(de)技能和責任心也(yě)是提高數控加✉️工(gong)質量的重要因素(su)。
我們知道，雖然機(jī)床等硬件設備是(shì)很關鍵的，但人♌才(cai)👌是影響數控加工(gōng)質量的決定性因(yin)素，因爲程序🆚設計(jì)員和🛀🏻機床操作者(zhě)的職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(ze)🈲任心決定了各種(zhong)先進設備能😄否發(fā)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(jia)工中影響加工質(zhi)量因素的分析, 爲(wèi)合理✂️有🏃♀️效地提高(gāo)數控機床的利用(yong)率提供了可行的(de)依據。其㊙️應用可有(you)☁️效保🌐證數控機床(chuang)的加工精度及良(liang)好的加工效果。
