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數控加工(gōng)作 爲一種先進(jin)的加工方法, 被(bei)廣泛地用于航(háng)空工業☎️、艦船工(gong)業以及電子工(gong)業等高精度、複(fú)雜零件的加工(gōng)生産⛹🏻♀️。在數🐇控加(jia)工中，影響數控(kòng)加工質量的因(yīn)素很多，即工藝(yì)系統中的各組(zǔ)成部分，包括 機(jī)床、刀具、夾具的(de)制造誤差、安裝(zhuāng)誤差以及刀具(jù)使用中的磨損(sǔn)等都直接☎️影響(xiǎng)工件的加工精(jīng)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(jù)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。
數(shu)控加工在中國(guo)制造業 中已經(jīng)有了較長的使(shi)用時間🔴，雖然有(you)㊙️嚴格的數控機(ji)床操作規範、良(liang)好的機床維🈚護(hu)保養，但是其本(běn)身❌的精度損失(shī)是不可避免的(de)。爲了控制産品(pin)的加工質量，我(wǒ)們定⛷️期對 數控(kong)設備進行檢測(cè)維修，明确每台(tái)設備的加工🤟精(jīng)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(jiàn)加工工廠，應嚴(yán)格區分粗、精⭐加(jiā)工的設備使用(yong)，因爲粗加 工⭕時(shi)追求的是高速(sù)度、高的💃🏻去除率(lü)、低的加工🈲精度(du)，精加工則相反(fǎn)，要求高的加工(gong)精度。而粗加工(gōng)時對設👣備的精(jīng)度損害是嚴重(zhòng)的，因此我們🏃♀️将(jiang)使用年限較長(zhang)、精度差的設備(bei)定爲專用的粗(cu)加工設👄備，新設(she)備和精度好的(de)設備定爲精加(jiā)工設備，做到對(duì)現有設備資源(yuan)的合理搭配、明(ming)确分工，将機床(chuang)對加工質量的(de)影響降到了很(hěn)低，同 時又保護(hù)了昂貴的數控(kong)設備，延長了設(shè)備的壽命。
二、刀(dao)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(guan)的刀柄、刀具對(duì)數控加工質量(liàng)的影響又變得(de)突出了。在任何(hé)旋轉刀具💁加工(gōng)系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合(he)體)的聯結是刀(dāo)具加工性能實(shi)現的♍基石。
1.刀柄(bing)與機床的聯結(jie)
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(bǐng)😘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(shi)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(mian)配合間隙增大(dà)，從而影響數控(kòng)加工質🥵量。當機(ji)床高轉速達到(dao)15000 轉/分時，通常需(xū)要采用HSK型刀柄(bǐng)，HSK刀杆爲過定位(wèi)結構，提供與機(ji)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(ji)床緊密配合。
2.刀(dāo)柄與刀具的聯(lián)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(jie)😄方式， 包括加工(gōng)時的夾持力度(dù)、徑向跳動精🧡度(dù)和平衡質量，刀(dao)柄的徑向跳動(dong)精度要小于0.003mm。爲(wei)支持機床的線(xiàn)性傳動，主🌍軸、刀(dāo)柄🌈和刀 具的總(zǒng)重量越小，對獲(huò)得優良切削效(xiào)果 越有❓利。根據(ju)客戶各自的需(xū)求，都能夠找到(dao)一種完美的刀(dāo)柄系統，因爲不(bu)同的系統能夠(gou)提供不同的技(jì)術💰特征和優勢(shì)。 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(dan)性夾緊式刀柄(bǐng)、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(róng)易操作、快速方(fang)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(song)開是在刀柄材(cai)料的彈性形變(biàn)範圍内實現的(de)，不僅可以提供(gòng)🔅極高的❤️刀柄回(huí)🈚轉精 度🌈，而且對(dui)刀具使 用壽命(mìng)沒有限制;液壓(yā)刀柄特點爲采(cai)用這一刀☎️具夾(jiá)緊系統，可使系(xi)統徑向跳動誤(wù)差精度和重複(fú)㊙️定位精度控制(zhì)在3μm以下。由于刀(dāo)柄内存在有高(gao)壓油液壓力，當(dāng)刀具 被🤞夾緊時(shi)，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(zhóu)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(da)，而刀柄的設計(ji)相對比較小巧(qiao)，但其缺陷在于(yu)，相比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式(shì)刀柄來講，其防(fang)振性能較差。
三(san)、刀具的準确選(xuan)擇和使用環節(jie)
硬 質合金刀具(ju)應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬(ying)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(dao)具的切削速度(dù)有很大的提高(gao)，硬質 合金将在(zai)刀具材料中占(zhan)主導地位，覆蓋(gai)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(xuan)用高🧡轉速高進(jìn)💚給R0.8左右的鑲片(pian)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(dù)球頭鏡面刀片(piàn)，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(jia)工中所用🔆小刀(dao)具的半徑應小(xiao)于或等于被加(jia)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(jiǎo)處圓 角半徑的(de)刀具，并😄以圓弧(hú)🔴插補的方式進(jin)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(dao)精加工質量“好(hǎo)”。因此，刀具的準(zhun)确選擇和使用(yong)是影響數控加(jiā)工質量的重要(yào)因素。
四、數控編(biān)程環節
程序是(shi)數控機床惟一(yi)能夠識别的語(yu)言，它向機床✉️發(fā)出一條一♈條加(jiā)工指令，控制着(zhe)機床的 每一步(bu)驟，程序的好壞(huai)直接影響到加(jiā)工的質量和效(xiao)率。這就需要在(zài)🈲全面了解機床(chuang)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(guò)不斷的🐉實踐，提(ti)高編程技能，從(cong)⁉️而達到提高數(shù)控加工質❌量的(de)要求。
1.數控編程(chéng)的步驟
程序編(biān)制是數控加工(gong)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(chǎn)品圖樣要求的(de)合格工件，同時(shí)應能使數控機(jī)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(gong)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(kong)加工程序的編(biān)制過程。
程序定(ding)型階段由主管(guan)領導審核數控(kong)編程刀路，合格(ge)後填❄️寫數🧑🏾🤝🧑🏼控加(jiā)工程序單，繪制(zhì)加工簡圖。到現(xiàn)場了解程序❗執(zhí)行🐆情況🌈，并優化(huà)、固化數控加工(gōng)程序。
2.數控編程(chéng)的關鍵問題
(1)零(ling)件數字化模型(xing)：一般情況下依(yi)據産品設計圖(tú)，采用線框建模(mó)、特征建模和實(shí)體建模等不同(tong)方式，建立零件(jiàn)的幾何數字化(huà)模型。或者是采(cǎi)用無紙化設計(ji)制造技術，零件(jiàn)的幾何數字化(hua)模型直接由設(she)計⛷️而來。
(2)加工方(fāng)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(tou)影加工還是放(fàng)射加工。不同的(de)加工方法對零(líng)件的表面質量(liang)✂️影響較🌏大。
(3)加工(gōng)參數的選擇：加(jia)工參數的選擇(ze)主要取決于工(gōng)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(yě)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(you)效的刀具軌迹(jì)直接決定了加(jiā)工的可能性、質(zhì)量與效率。刀具(jù)軌迹的生成✌️首(shou)要目标是使所(suo) 生成的刀具✂️軌(guǐ)迹滿♊足平穩、光(guāng)滑、負荷變化小(xiǎo)、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(zu)穩定性好、編程(chéng)效率高和程序(xù)量小等 條件。
(5)數(shù)控加工仿真：由(you)于零件形狀及(ji)加工環境的複(fú)雜性，要🏒确保所(suo)生成的加工程(cheng)序不存在任何(hé)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(chuáng)各部件之間的(de)幹涉碰撞等問(wèn)題。特🏃🏻别對于高(gāo)速加工，這些⛹🏻♀️問(wèn)題常常🈲是緻命(ming)的。因此，在加工(gong)前對加🏒工程序(xù)進行仿真驗證(zheng)是🔞十分必要的(de)。數控加工 仿真(zhen)通過軟件🚶模拟(nǐ)加工環境，刀具(jù)軌迹與材料切(qie)除過程來檢驗(yan)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(bian)程質量及加工(gong)🌍質量的重要手(shǒu)段。
(6)後置處理：後(hou)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(xue)建模與求解、機(jī)床坐标運動變(bian)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(zhuǎn)換✂️等。因此👄，采用(yong)正确的後置處(chu)理對于保證加(jia)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(zhě)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(shì)很明顯的。他們(men)在執行加工任(rèn)務的過程中對(duì)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(xiǎng)直接，所以機床(chuang)操作者的技能(neng)和責🍉任心也是(shi)提高數控加工(gong)質量的重要因(yin)素。
我們知道，雖(suī)然機床等硬件(jiàn)設備是很關鍵(jian)的，但人才是影(ying)響數控加工質(zhi)量的決定性因(yīn)素，因爲程序設(she)計員和機床操(cāo)作者的職業道(dào)德、技能水平以(yǐ)及崗位責任心(xīn)決定了各種先(xian)進⚽設備能否發(fā)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(jin)，爲數控加工質(zhi)量的持續提高(gao)打下堅實的基(ji)礎㊙️。
通過對數控(kong)加工中影響加(jia)工質量因素的(de)分析, 爲合理有(yǒu)🔞效地提高數控(kong)機床的利用率(lü)提供了可行的(de)依據。其應用可(kě)有效保證數控(kòng)機床的加工精(jīng)度及良好的加(jia)工效果。