數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jiā)工方法, 被廣泛地(di)用🛀🏻于航空工業、艦(jian)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fu)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(gè)組成部分，包括 機(jī)床、刀具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝誤差(cha)☂️以及刀具🌈使用中(zhōng)的磨損等都直接(jie)影響工件的加工(gōng)精度。也✍️就是說，在(zài)加工過程中整個(gè)工藝系統會産生(sheng)各種誤差，從而改(gai)變刀 具和工件在(zai)切削運動過程中(zhōng)的相互位置關系(xi)而影響零件的加(jia)工精度及質量。
一(yī)、機床的合理選用(yòng)環節
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yǐ)經有了較長的使(shi)用時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床操(cao)作規範、良好的機(jī)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(gōng)精度，明确💛每台設(shè)備的加工任務。對(dui)于大批量成❤️批生(shēng)産的零件加工工(gōng)廠，應嚴格區分粗(cu)、精加工的設備使(shǐ)用，因爲粗加 工🈲時(shí)追求的是高速度(dù)、高的👉去除率、低的(de)加工精度，精加工(gōng)則相反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jing)度損害是嚴重的(de)，因此我們将使㊙️用(yong)年限較長、精度🏃🏻♂️差(chà)的設備定爲專用(yong)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(you)設備資源的合理(lǐ)📧搭配、明‼️确分工，将(jiāng)機床對加工質量(liàng)的影響降到了很(hen)低，同 時又保護了(le)昂貴的數控設備(bei)，延長了設備的壽(shòu)命。
二、刀柄的合理(li)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(bian)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數控(kòng)🌈加工質量的影響(xiang)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(gòu)如圖1所示。BT刀柄與(yǔ)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的刀柄隻适(shi)合于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻是(shì)錐面配合，當轉速(sù)太高時，由于離心(xin)力的作用會使錐(zhuī)面配合😄間隙增大(dà)🐇，從而影響數控加(jiā)工質量。當機床高(gāo)🏒轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需要采用HSK型(xíng)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(bǎo)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(yao)求就是刀柄與刀(dao)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(dāo)柄的徑♉向跳動精(jīng)度要小于0.003mm。爲支🤟持(chi)機床的線性傳動(dòng)，主軸、刀柄和刀 具(jù)的總重量越🛀🏻小，對(duì)獲得優良切削效(xiao)果 越有利。根據客(kè)戶各自的需求，都(dōu)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yin)爲不同♌的系統能(néng)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(you)4種刀柄：側固式刀(dāo)柄、彈性夾緊式刀(dao)柄、液⛷️壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特點(diǎn)是簡單容易操作(zuo)、快速方便、安全性(xìng)極🔴高;彈性夾緊式(shì)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(nei)實現的，不僅可以(yi)提供極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(dui)刀具使 用壽命沒(méi)有限制✍️;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用這一(yi)刀具夾緊系統，可(ke)使系統徑向跳動(dong)誤差精度和重複(fú)定位精度控⭕制在(zai)3μm以下。由于刀柄内(nèi)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(ji)床主軸的振動;熱(rè)脹冷縮刀柄的優(yōu)點是徑向跳動誤(wù)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(jiào)小巧，但其缺陷在(zài)于，相比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式刀(dao)柄來講，其防振性(xing)‼️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(he)💜絲錐等簡樸通用(yòng)刀🏃🏻具，使✉️這一類刀(dao)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhi) 合金将在刀具材(cái)料中占主導🐅地位(wèi)，覆蓋大部分常規(guī)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(zuo)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(gěi)R0.8左右的鑲片立銑(xǐ)刀，做到半精加工(gōng)走刀“快”;精加工時(shi)盡量♊選用硬質合(he)金刀杆和高精度(dù)球頭鏡面刀片，這(zhe)樣可在保正 加工(gong)質量的同 時節省(sheng)選用整體合金刀(dāo)具的💜高昂費用。精(jing)加工中所用小刀(dao)具的半徑應小于(yu)或等于被加工零(ling)件上的内輪廓🐅圓(yuan)角半徑，尤其是在(zai)拐角加工時，應選(xuan)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(gōng)，這樣可🔅以避免采(cai)用直線插補而出(chu)🙇♀️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(xiǎng)數控加工質量的(de)重要因素。
四、數控(kòng)編程環節
程序是(shi)數控機床惟一能(néng)夠識别的語言，它(ta)向機床❌發出一條(tiao)一⛹🏻♀️條加工指令，控(kong)制着機床的 每一(yi)步驟，程序的好壞(huài)直接影響到加工(gōng)的質量和效率。這(zhe)就需要在🌈全面了(le)解機床性能、加🔱工(gōng)的每一環節以及(ji)💰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(zhi)量的要求。
1.數控編(bian)程的步驟
程序編(biān)制是數控加工中(zhong)的一項重要工作(zuò)，理想的加工程序(xu)應保證加工出符(fu)合産品圖樣要求(qiú)的合格工件，同時(shi)應能使🔱數控機床(chuang)的功能得到合理(li)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(cheng)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(cheng)序單，繪制加工簡(jian)圖。到現場了解程(chéng)序🔞執行🐆情況，并優(yōu)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(shù)字化模型：一般情(qing)況下依據産品設(she)計圖，采用線框建(jian)❌模、特征建模和實(shí)體建模等不同方(fang)式，建立零件的幾(jǐ)何數字化模型。或(huo)者是采用無紙化(huà)設👈計制造技術，零(líng)件的幾何數字化(huà)模型直接由設計(jì)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(miàn)加工是選擇投影(ying)加工還是❌放射✔️加(jiā)工。不同的加工方(fang)法對零件的表面(mian)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(you)較大影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(ling)件、多軸數控加工(gōng)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(xiào)率。刀具軌迹的生(shēng)成首要目标是使(shi)🔴所 生成的刀具軌(gui)迹滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌迹(jì)連續，切入、切出次(ci)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(xiào)率高和程🔅序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數控加工(gong)仿真：由于零件形(xíng)狀及加工環境的(de)複雜性，要🔅确保所(suo)♊生成的加工程序(xu)不存在任何質量(liàng)問題十分困難，其(qí)中主要的是加工(gong) 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(cháng)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(shu)控加工 仿真通過(guò)軟件模拟加工環(huan)境，刀具軌迹與材(cái)料切除過程來檢(jiǎn)㊙️驗程序，具有成本(běn)低、效率高且安全(quan)可靠♉等特點，是提(tí)高數控編程質量(liang)及加工質量的重(zhòng)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yi)項重要内容🐉，其♉技(jì)術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiú)解、機床坐标運動(dong)變換、非線性運動(dòng)誤差校驗、機床結(jié)構誤差補償及數(shù)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的後(hòu)置處理對于保證(zheng)加工質量、效率與(yǔ)機床可靠運行具(ju)有重要作用。
五、機(ji)床操作者環節
機(ji)床操作者是數控(kong)加工的執行人，他(tā)們對數控加工質(zhì)量的⁉️控🌏制也是很(hen)明顯的。他們在執(zhi)行加工任務的過(guo)程👣中對機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(hé)切削參數的實時(shi)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(ye)是🈲提高數控加工(gong)質量的重要因素(sù)。
我們知道，雖然機(jī)床等硬件設備是(shì)很關鍵的，但人👄才(cái)是影😍響數控加工(gōng)質量的決定性因(yīn)素，因爲程序🐉設計(ji)🐅員和機床操作者(zhe)的職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(zé)任心決定了各🍉種(zhǒng)先進設備能否發(fa)揮出多大的效能(neng)。所以我們一定要(yao)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(ji)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(yǒu)效保證數控機床(chuang)的加工精度❤️及良(liáng)好的加工效果。
