數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jia)工方法, 被廣泛地(di)用于航空工業、艦(jiàn)船工業以及電子(zi)工業等高精度、複(fú)雜零件的加工生(sheng)産。在數控加工中(zhōng)，影響數控加工質(zhi)量的因素很多，即(ji)工藝系統中的各(ge)組成部分，包括 機(ji)床、刀具、夾具的制(zhi)造誤差🌐、安裝誤差(chà)以及刀具使用中(zhōng)的磨損等都直接(jiē)影響工件的加工(gōng)精度。也就是說，在(zai)加工🌍過程中整個(ge)工藝系統會産生(sheng)各種誤差，從而改(gai)變刀 具和工🤟件在(zài)切削🈲運動過程中(zhong)的相互位置關系(xì)而影💯響零件的加(jia)工精🔞度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yong)環節
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shi)用時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床操(cāo)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(jin)行檢測維修，明确(que)每台設備的加工(gong)精度，明确🆚每台設(she)備的加工任務。對(duì)⛱️于大批量成批生(shēng)産的零件加工工(gong)廠，應嚴格區分粗(cū)、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(gong)則相反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jiā)工時對設📧備的精(jīng)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(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(yǒu)設備資源的合理(li)搭配、明确分工，将(jiang)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(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(kòng)加👅工質量的影響(xiang)又變得突出了。在(zài)任何㊙️旋轉💰刀具加(jia)工系統中，主軸與(yǔ)夾頭(或其組合體(ti))的聯結是刀具加(jiā)工性能實現的💘基(jī)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(chang)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(yu)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(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(zhuī)面配合間隙增大(da)，從而影響🏃🏻數控加(jiā)工質量。當機床高(gao)轉速達到15000 轉/分時(shí)，通常需👅要采用HSK型(xing)刀柄，HSK刀杆爲過定(dìng)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(yi)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dāo)具的聯結方式， 包(bāo)括加工時的夾持(chí)力度、徑向跳動精(jing)度和🌈平衡質量，刀(dāo)柄的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支💚持(chí)機床的線性傳動(dong)，主軸、刀柄♻️和刀 具(ju)🛀的總重量越小，對(dui)獲得優良切削🧡效(xiao)果 越有利。根據客(kè)㊙️戶各自的🔅需求，都(dou)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yīn)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(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(rè)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(dāo)具的夾緊或松⚽開(kāi)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(bing)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(yī)刀🧑🏽🤝🧑🏻具夾緊系統，可(kě)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(nèi)存在有高壓油液(ye)壓力，當刀具 被😍夾(jia)緊時，内藏的油🈲腔(qiāng)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(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(bing)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(xing)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yòng)環節
硬 質合金刀(dao)具應用範圍在企(qǐ)業越來越廣，硬質(zhì)合金将代替大部(bù)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(dāo)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhì) 合金将在刀具材(cái)料中占主導地位(wèi)，覆蓋大部分常規(gui)的加工領域。我公(gōng)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(dāo)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(gong)走刀“快”;精加工時(shí)盡量選用硬質合(he)金刀杆和高精度(du)☂️球頭鏡面刀片，這(zhè)樣可在保正 加工(gōng)質量的同 時節省(shěng)選用整體合金刀(dāo)具的高昂費用。精(jing)加工中所用小刀(dāo)具的半📐徑應小于(yú)或等于被加工零(líng)件上的内輪廓圓(yuan)角半徑，尤其是在(zài)拐角加工時，應選(xuǎn)用半徑🈲小于拐角(jiǎo)處圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧👉插補(bu)的方🌈式進行加工(gōng)，這樣可以避免采(cǎi)用直線插補而出(chu)現👌過切現象，做到(dao)精加🌈工質量“好”。因(yin)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(kòng)編程環節
程序是(shì)數控機床惟一能(néng)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(yī)步驟🧑🏾🤝🧑🏼，程序的好壞(huai)直接影響到加工(gōng)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(shi)的基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高✌️編(biān)程技能，從而達到(dao)提高♊數控加工質(zhi)量的要求。
1.數控編(biān)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(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(dì)工作，加工出高質(zhì)量的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣到(dao)獲得數控加工程(chéng)序的編制過程。
程(cheng)序定型階段由主(zhǔ)管領導審核數控(kòng)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(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(shè)計圖，采用🥵線💚框♋建(jiàn)模、特征建模和實(shi)體建模等不同方(fang)式，建立零件的🔅幾(ji)何㊙️數字化模型。或(huo)者是采用無紙化(hua)設計制造🚶技術，零(ling)件的幾💔何數字化(huà)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(miàn)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(jia)工參數的選擇：加(jiā)工參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件📱材(cái)料、刀具形狀和材(cái)料、機床性能等因(yin)素。加工參數選擇(ze)的合理性對🍉零件(jiàn)㊙️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(líng)件、多軸數控加✊工(gong)中的重要内容，有(you)效的刀具軌迹直(zhi)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(shǐ)所 生成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌迹(ji)連續，切入、切出次(cì)數少☀️，無幹涉及碰(peng)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(xiao)等 條件。
(5)數控加工(gong)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(jī)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(chéng)序進行仿真驗證(zheng)是十分必要的♌。數(shù)控加工 仿⛱️真通過(guò)軟件模拟加工環(huan)境，刀具軌迹與材(cai)料切除過程來檢(jian)驗程序，具有成本(ben)低、效率高且安全(quán)可靠⚽等特點，是提(ti)高數控🔞編程質量(liàng)及加工質量的重(zhong)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(jì)術内容包括：機床(chuang)運動學建模與求(qiú)解👄、機床坐标運動(dòng)變換、非線♊性運動(dòng)誤差校驗、機床結(jié)🤩構誤差補償及數(shu)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的後(hòu)置處理對于保證(zhèng)加工質量、效率與(yu)機床可靠運♈行具(ju)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(ta)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(guò)程中對機床、刀柄(bing)😘、刀具、加工工藝和(he)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(sù)。
我們知道，雖然機(ji)床等硬件設備是(shi)很關鍵的，但人才(cai)❌是影🏃🏻響數控加工(gōng)質量的決定性因(yīn)素，因爲程序♍設計(jì)員和機床🙇♀️操作者(zhe)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(yao)重視人才的培養(yang)和引進，爲數控加(jia)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(zhì)量因素的分析, 爲(wèi)♉合🔴理有效地提高(gao)數控機床的利用(yòng)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。
