數(shù)控加工作 爲一種(zhǒng)先進的加工方法(fa), 被廣泛地用于㊙️航(háng)空工業、艦船工業(yè)以及電子工業等(děng)高精度、複雜零件(jiàn)的加工生産❤️。在數(shù)控加工中，影響數(shù)控加工質量的因(yin)素很多，即工藝系(xì)統中的各組成部(bu)分，包括 機床、刀具(jù)、夾具的制造誤差(cha)、安裝誤差以及刀(dao)具使用中的磨損(sun)等都直接👄影響工(gōng)件的加工精度。也(ye)就是說，在加工過(guo)程中整個工藝系(xi)統會産生🏃♂️各種誤(wù)差，從而🐆改變刀 具(jù)和工♋件在切削運(yùn)動過程中的🏃♂️相互(hù)位置關系而影響(xiǎng)零件的加工精度(du)及質量。
一、機床的(de)合理選用環節
數(shù)控加工在中國制(zhì)造業 中已經有了(le)較長的使用時🈚間(jian)，雖然有嚴格的數(shù)控機床操作規範(fan)、良好的機床維護(hù)保養，但是其本身(shēn)✂️的精度損失是不(bu)可避免的。爲了控(kong)制産品的加工質(zhì)量，我們定⛱️期對 數(shu)控設♊備進行檢測(cè)維修，明确每台設(she)備的加工精度，明(ming)确每台設備的加(jiā)工任務。對于大批(pi)量成🆚批生産的零(líng)件加工工廠，應嚴(yán)格區分粗、精加工(gong)的設備使用，因爲(wèi)粗加 工時追求的(de)是高速度、高的去(qu)除率、低的加工精(jing)度，精加工則相反(fan)，要求高的加工精(jīng)度。而粗加工時對(dui)設備的精度損害(hài)是嚴重的，因此我(wo)們将使🏒用年限較(jiao)長、精度差的設備(bèi)定爲專用的粗加(jia)工設備，新設備和(he)精度好的設💯備定(dìng)爲精加工設備，做(zuò)到對現有設備資(zi)源的合理搭配🌈、明(ming)确分工，将機床對(dui)加工質量的影響(xiang)降到了很低，同 時(shí)又保護了昂貴的(de)數控設備，延長了(le)設備的壽命。
二、刀(dāo)柄的合理選用環(huán)節
當我們的機床(chuáng)不可改變時，與機(jī)床相關的刀柄、刀(dāo)具對數控💋加工質(zhì)量的影響又變得(de)突出了。在任何🐕旋(xuán)轉刀具🌈加工系統(tǒng)❌中，主軸與夾頭(或(huo)其組合體)的聯結(jié)是刀具加工性能(néng)實現的基石。
1.刀柄(bing)與機床的聯結
目(mù)前企業常用刀柄(bǐng)與機床的 接口主(zhu)要有BT刀柄和HSK刀柄(bǐng)，刀柄✉️結⚽構如圖1所(suǒ)示。BT刀柄與機床主(zhu)軸的接口錐柄錐(zhuī)度👣爲7∶24，這種方式的(de)刀柄隻适合于低(di)速加工♊，因BT刀柄與(yǔ)主軸 隻是錐🌐面配(pèi)合，當轉速太高時(shi)，由于離心力的作(zuò)用會使錐面配合(he)間隙增大👅，從而影(ying)響📐數控加工質量(liàng)。當機床高轉速達(dá)到15000 轉🔴/分時，通常需(xu)要采用HSK型刀柄⛷️，HSK刀(dāo)杆爲過定位🔴結構(gou)，提供與機💔床标準(zhun)聯結，在機床拉力(li)作用下，保證刀杆(gan)短錐和端面與機(ji)床緊密配合。
2.刀柄(bing)與刀具的聯結
對(dui) 刀柄另一個重要(yào)的技術要求就是(shi)刀柄與刀具☂️的聯(lián)‼️結方式✏️， 包括加工(gōng)時的夾持力度、徑(jìng)向跳動精🛀度和平(píng)衡質量，刀柄的徑(jing)向跳動精度要小(xiǎo)于0.003mm。爲支持機床的(de)線性傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具的總重(zhòng)量越小，對獲得優(you)良切削效果 越有(yǒu)利。根據客戶各自(zì)的需求，都能夠找(zhao)到一種完美的刀(dāo)柄系🍓統，因爲不同(tong)🛀🏻的系統能夠📞提供(gòng)不同的技術特征(zhēng)和優勢。 刀💔柄對⛷️刀(dāo)杆 、刀具的夾緊方(fang)式主♈要有4種刀♋柄(bing)：側固式刀柄❌、彈性(xìng)夾緊式刀柄、液壓(ya)刀柄和熱脹冷縮(suō)刀柄等。
側固式刀(dāo)柄的 特點是簡單(dan)容易操作、快速方(fāng)便、安全性🔱極高;彈(dan)性夾緊式刀柄的(de)特點是刀具的夾(jiá)緊♻️或松開是在刀(dāo)柄材料的🤩彈性形(xíng)變範圍内實現的(de)，不僅可🏃♀️以提供極(jí)高的刀柄回轉精(jing) 度，而且對刀具使(shi) 用壽命沒有限制(zhi);液壓刀柄特點爲(wèi)采用這一刀具夾(jia)緊系統📐，可使系統(tong)徑向跳動誤差精(jīng)度和重複定位精(jing)度控制在3μm以下。由(yóu)于刀柄内存在有(you)高壓油液壓力，當(dang)刀具 被夾緊時，内(nei)藏的油腔結構及(ji)高壓油的存在大(dà)大地增加了結構(gòu)阻尼，可有效防止(zhǐ)刀具和機床主軸(zhou)的振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是徑(jìng)🔞向跳動誤差小，精(jing)度很高，可達到 3μm以(yǐ)下水平，傳動扭👨❤️👨矩(jǔ)大，而刀柄的設計(ji)相對比🔴較小巧，但(dan)其缺陷在于，相比(bi)液壓刀柄或應力(lì)鎖緊式刀⛱️柄來講(jiǎng)，其防振性💰能較差(chà)。
三、刀具的準确選(xuǎn)擇和使用環節
硬(ying) 質合金刀具應用(yong)範圍在企業越來(lái)越廣，硬質合金将(jiāng)代替大部分高速(sù)鋼刀具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲錐等(děng)簡樸通用刀具，使(shi)這一類刀具的切(qiē)削速度有很大的(de)提高，硬質 合金将(jiang)在🌈刀具材料中占(zhàn)主導💜地位，覆蓋大(da)部分常規的加工(gong)領域。我公👈司在粗(cu)加工中盡可能采(cai)用大直徑的牛鼻(bi)刀，使用R2左右的硬(ying)質合金刀片，做🤩到(dào)粗加工排屑 “多”;半(bàn)精加工選用高轉(zhuǎn)速高進給R0.8左右的(de)鑲片立銑刀，做到(dao)半精加工走刀“快(kuai)”;精加工時盡量選(xuan)用硬質合金刀🐅杆(gǎn)和高精度球頭鏡(jìng)面刀片，這樣可👣在(zài)保正🧑🏽🤝🧑🏻 加工質量的(de)同♌ 時節🤞省選用整(zheng)體合金刀具的高(gāo)昂費用。精加工中(zhong)所用🈲小刀具的半(bàn)徑應小于或等于(yú)被加工零件上的(de)内輪廓圓角半徑(jìng)，尤其是在拐角加(jiā)工時，應選用半徑(jing)小于拐角處圓 角(jiǎo)半徑的刀具，并以(yǐ)圓弧插補的方式(shi)進行加工，這樣可(ke)♌以避免采用直線(xian)插補而出現過切(qiē)現象，做到精加工(gōng)質量“好🆚”。因此，刀🏃♀️具(ju)的準确選擇和使(shǐ)用是🛀🏻影響數控加(jiā)工質量的重要因(yīn)素。
四、數控編程環(huan)節
程序是數控機(jī)床惟一能夠識别(bie)的語言，它向機床(chuáng)發出🤞一🥰條一條加(jiā)工指令，控制着機(ji)床的 每一步驟📞，程(cheng)序的好㊙️壞直⭕接影(yǐng)✊響到加工的質量(liang)和效率。這就需要(yao)在全面了解機床(chuáng)性能、加工的每一(yi)環節以及必要的(de)相關知識的基礎(chǔ)上, 通過不斷的實(shí)踐，提高編程技能(neng)，從而達到提高🤟數(shù)控加工質量的要(yào)求。
1.數控編程的步(bù)驟
程序編制是數(shu)控加工中的一項(xiang)重要工作，理想的(de)加工程序應保證(zhèng)加工出符合産品(pǐn)圖樣要求的合格(ge)工件，同時應能使(shi)數控🔆機床的功能(néng)得到合理的應用(yòng)與充分的發揮，使(shǐ)數控機床安全、可(ke)靠、 高效地工作，加(jia)工❄️出高質量的産(chan)品。
從得到産品零(líng)件圖樣到獲得數(shù)控加工程序的編(biān)制過程。
程序定型(xíng)階段由主管領導(dǎo)審核數控編程刀(dāo)路，合格後填寫數(shu)🐉控加工程序單，繪(huì)制加工簡圖。到現(xian)場了解程序執行(háng)情況，并優化、固化(hua)數控加工程序。
2.數(shu)控編程的關鍵問(wèn)題
(1)零件數字化模(mó)型：一般情況下依(yi)據産品設計圖，采(cǎi)用⭐線框建模、特征(zheng)建模和實體建模(mó)等不同方式，建立(lì)零件的幾何數字(zì)化模型。或者是采(cai)用無紙化設👨❤️👨計制(zhì)造技術，零件的幾(ji)🌐何數字化模型直(zhi)接由設計✍️而來。
(2)加(jia)工方案的确定：主(zhu)要針對産品結構(gou)特點、質量要求選(xuan)擇✂️不同的加工方(fāng)法，如：曲面加工是(shì)選擇投影㊙️加工還(hai)是♌放射加工。不同(tong)的加工方法對零(ling)件的表面質量影(yǐng)響較大。
(3)加工參數(shù)的選擇：加工參數(shù)的選擇主要取決(jue)于工件材料、刀具(ju)形狀和材料、機床(chuáng)性能等因素。加工(gong)參數選擇的合理(li)性對零件⭐的表面(miàn)質量也有較大影(ying)響。
(4) 刀具軌迹的生(shēng)成：刀具軌迹生成(cheng)是複雜零件、多軸(zhou)數控加工中的重(zhong)要内容，有效的刀(dao)具軌迹直接決定(dìng)了✏️加工的可能性(xìng)、質量與效率。刀具(jù)軌迹的生成首要(yao)目标是使所 生成(chéng)的刀具軌迹滿😍足(zú)平穩、光滑💚、負荷變(biàn)化⭐小、軌迹連續，切(qiē)入、切出次數少，無(wú)幹涉及⛱️碰撞等要(yào)求💘。同時，刀具軌☂️迹(ji)還需滿足穩定性(xing)好、編程效率高和(hé)程💃序量小等 條件(jian)。
(5)數控加工仿真：由(you)于零件形狀及加(jia)工環境的複雜性(xìng)，要☀️确保所生成的(de)加工程序不存在(zài)任何質量問題十(shí)分困難，其👈中主要(yào)的是加工 過程中(zhōng)的過切、機床各部(bù)件之間的幹涉⭐碰(peng)撞等問題。特别對(dui)于高速加工，這些(xie)問題常常💃🏻是緻命(mìng)的。因此，在加工前(qián)對加💞工程序進行(hang)仿真驗證是十分(fen)必要的。數控加工(gōng) 仿🔴真通過軟件模(mó)拟加工環境，刀具(jù)軌迹與材料☀️切除(chú)過程來檢驗程序(xù)，具有成本低、效率(lü)高且安全可靠等(deng)特點，是提高數控(kong)編程質量及加工(gōng)質量的重要手段(duàn)。
(6)後置處理：後置處(chu)理是數控加工編(bian)程中的一項重要(yao)内容✂️，其🚶技術内容(róng)包括：機床運動學(xué)建模與求解、機床(chuang)坐标運動💞變換、非(fei)線性運動誤差校(xiào)驗、機床結構誤差(cha)補償及數控代碼(ma)轉換等。因此，采用(yong)正确的後置處理(lǐ)對于保證加工質(zhì)量、效率與機床可(ke)靠運行具有重要(yao)作用。
五、機床操作(zuo)者環節
機床操作(zuò)者是數控加工的(de)執行人，他們對數(shu)控加工質✂️量🥰的控(kong)✂️制也是很明顯的(de)。他們在執行加工(gong)任務的過程中對(dui)機床、刀柄、刀具、加(jia)工工藝和切削參(cān)⭕數的實時狀态了(le)解，他們的各項操(cāo)作對數控加工影(ying)響直接，所以機床(chuáng)操作者的🌍技能和(hé)責任心也是提高(gāo)數控加❗工質量的(de)重♊要因素。
我們知(zhī)道，雖然機床等硬(ying)件設備是很關鍵(jian)的，但人🧑🏾🤝🧑🏼才是💚影響(xiǎng)數控加工質量的(de)決定性因素，因爲(wèi)程序‼️設計員和✉️機(jī)床操作者的職業(ye)道德、技能水平以(yǐ)及崗位責任心決(jué)定了各種先進設(shè)備能否發揮出多(duo)大的效能。所以我(wǒ)們🧑🏽🤝🧑🏻一定要重視人(rén)才的培養和引進(jin)，爲數控加工質量(liang)的持續提高打下(xia)㊙️堅實的基礎。
通過(guo)對數控加工中影(ying)響加工質量因素(su)的分析, 爲合理☎️有(yǒu)效地提高數控機(ji)床的利用率提供(gong)了可行的依據。其(qí)應用可有效保證(zheng)數控機床的加工(gōng)精度及良好的加(jia)工效果。
