數(shu)控加工作(zuò) 爲一種先(xiān)進的加工(gong)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yú)航空工業(ye)、艦船工業(yè)以及電子(zǐ)工業等高(gāo)精度、複🌈雜(za)零件的加(jia)工生産。在(zai)數控加工(gōng)中，影響數(shù)控加工質(zhi)量的因素(su)很多，即工(gong)藝系統🔞中(zhong)的各組成(cheng)部分，包㊙️括(kuo) 機床、刀🤟具(jù)、夾具的制(zhì)造誤差、安(an)裝誤差以(yi)及刀具使(shi)用中的磨(mó)‼️損等都直(zhi)接影響工(gong)件的加工(gōng)精度。也☁️就(jiu)是說，在加(jiā)工過程中(zhōng)整個工藝(yì)系統會産(chǎn)生☁️各種誤(wù)差，從而改(gǎi)變刀 具和(hé)工件在切(qie)削運動過(guo)程中的相(xiàng)互位置關(guān)系而影響(xiǎng)零件的加(jia)工精度及(jí)質量。
一、機(ji)床的合理(li)選用環節(jiē)
數控加工(gōng)在中國制(zhì)造業 中已(yi)經有了較(jiao)長的使用(yòng)時間，雖然(rán)💁有嚴格的(de)數控機床(chuang)操作規範(fan)、良好的機(jī)💋床維護保(bao)養，但是其(qí)本身的精(jing)度損失是(shi)不可避免(miǎn)♈的。爲了控(kong)制産👄品的(de)加工質量(liang)，我們定期(qi)對 數控設(shè)⚽備進行檢(jiǎn)測維修，明(míng)确每台設(she)備的加工(gōng)🚶♀️精度，明确(que)每台設備(bèi)的加工任(ren)務。對于大(dà)批量成批(pī)生産的零(líng)🏃件加工工(gong)廠，應嚴格(ge)區分粗、精(jīng)加工的設(shè)備使用，因(yīn)爲粗加 工(gong)🎯時追求的(de)是高速度(du)、高的🙇♀️去除(chu)率、低的加(jiā)工🏃♂️精度，精(jing)加工則相(xiang)反，要求高(gao)的加工精(jīng)度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(du)損害是嚴(yán)重的，因此(ci)我們将使(shǐ)用年限較(jiao)長、精度差(cha)的設備定(dìng)爲專用的(de)粗加工設(she)備，新設備(bèi)和😄精度好(hao)的設備定(ding)爲精加工(gong)設備，做到(dào)對現有設(shè)備資源的(de)合理搭配(pei)、明确分工(gōng)，将機床對(dui)加工質量(liang)🈲的影響降(jiang)到了很低(dī)，同 時又保(bao)護了昂貴(gui)的數控設(shè)備，延長了(le)設備的壽(shòu)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuan)用環節
當(dang)我們的機(jī)床不可改(gai)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(ju)♻️對數控加(jiā)工質量的(de)影響又變(biàn)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉刀具加(jiā)工系統中(zhong)，主軸與夾(jia)頭(或其組(zu)合體)的聯(lian)結是刀具(ju)加🔞工性能(neng)實現的基(ji)石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯(lián)結
目前企(qi)業常用刀(dāo)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhu)要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀(dāo)柄結🚩構如(ru)圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床(chuang)主軸的接(jie)口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的刀(dāo)柄隻适合(hé)于低速加(jiā)工，因BT刀柄(bing)與主軸 隻(zhī)是錐面配(pei)合，當轉速(sù)太高時，由(you)于離心力(li)的作用會(huì)使錐面配(pei)合間隙增(zeng)大，從而影(ying)響數控加(jiā)工質量。當(dāng)機床高轉(zhuan)速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常(cháng)需要采用(yòng)HSK型刀柄🚩，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位結構，提(tí)供與機床(chuang)标準聯結(jié)，在機床拉(lā)♻️力作用下(xia)，保證刀杆(gǎn)短錐和端(duān)面🈚與機床(chuang)緊密配合(hé)。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結(jié)
對 刀柄另(ling)一個重要(yao)的技術要(yao)求就是刀(dāo)柄與刀具(ju)的聯結方(fāng)式🤞， 包括加(jia)工時的夾(jia)持力度、徑(jìng)向跳動精(jing)度和平衡(héng)質量，刀柄(bǐng)的徑向跳(tiào)動精度要(yào)小于0.003mm。爲支(zhi)持機床的(de)線性傳動(dong)，主軸、刀柄(bing)✂️和刀 具🔱的(de)總重量越(yue)小，對獲得(de)優良切削(xue)效果 越有(you)利。根據客(ke)戶各自的(de)⛷️需求，都能(néng)夠找到一(yī)種完🤩美的(de)刀柄系統(tǒng)，因爲不同(tong)的系統能(neng)夠提供不(bú)同的技術(shu)🏒特征和優(you)勢。 刀柄對(duì)刀杆 、刀具(jù)的夾緊方(fang)式主要有(yǒu)4種刀柄：側(ce)固式刀柄(bǐng)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(yè)壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bing)的 特點是(shi)簡單容易(yi)操作、快速(sù)方便、安全(quán)性極高;彈(dan)性夾緊式(shì)刀柄的特(te)點是刀具(jù)的夾緊或(huo)松開是🏃🏻在(zài)刀柄材♌料(liao)的彈性形(xíng)變範圍内(nei)實現的，不(bu)僅可以提(ti)供極高的(de)刀柄回♋轉(zhuan)精 度，而且(qie)對刀具使(shi) 用壽命沒(mei)有限制;液(ye)壓刀柄❓特(tè)點爲采用(yong)這一刀具(jù)夾緊系統(tong)，可使系統(tong)徑向跳動(dòng)誤差精度(dù)和重複🏃🏻定(ding)位精度控(kòng)制🧑🏾🤝🧑🏼在3μm以下(xia)。由于刀柄(bǐng)内存在有(yǒu)高壓油液(ye)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jǐn)時，内藏的(de)油⛱️腔結構(gou)及高壓油(yóu)㊙️的存在大(dà)大地增加(jiā)了結構阻(zu)尼，可有💁效(xiào)防止刀具(jù)和機床🐆主(zhu)軸的振動(dòng);熱脹冷縮(suō)刀柄的優(yōu)點是徑向(xiang)跳動誤差(chà)小，精度很(hěn)高😄，可達到(dào) 3μm以下水平(ping)，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄(bing)的設計相(xiàng)對🌂比較小(xiao)巧，但其缺(quē)陷在于，相(xiang)比液壓刀(dāo)柄或應力(li)鎖緊式刀(dao)柄來講，其(qi)防振性能(neng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(què)選擇和使(shi)用環節
硬(ying) 質合金刀(dāo)具應用範(fan)圍在企業(ye)越來越廣(guǎng)，硬質合金(jīn)将代替大(dà)部分高速(sù)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(sī)錐等簡樸(pu)通✊用刀具(ju)，使這一類(lèi)刀具的切(qie)削速度有(you)很大🐇的提(tí)高，硬質 合(he)金将在📱刀(dāo)具材料中(zhong)占主導地(di)位，覆蓋大(da)部分常規(gui)的加工領(lǐng)域。我公司(si)在粗加工(gong)中盡可能(néng)采用大直(zhí)徑的牛鼻(bi)刀，使用R2左(zuǒ)右的硬質(zhi)合金刀片(piàn)，做✂️到粗加(jia)工排屑 “多(duo)”;半精加工(gōng)選用高轉(zhuan)速高進給(gěi)R0.8左右的鑲(xiāng)片立銑刀(dāo)，做到半精(jīng)加工走刀(dāo)“快”;精加工(gōng)時盡量選(xuan)用硬質合(hé)金刀杆💞和(hé)高精度球(qiu)頭鏡面🥰刀(dao)片，這樣可(kě)在保正 加(jiā)工質量的(de)同 時節🌂省(shěng)選用整體(tǐ)合金刀具(ju)的高昂費(fèi)用。精加工(gōng)中所用小(xiǎo)刀具的半(ban)徑應小于(yu)或⛱️等💜于被(bei)加工零件(jian)上的内輪(lún)廓圓角半(ban)徑，尤其是(shì)在🙇🏻拐角♻️加(jia)工時，應選(xuan)用半徑小(xiao)于拐角處(chù)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bìng)以圓弧插(chā)補的方式(shi)進行加工(gōng)，這樣可以(yǐ)避免采用(yòng)直線插補(bǔ)而出現🈲過(guo)切現象，做(zuò)到精加工(gong)質量“好”。因(yīn)此，刀🌐具的(de)準确選❌擇(ze)和使用是(shì)影響數控(kong)加工質量(liang)的重要🙇🏻因(yīn)素。
四、數控(kòng)編程環節(jie)
程序是數(shù)控機床惟(wei)一能夠識(shí)别的語言(yan)，它向機床(chuang)發出一條(tiao)一條加工(gōng)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序的好(hǎo)🚶壞直接影(ying)響到❓加工(gōng)的質量和(hé)效率。這就(jiù)需要在全(quán)面了解機(jī)床性能、加(jia)工的每一(yi)環節以及(ji)👉必要的相(xiàng)關知識的(de)💛基礎上, 通(tōng)過不斷的(de)實踐，提高(gao)編程技能(néng)，從而達到(dao)提高數控(kong)加工質量(liang)的要求。
1.數(shu)控編程的(de)步驟
程序(xu)編制是數(shu)控加工中(zhōng)的一項重(zhòng)要工作，理(lǐ)想的加🌂工(gong)程🔴序應⭕保(bǎo)證加工出(chu)符合産品(pǐn)圖樣要求(qiu)的合格工(gong)件，同時應(ying)能使數控(kong)機床的功(gong)能得到合(he)理的應用(yong)與充分的(de)發揮，使數(shù)控機🏒床安(ān)全、可靠、 高(gāo)效地工作(zuo)，加工出高(gāo)質量的産(chan)品。
從得到(dao)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jia)工程序的(de)編📐制過程(cheng)💞。
程序定型(xing)階段由主(zhu)管領導審(shen)核數控編(bian)程刀路，合(hé)格後填🏃寫(xiě)📱數控加工(gong)程序單，繪(hui)制加工簡(jiǎn)圖。到現場(chang)了解程序(xu)執行情況(kuàng)，并優化、固(gu)化數控加(jia)工程序。
2.數(shu)控編程的(de)關鍵問題(ti)
(1)零件數字(zi)化模型：一(yī)般情況下(xia)依據産品(pin)設計圖，采(cai)用線框建(jiàn)😄模、特征建(jiàn)模和實體(ti)建模等不(bú)同方式，建(jian)立零件的(de)幾何數字(zi)化模型。或(huo)者是采用(yong)無紙化設(she)🔞計制造技(jì)術，零件的(de)幾何數字(zi)化模型直(zhí)接由設計(ji)而來。
(2)加工(gong)方案的确(que)定：主要針(zhēn)對産品結(jie)構特點、質(zhi)量要🈲求選(xuan)擇不同的(de)加工方法(fǎ)，如：曲面加(jiā)工是選擇(zé)投影加工(gōng)還是放射(shè)加工。不同(tong)的加工方(fang)法對零件(jiàn)的表♍面質(zhi)量影響較(jiao)🈲大。
(3)加工參(cān)數的選擇(ze)：加工參數(shu)的選擇主(zhǔ)要取決于(yu)工件材料(liào)、刀具形狀(zhuàng)和材料、機(ji)床性能等(deng)因素。加工(gong)參數選擇(zé)的合理性(xing)對零件🚩的(de)表面質量(liàng)也有較大(da)影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生(sheng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shi)複雜零件(jian)、多軸數控(kòng)♌加工👈中的(de)重要内容(róng)，有效的刀(dao)具軌迹直(zhi)接決定了(le)加工✔️的可(kě)能性、質量(liang)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成首要(yào)目标是使(shi)所 生成❌的(de)刀具💜軌迹(jì)滿足平穩(wen)、光滑🙇♀️、負荷(he)變化小、軌(gui)迹連續，切(qie)入、切出次(ci)數少，無幹(gan)涉及碰撞(zhuàng)等要求。同(tong)時，刀具軌(gui)🈲迹還需滿(man)足穩定性(xing)好、編程效(xiào)率高和程(chéng)❤️序量小等(deng) 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhēn)：由于零件(jian)形狀及加(jia)工環境的(de)複雜性，要(yào)🥵确🐕保所生(shēng)成的加工(gong)程序不存(cún)在任何質(zhi)量問題十(shí)💚分困難，其(qí)中主♻️要的(de)是加工 過(guò)程中的過(guo)切、機床各(ge)部😘件之間(jiān)的幹涉碰(peng)撞等🌐問題(tí)。特别對于(yú)高速加工(gōng)，這些🥵問題(tí)常常是緻(zhì)命的。因此(cǐ)，在加工前(qian)對加㊙️工程(chéng)序進行仿(pang)真驗證是(shi)十分必要(yao)的❤️。數控加(jiā)工 仿真通(tong)過軟件模(mó)拟加工環(huan)境，刀具軌(gui)迹與材料(liao)切除過程(chéng)來檢驗程(chéng)序，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quan)可靠等特(te)點，是提高(gāo)數控編程(chéng)質量及加(jia)工質量的(de)重要手段(duan)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(li)是數控加(jiā)工編程中(zhong)的一項重(zhong)要内容，其(qi)技術内容(rong)包括：機床(chuáng)運動學建(jian)模與求解(jie)、機床坐标(biāo)運動變換(huan)、非線性運(yùn)動誤差校(xiao)驗、機床結(jié)構誤差補(bǔ)償及數控(kong)代碼轉換(huan)🌈等。因此👨❤️👨，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(li)對于保證(zhèng)加工質量(liàng)、效率與機(ji)床可靠運(yùn)行具有重(zhong)要作用。
五(wǔ)、機床操作(zuo)者環節
機(jī)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(hang)人，他們對(dui)數控加工(gōng)🤞質量的控(kòng)制也是很(hěn)明顯的。他(tā)們在執行(háng)加工任務(wù)的過程中(zhong)對機床、刀(dao)柄、刀具、加(jiā)工工藝和(hé)切削參數(shu)的實時狀(zhuàng)态了解，他(ta)們的各💃項(xiàng)操作對數(shu)控加工影(yǐng)響直接，所(suǒ)以機床🈲操(cao)作者的技(jì)能和責任(ren)心也是🔴提(tí)高數控加(jiā)工質量的(de)重要因素(sù)。
我們知道(dào)，雖然機床(chuáng)等硬件設(she)備是很關(guan)鍵的，但人(rén)才是影響(xiang)數控加工(gong)質量的決(jué)定性因素(su)，因爲程序(xu)設計員和(he)機床操作(zuò)者的職業(ye)道德、技能(neng)水平以及(jí)崗位責任(ren)心決定了(le)各種先進(jìn)設備能否(fou)發揮出多(duō)📞大的效能(neng)。所以我們(men)一定要重(zhòng)視人才的(de)培養和引(yin)🏃♀️進，爲數控(kong)加工質量(liàng)的持續提(tí)高打下堅(jian)實的基礎(chǔ)㊙️。
通過對數(shu)控加工中(zhong)影響加工(gong)質量因素(sù)的分析, 爲(wèi)合理‼️有💁效(xiào)地提高數(shù)控機床的(de)利用率提(ti)供了可行(háng)的依據。其(qí)應用可有(yǒu)效保證數(shu)控機床的(de)加工精度(dù)及良好的(de)加工💋效果(guo)。
