數控加工作(zuò) 爲一種先進(jin)的加工方法(fa), 被廣泛地用(yòng)于航空工業(ye)、艦船工業以(yǐ)及電子工業(yè)等高精度、複(fu)雜零件的加(jiā)工生産。在數(shù)控加工中，影(ying)響數控加工(gōng)🎯質量的因素(su)很多，即工💋藝(yì)系統中的各(ge)組成部分，包(bāo)括 機床、刀具(ju)、夾具的制造(zao)誤差、安裝誤(wù)差☔以及刀具(jù)💚使用中的磨(mó)損等都直接(jie)影響工件的(de)加工精度。也(ye)就是說，在加(jiā)工過程中整(zheng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhǒng)誤差，從而改(gai)變刀 具和工(gōng)件在切削運(yùn)動過程中的(de)相互位置關(guan)系而影🈲響零(líng)件的加工精(jīng)度🔅及質量。
一(yi)、機床的合理(li)選用環節
數(shu)控加工在中(zhong)國制造業 中(zhong)已經有了較(jiào)長的使用時(shí)💃間💜，雖然㊙️有♈嚴(yan)格的數控機(jī)床操作規範(fàn)、良好的機床(chuáng)維護保養，但(dàn)是其本身的(de)精度損失是(shì)不可避免的(de)。爲了控制産(chan)品的加工質(zhì)量，我們定期(qī)對 數控設備(bei)進行檢測維(wéi)修，明👈确每台(tái)設備的加工(gōng)精度，明确每(mei)台設備的加(jia)工任務。對于(yu)大批量成批(pī)生産的零✨件(jiàn)加工工廠，應(ying)嚴格區分粗(cū)、精🚩加工的設(shè)備使用，因爲(wèi)粗加 工時追(zhuī)求的是高速(su)度、高的❤️去除(chú)率、低的加工(gōng)精度，精加工(gōng)則相反，要求(qiú)高的加工精(jīng)度。而粗加工(gōng)時對設備的(de)精度損🤞害是(shì)嚴重的，因此(ci)我們将使♍用(yòng)年限較長、精(jing)度差的設備(bèi)定爲專用的(de)粗加工設♈備(bei)，新設備和精(jīng)度好的設備(bèi)定爲精加工(gong)設備，做到🈲對(dui)現有設備資(zi)源的合理⭕搭(dā)配🎯、明确分工(gōng)，将機床對加(jia)工質量的影(yǐng)響降到了很(hěn)低，同 時又保(bǎo)護了昂貴的(de)數控設備，延(yan)💔長了設備的(de)壽命。
二、刀柄(bǐng)的合理選用(yòng)環節
當我們(men)的機床不可(kě)改變時，與機(jī)床相關的刀(dao)柄、刀具對數(shu)控加🌈工質量(liàng)的影響又變(biàn)得突出了。在(zai)任何旋轉刀(dao)具加工☂️系統(tǒng)中，主軸與夾(jia)頭(或其組合(hé)體)的聯結是(shi)刀具加工性(xìng)能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機(ji)床的聯結
目(mù)前企業常用(yong)刀柄與機床(chuang)的 接口主要(yào)有BT刀柄和HSK刀(dāo)柄，刀柄結構(gou)如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐(zhui)柄錐度爲7∶24，這(zhè)種方式的🧡刀(dao)柄隻适合于(yu)低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸(zhóu)🏃🏻♂️ 隻是錐面配(pei)合，當轉速太(tài)高時，由于離(lí)心力的作用(yong)會使錐面配(pèi)合間隙增大(dà)，從而影響數(shù)控加工質量(liàng)。當機床高轉(zhuǎn)速達到15000 轉/分(fen)時，通常需要(yao)采用HSK型刀柄(bǐng)，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供(gong)與機床标準(zhun)聯結，在⛹🏻♀️機床(chuáng)拉力作用😍下(xia)，保證刀杆短(duan)錐和端面與(yǔ)機床緊密配(pei)合。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結
對(dui) 刀柄另一個(ge)重要的技術(shu)要求就是刀(dāo)柄與刀具的(de)聯結方式， 包(bao)括加工時的(de)夾持力度、徑(jing)向跳動精🤞度(du)和平衡質量(liàng)，刀柄🌈的徑向(xiang)跳動精度要(yào)小于0.003mm。爲支持(chi)機床‼️的線性(xìng)♋傳動，主軸、刀(dāo)柄和刀 具🥰的(de)總重量越小(xiǎo)，對獲得💋優良(liang)切削🔞效果 越(yue)有利。根據客(ke)戶各自的需(xu)求，都能夠找(zhǎo)到一種完美(mei)的刀柄系統(tǒng)，因爲不同的(de)系統能夠提(ti)供不同的技(ji)術特征和優(you)勢。 刀柄對刀(dao)杆 、刀具的夾(jia)緊方式主💁要(yao)有4種刀柄：側(ce)固式刀柄、彈(dan)性夾緊式刀(dao)柄、液🌐壓刀柄(bing)和熱脹冷縮(suo)刀柄等。
側固(gù)式刀柄的 特(te)點是簡單容(róng)易操作、快速(su)方便、安全性(xing)極高;彈性夾(jia)緊式刀柄的(de)特點是刀具(ju)的夾緊或松(sōng)開是在刀柄(bing)材料的彈性(xìng)形變範圍内(nei)實現的，不僅(jǐn)可以提供極(jí)高的刀柄回(hui)🐅轉精 度，而且(qiě)對刀具使 用(yong)壽命沒有限(xiàn)制;液壓刀柄(bing)特點爲采用(yòng)這一刀具夾(jiá)緊系統，可使(shi)系統徑向跳(tiao)動誤差精度(dù)和重複定位(wèi)精度控🤞制在(zai)3μm以下。由于刀(dao)柄内存在有(yǒu)高壓油液壓(yā)力，當刀具 被(bèi)夾緊時，内藏(cáng)的油腔結構(gòu)及高壓油的(de)存在大大地(di)增加了結構(gou)阻尼，可有效(xiao)防止刀具和(he)機床💯主軸的(de)振動;熱脹冷(leng)縮刀柄的優(yōu)點是徑向跳(tiào)動誤差小，精(jing)度很高，可達(dá)到 3μm以下水✌️平(píng)，傳動扭矩大(da)，而刀柄🙇🏻的設(she)計相對比較(jiao)小巧，但其缺(quē)陷在于，相比(bi)液壓刀柄或(huò)應力鎖緊式(shi)刀柄來講，其(qi)防振性能較(jiao)差。
三、刀具的(de)準确選擇和(he)使用環節
硬(ying) 質合金刀具(jù)應用範圍在(zai)企業越來越(yue)廣，硬質合金(jīn)将♈代替大部(bu)分高速鋼刀(dao)具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和🔞絲(sī)錐等簡🌈樸通(tong)用刀具，使🥵這(zhè)一類刀具的(de)切削速度有(you)很大♉的提高(gao)，硬質 合金将(jiang)在刀具材料(liao)中占主導🈚地(dì)位，覆蓋大部(bu)分常規的加(jia)工領域。我公(gōng)🔴司在粗加✍️工(gōng)中盡可能采(cǎi)用大直徑🧡的(de)牛鼻刀，使♊用(yong)R2左右的硬❄️質(zhì)合金刀片，做(zuò)到粗加工排(pái)屑💘 “多”;半精加(jia)工選用高轉(zhuan)速高進給R0.8左(zuǒ)右的鑲片立(lì)銑刀，做到半(bàn)精加工走刀(dao)“快”;精加工時(shí)盡量選用硬(yìng)質合金刀🐅杆(gan)和高精度球(qiú)頭鏡面刀片(pian)，這樣可在保(bǎo)正 加工質量(liang)的同📱 時節省(sheng)選用整體合(he)金刀具的高(gao)昂費用。精加(jiā)工中所用小(xiao)刀具的半徑(jìng)應小于或等(děng)于被加工零(líng)件上的内輪(lun)廓圓角半徑(jìng)，尤其是在拐(guǎi)角加工時，應(ying)選用半徑小(xiǎo)于拐角處圓(yuán) 角半徑的刀(dao)具，并以圓弧(hu)插補的方式(shi)進行加工，這(zhè)樣可以避免(miǎn)采用直線插(chā)補而出現💰過(guò)切現象，做到(dào)精加工質量(liàng)“好”。因此，刀具(ju)的準确選🈲擇(zé)和使用是影(yǐng)響數控加工(gōng)質量的重要(yào)因素。
四、數控(kòng)編程環節
程(chéng)序是數控機(jī)床惟一能夠(gou)識别的語言(yan)，它向機床發(fa)出✍️一條♍一條(tiao)加工指令，控(kong)制着機床的(de) 每一步驟🆚，程(chéng)序的好壞直(zhi)接影🐕響到加(jia)工的質量和(hé)效率。這就💛需(xū)要在🎯全面了(le)解機床🧑🏾🤝🧑🏼性能(néng)、加工的每一(yī)環節以及必(bi)要的相關知(zhī)識的基礎上(shang), 通過不斷的(de)實踐，提高編(biān)程技能，從㊙️而(er)達到提高數(shu)控加工質量(liang)的要求。
1.數控(kòng)編程的步驟(zhou)
程序編制是(shi)數控加工中(zhōng)的一項重要(yào)工作，理想的(de)加工程序應(ying)🌈保證加工出(chū)符合産品圖(tú)樣要求的合(hé)格工件，同時(shi)應能使🔱數控(kòng)機床的功能(neng)得到合理的(de)🧡應用與♻️充分(fen)的發揮，使🙇♀️數(shù)控機床安全(quán)、可靠、 高效地(di)工作，加工出(chu)高質量🆚的産(chan)品。
從得到産(chǎn)品零件圖樣(yang)到獲得數控(kòng)加工程序的(de)編制過程。
程(cheng)序定型階段(duan)由主管領導(dao)審核數控編(bian)程刀路，合格(gé)後🈲填寫數💁控(kòng)加工程序單(dan)，繪制加工簡(jian)圖。到現場了(le)解程序執行(hang)情況，并優化(hua)、固化數控加(jia)工程序。
2.數控(kòng)編程的關鍵(jian)問題
(1)零件數(shu)字化模型：一(yi)般情況下依(yi)據産品設計(jì)圖，采用🌈線框(kuang)♊建模、特征建(jiàn)模和實體建(jiàn)模等不同方(fang)式，建立零件(jiàn)的幾何數字(zi)化模型。或者(zhe)是采用無紙(zhi)化設計制造(zào)技術，零件的(de)幾何數字化(hua)模型直接由(you)設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确(què)定：主要針對(duì)産品結構特(te)點、質量要求(qiú)選🆚擇不同💞的(de)加工方法，如(rú)：曲面加工是(shi)選擇投影加(jia)工還是放射(she)加工。不同的(de)加工方法對(duì)零件的表面(miàn)質量影響較(jiào)大。
(3)加工參數(shu)的選擇：加工(gong)參數的選擇(zé)主要取決于(yú)工👄件材料🔱、刀(dāo)具形狀和材(cái)料、機床性能(neng)等因素。加工(gōng)參數選擇的(de)合理👅性對零(ling)件的表面質(zhì)量也有較大(da)影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀(dāo)具軌迹生成(cheng)是複雜零件(jian)、多軸數🌈控加(jia)工中的重要(yao)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhi)接決定了加(jia)工的可能性(xìng)、質量⚽與效率(lǜ)。刀具軌迹的(de)生成首要目(mù)⁉️标是使所 生(sheng)成的刀具軌(guǐ)迹滿足平穩(wen)、光滑、負荷變(bian)化小、軌迹連(lián)☔續，切入、切出(chu)次數少，無幹(gan)涉及碰撞等(děng)要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需(xū)滿足穩定性(xing)好、編🔴程效率(lü)高和程序量(liàng)小等 條件🌏。
(5)數(shù)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xing)狀及加工環(huán)境的複雜🔴性(xing)，要确保所生(shēng)成的加工程(cheng)序不存在任(ren)何質量問題(tí)十分困難，其(qí)✍️中主要的是(shì)加工 過程中(zhong)的過切、機床(chuáng)各部件之間(jian)的幹涉碰撞(zhuang)等💰問題。特别(bie)對于高速加(jia)工，這些問題(tí)常常💁是緻命(ming)的。因此，在加(jia)‼️工前對加工(gōng)程序進行仿(páng)真驗證是十(shi)分必要的。數(shu)控加工 仿真(zhēn)通過軟件📞模(mo)拟加工環境(jing)，刀具軌迹與(yu)材料切除過(guò)程來檢驗程(cheng)序⭕，具有成本(běn)低、效率高且(qiě)安全可靠♈等(deng)特點，是提高(gao)數控編程質(zhì)量及加工質(zhi)量的重要✊手(shǒu)段。
(6)後置處理(li)：後置處理是(shì)數控加工編(bian)程中的一項(xiang)重要💁内容🈲，其(qí)技📱術内容包(bao)括：機床運動(dong)學建模與求(qiú)解🈲、機床坐标(biao)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wu)差校驗、機床(chuáng)結構誤差👅補(bu)償及數控代(dai)碼轉換等。因(yin)此，采用正确(què)的後置處理(lǐ)對于保證加(jiā)工質量、效率(lü)與機床可靠(kao)運⛱️行具有重(zhong)要作用。
五、機(ji)床操作者環(huán)節
機床操作(zuò)者是數控加(jia)工的執行人(rén)，他們對數控(kòng)加工質量的(de)控制也是很(hen)明顯的。他們(men)在執行加工(gōng)任務的過程(cheng)👨❤️👨中對機床🏃🏻、刀(dao)柄、刀具、加工(gong)工藝和切削(xue)參數的實🔞時(shi)狀态了解，他(ta)們的各項操(cāo)作🈚對數控加(jia)工影響直接(jie)，所以機床操(cāo)作者的📐技能(néng)和責任心也(yě)是提高數控(kòng)加❌工質量的(de)重要因素。
我(wǒ)們知道，雖然(ran)機床等硬件(jian)設備是很關(guān)鍵的，但人🤩才(cái)是影響數控(kòng)加工質量的(de)決定性因素(sù)，因爲程序設(she)計員和👄機床(chuáng)操作者的職(zhi)業道德、技能(neng)水平以及崗(gang)位責任心決(jue)定了各種先(xian)進設備能否(fǒu)發揮出多大(da)的效能。所以(yi)我們一定要(yao)重視人才的(de)培養和引✌️進(jìn)，爲數控加工(gōng)質量的持🍓續(xu)提高打下堅(jian)實的基礎。
通(tong)過對數控加(jiā)工中影響加(jiā)工質量因素(su)的分析, 爲🙇♀️合(hé)理有效地提(ti)高數控機床(chuáng)的利用率提(ti)供了可行的(de)依據。其應用(yong)可有♊效保證(zhèng)數控機床的(de)加工精度及(ji)良好的加工(gong)效果。
