數(shù)控加工作(zuò) 爲一種先(xiān)進的加工(gōng)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yú)航空✏️工業(yè)、艦船工業(yè)以及電子(zǐ)工業等高(gao)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(zhì)量的🈲因素(su)很🏃🏻♂️多，即工(gōng)藝系統中(zhōng)的各組成(cheng)部分，包⭕括(kuò) 機床、刀具(ju)、夾具的✂️制(zhì)造誤差、安(an)裝誤差以(yi)及刀具使(shǐ)用中的磨(mo)損等都直(zhí)接影響工(gōng)件的✊加工(gōng)精度。也就(jiu)是說，在加(jia)工過程中(zhōng)整個工🚶♀️藝(yì)系統會産(chǎn)生各種誤(wu)差，從而改(gai)變刀 具和(hé)工件在切(qiē)削運動過(guo)程中的相(xiang)互位置關(guān)系而影響(xiang)零件的加(jiā)工精度🔅及(jí)質量。
一、機(ji)床的合理(li)選用環節(jiē)
數控加工(gong)在中國制(zhi)造業 中已(yi)經有了較(jiào)長的使用(yong)🌈時間，雖然(rán)有🈲嚴格的(de)數控機床(chuang)操作規範(fàn)、良好的機(jī)床維護保(bao)養，但是其(qi)本身的精(jing)度損失是(shì)不可避免(mian)✍️的。爲了控(kòng)制産品的(de)加📐工質量(liang)，我們定期(qī)對 數控設(she)備進行檢(jiǎn)測維修，明(míng)♈确每台設(shè)備的加工(gōng)👄精度，明确(què)每台設備(bèi)的加工任(rèn)務。對💜于大(dà)批量成批(pi)生産的零(ling)件加工工(gong)廠👉，應嚴格(gé)區分粗、精(jing)💘加工的設(she)備使用，因(yin)👌爲粗加 工(gong)時追求⛹🏻♀️的(de)是高🤞速度(dù)、高的去除(chú)率、低的加(jia)工精度，精(jing)加工則相(xiàng)反，要求高(gāo)的加工精(jīng)💚度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(du)損🧡害是嚴(yan)重的，因此(cǐ)我們将使(shi)♉用年限較(jiào)長、精度🥰差(chà)的設備定(ding)爲專用的(de)粗加工設(she)備，新設備(bei)和精度好(hao)的設備定(dìng)爲精加工(gōng)設備，做到(dao)對現有設(she)備資源的(de)合理搭配(pèi)、明确分工(gōng)，将機床對(duì)🛀加工質量(liàng)的影響降(jiàng)到了很低(di)，同 時又保(bao)護了昂貴(gui)的數控設(she)備，延長了(le)📧設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bing)的合理選(xuan)用環節
當(dāng)我們的機(ji)床不可改(gǎi)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(jù)⭐對數控加(jiā)工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuan)轉刀具加(jia)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(jī)石。
1.刀柄與(yu)機床的聯(lian)結
目前企(qi)業常用刀(dao)柄與機床(chuang)的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄，刀(dao)柄結構如(ru)圖1所示。BT刀(dao)柄與機床(chuang)主軸的接(jiē)口錐柄🥰錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀(dāo)柄隻适合(he)于低速加(jia)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(yóu)于離心力(li)的作用會(hui)使錐面配(pèi)合間隙增(zēng)大，從而影(yǐng)響⛹🏻♀️數控加(jiā)工質量。當(dāng)機床高轉(zhuǎn)速達到15000 轉(zhuan)⭐/分時，通常(chang)需要采用(yong)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位結構，提(tí)供與機床(chuáng)标準聯結(jié)，在機床拉(la)力作用下(xià)，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(dāo)具的聯結(jie)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yao)的技術要(yao)求就是刀(dao)柄與刀具(jù)的聯結方(fang)式， 包括加(jia)工時的夾(jiá)持力度、徑(jìng)向跳動精(jīng)度和平衡(héng)質量㊙️，刀柄(bing)👄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(dòng)，主🥰軸、刀柄(bǐng)和刀 具♋的(de)總重量越(yue)小，對獲得(dé)優良切削(xue)效果 越有(yǒu)利。根據客(ke)戶各自的(de)需求，都能(néng)夠找到一(yi)種完美的(de)刀柄系統(tǒng)，因爲不同(tóng)的系統能(neng)夠提供不(bu)同的技術(shu)特征和優(yōu)勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具(ju)的夾緊方(fāng)式主要有(you)4種刀㊙️柄：側(ce)固式刀柄(bing)、彈性夾緊(jin)式刀柄、液(yè)🌈壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suō)刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bǐng)的 特點是(shi)簡單容易(yi)操作、快速(su)方便、安全(quan)💜性♻️極高;彈(dan)性夾緊式(shì)刀柄的特(te)點是刀具(jù)的夾緊或(huò)松開是在(zai)刀柄材料(liao)的彈性形(xing)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(qiě)對刀具使(shi) 用壽命沒(méi)有限制;液(yè)壓刀柄特(te)點爲采✔️用(yong)這一刀具(ju)夾緊系統(tǒng)，可使系統(tong)徑向跳動(dòng)誤差☂️精度(du)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(you)高壓油液(yè)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gou)及高壓💋油(you)的存在大(da)大地增加(jia)了結構阻(zǔ)尼，可有效(xiao)防止刀具(ju)和機床主(zhu)軸的振動(dong);熱脹冷縮(suo)刀柄的優(yōu)點是徑向(xiang)跳動誤差(cha)小，精度很(hěn)高📞，可達到(dào) 3μm以下水平(píng)，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄(bǐng)的設計相(xiang)對比📞較小(xiao)巧，但其缺(quē)陷在于，相(xiàng)比💃液壓刀(dao)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(shǐ)用環節
硬(ying) 質合金刀(dāo)具應用範(fan)圍在企業(ye)越來越廣(guang)，硬質合金(jin)🔞将🌏代🐪替大(da)部分高速(sù)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(li)銑刀和絲(sī)錐等簡樸(pu)通用刀🙇🏻具(jù)，使這一類(lèi)刀具的切(qiē)削速度有(you)很大的提(ti)高，硬質 合(he)🐪金将在刀(dao)具材料中(zhong)占主導地(dì)位，覆蓋大(da)部分常規(guī)的加工領(lǐng)域。我公司(sī)在粗加💔工(gong)中盡可能(neng)采用大直(zhí)徑的牛鼻(bi)刀，使用R2左(zuǒ)右的硬🔴質(zhì)合金刀片(pian)，做到粗加(jiā)工排屑 “多(duō)”;半精加工(gong)選用高轉(zhuǎn)速高進💞給(gei)R0.8左右的鑲(xiāng)片立銑刀(dao)，做💜到半精(jing)加工走刀(dāo)“快”;精加工(gōng)時盡量選(xuan)用硬質合(he)金刀杆和(hé)高精度球(qiú)頭鏡面刀(dao)片，這樣可(kě)在保正 加(jia)工質量的(de)同 時節🌈省(sheng)選用整體(tǐ)合金刀具(jù)的高昂費(fèi)用。精加工(gong)中所用小(xiǎo)刀具的半(bàn)徑應小于(yú)或等于被(bei)加工零件(jian)上的内🈲輪(lun)廓圓角半(ban)徑，尤其是(shi)在拐角加(jiā)❤️工時，應選(xuǎn)用半徑小(xiǎo)于拐角⭕處(chù)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bìng)以圓弧插(cha)補的方式(shi)進行加工(gōng)，這樣可以(yǐ)避免采用(yong)直🙇♀️線插補(bǔ)而出現過(guò)切現象，做(zuò)到精加工(gong)質量“好👨❤️👨”。因(yīn)此，刀🔞具的(de)準确選擇(zé)和🛀🏻使用是(shi)影響數控(kòng)加工質量(liàng)的重要因(yīn)素。
四、數控(kong)編程環節(jie)
程序是數(shu)控機床惟(wei)一能夠識(shí)别的語言(yán)，它向機床(chuang)發出一🏃條(tiao)✊一🚩條加工(gong)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhou)👅，程序🔞的好(hao)壞直接影(yǐng)㊙️響到加工(gōng)的質量和(hé)效率。這就(jiù)需要在全(quan)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(tong)過不斷的(de)實踐，提高(gao)💞編程技能(néng)，從而達到(dào)提高數控(kòng)加工質🥵量(liàng)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(li)想的加工(gong)程序應💞保(bǎo)證加工出(chū)符合産品(pin)圖樣要求(qiu)的合格工(gong)件，同時應(yīng)能使數控(kòng)機床的功(gong)能得到合(he)理的應用(yòng)與充分的(de)發揮，使數(shu)控機床安(an)全、可靠、 高(gāo)效地工作(zuo)，加工出高(gao)質量的産(chǎn)品。
從得到(dào)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jiā)工程序的(de)編🌈制過程(chéng)。
程序定型(xing)階段由主(zhǔ)管領導審(shen)核數控編(biān)程刀路，合(he)格後填寫(xiě)數控加工(gong)程序單，繪(hui)制加工簡(jian)圖。到現場(chang)了解程序(xu)執行情況(kuang)，并優化、固(gù)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(pǐn)設計圖，采(cai)用線💃🏻框建(jian)模❌、特征建(jian)模和實體(tǐ)建模等不(bu)同方式，建(jiàn)💘立零📧件的(de)幾何數字(zì)化模型。或(huo)者是采用(yòng)無紙化設(she)計制造💃技(jì)術，零件的(de)幾何數字(zi)化模型直(zhi)接由設計(jì)而來。
(2)加工(gong)方案的确(que)定：主要針(zhēn)對産品結(jié)構特點、質(zhì)量要🐆求選(xuan)擇不同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jiā)工是選擇(zé)投影加工(gōng)還是放射(shè)加工。不同(tóng)的加工方(fang)法對零件(jiàn)的表面質(zhì)量影響較(jiào)🔴大。
(3)加工參(can)數的選擇(zé)：加工參數(shu)的選擇主(zhǔ)要取決于(yu)工件👄材料(liao)💔、刀具⛱️形狀(zhuàng)和材料、機(jī)床性能等(deng)因素。加工(gōng)參數選擇(ze)的合理⛱️性(xing)對零件的(de)表面質量(liàng)也有較大(dà)影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生(sheng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shi)複雜零件(jian)、多軸👉數🔴控(kong)加工中的(de)重要内容(róng)，有效的刀(dāo)具軌迹直(zhí)接決💘定了(le)加工的可(ke)能性、質量(liàng)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成首要(yào)目标是使(shǐ)所 生成🔴的(de)刀具軌迹(jì)滿足平穩(wěn)、光滑🛀、負荷(he)變化小、軌(gui)迹連續，切(qie)入、切出次(cì)數少，無幹(gan)涉及碰撞(zhuàng)等要求。同(tong)時，刀具軌(guǐ)❤️迹還需滿(man)足穩定性(xing)好、編程效(xiao)率高和程(cheng)序量小等(deng) 條件📐。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhēn)：由于零件(jiàn)形狀及加(jiā)工環境的(de)複雜性，要(yào)确㊙️保所生(shēng)成的加工(gong)程序不存(cun)在任何質(zhì)量問題十(shí)✌️分困難，其(qi)中主要的(de)是加工 過(guo)程中的過(guò)切、機✌️床各(gè)部件之間(jiān)♋的幹涉碰(pèng)撞等♉問題(ti)。特别對于(yú)高速加工(gōng)，這些📧問題(ti)常常是緻(zhì)命的。因此(ci)，在加工前(qian)對加工程(chéng)序進行仿(páng)真驗證是(shi)十分必要(yao)的。數控加(jia)工 仿真通(tōng)過軟件模(mó)拟加工環(huan)境，刀具軌(gui)迹與材料(liào)切除過程(chéng)來檢驗程(chéng)序，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quán)可靠等特(te)點，是提高(gao)數控🈚編程(chéng)質量及加(jiā)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(jia)工編程中(zhōng)的一項重(zhòng)要内⚽容，其(qí)技術内容(róng)包括：機床(chuáng)運動學建(jiàn)模與求解(jiě)、機床坐标(biao)運動📱變換(huan)、非線性運(yun)動誤差校(xiào)驗、機床結(jie)構誤差🧡補(bu)償及數控(kong)代碼轉換(huan)等。因此，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(lǐ)對于保證(zhèng)🌈加工質量(liàng)🐆、效率與機(jī)💯床可靠運(yun)行具有重(zhong)要作用。
五(wǔ)、機床操作(zuò)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jia)工的執行(hang)人，他們對(duì)數控加💛工(gong)質量的控(kong)🈲制也是很(hěn)明顯的。他(ta)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(he)切削參數(shù)的實時狀(zhuàng)态了解，他(ta)們的各項(xiàng)操作🚶對數(shù)控加工💋影(yǐng)響直接，所(suo)以機床操(cao)作者的技(ji)能和責任(ren)心也是提(ti)高數控加(jia)工質量的(de)重要因素(su)。
我們知道(dào)，雖然機床(chuang)等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人(ren)🏃♂️才是影響(xiǎng)數💘控加工(gōng)質量的決(jué)定性因素(sù)，因爲程序(xu)設計🐆員和(he)機床操作(zuò)者的職業(yè)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(duo)大的效能(néng)。所以我們(men)一定要重(zhong)✍️視人才的(de)培養和引(yǐn)進，爲數控(kòng)加工質量(liang)的持續提(ti)高打下堅(jiān)實的基礎(chǔ)‼️。
通過對數(shù)控加工中(zhong)影響加工(gōng)質量因素(su)的分析, 爲(wèi)合理有效(xiào)地提高數(shu)控機床的(de)利用率提(ti)供了可行(hang)的依🈚據。其(qi)💃🏻應用可有(you)效保證數(shu)控機床的(de)加工精度(du)☀️及良好的(de)加工效果(guǒ)。
