數控加工(gōng)作 爲一種(zhong)先進的加(jia)工方法, 被(bèi)廣泛地用(yòng)🈲于航空工(gōng)業、艦船工(gōng)業以及電(dian)子工業等(děng)高精度、複(fú)雜零件的(de)加工生産(chan)🔆。在數控加(jia)工中，影響(xiang)數控加工(gong)質量的因(yīn)素很多，即(ji)工💃藝系統(tǒng)🈲中的各組(zǔ)成部分，包(bāo)括 機床、刀(dao)具、夾具的(de)制造誤差(cha)、安裝誤差(cha)以及刀具(ju)🌈使用中的(de)磨‼️損等都(dōu)直接㊙️影響(xiǎng)工件的加(jia)工精度。也(yě)就是說，在(zai)加❓工過程(chéng)中整個工(gong)藝系統會(huì)産生各種(zhǒng)誤差，從而(ér)改變刀 具(ju)和工件在(zai)切削運動(dòng)過程中的(de)相互位置(zhì)關系而影(ying)響零件的(de)加工精度(du)及質量。
一(yī)、機床的合(he)理選用環(huán)節
數控加(jia)工在中國(guó)制造業 中(zhōng)已經有了(le)較長的使(shi)用時間，雖(sui)然有⛱️嚴格(gé)的數控機(jī)床操作規(guī)範、良好的(de)機床維🔴護(hu)保養，但是(shì)其本身🌏的(de)精度損失(shī)是不可避(bì)免的。爲了(le)控制産品(pin)的加工質(zhì)量，我們定(ding)⭐期對 數控(kòng)設備進行(hang)檢測維修(xiu)，明确每台(tai)設備的加(jia)工精度，明(míng)确㊙️每台設(shè)備的加工(gong)任務。對于(yu)大批量成(chéng)💃🏻批生産的(de)零件加工(gōng)工廠，應嚴(yan)格區分粗(cu)、精😍加工的(de)設備使🐇用(yong)，因爲粗加(jiā) 工時追求(qiu)的是高速(su)度、高的💔去(qù)除率、低的(de)加工精度(dù)，精加工則(zé)相🈲反，要求(qiú)高的加工(gong)精度。而粗(cu)加💰工時對(duì)設💯備的精(jīng)度損害是(shi)嚴🏃♂️重的，因(yin)此我們🔞将(jiang)使♈用年限(xian)較長、精度(du)差的設備(bei)定爲專用(yong)的粗加工(gong)設備，新設(she)備和⚽精度(du)好的設備(bei)定爲精加(jia)工設備，做(zuò)到對現有(you)設備資源(yuan)的合理搭(dā)配、明⛹🏻♀️确分(fèn)工，将機床(chuang)對加工質(zhi)量💋的影響(xiang)降到了很(hen)低，同 時又(you)保護了昂(ang)貴的數控(kong)設備，延長(zhang)了設備的(de)壽命。
二、刀(dāo)柄的合理(lǐ)選用環節(jiē)
當我們的(de)機床不可(kě)改變時，與(yǔ)機床相關(guan)的刀柄、刀(dao)具對數控(kong)加工質量(liàng)的影響又(yòu)變得突出(chu)了。在任何(he)旋轉刀具(ju)加工系統(tǒng)中，主軸與(yu)夾頭(或其(qí)組合體)的(de)聯結是刀(dao)具加工性(xing)能實現的(de)基石。
1.刀柄(bing)與機床的(de)聯結
目前(qian)企業常用(yòng)刀柄與機(ji)床的 接口(kou)主要有BT刀(dāo)柄和HSK刀柄(bing)，刀✨柄結🤞構(gou)如圖1所示(shì)。BT刀柄與機(ji)床主軸的(de)接口錐柄(bing)錐度爲7∶24，這(zhe)種方式的(de)刀柄隻适(shì)合于低速(sù)加工，因BT刀(dao)柄與主軸(zhou) 隻是錐面(mian)配合，當轉(zhuan)速太高時(shi)，由于離心(xīn)力的作用(yòng)會使💚錐面(miàn)配合間隙(xi)增大，從而(er)影響數控(kong)加工質量(liang)。當機床高(gāo)轉速達到(dao)15000 轉/分時，通(tong)常需要采(cǎi)用HSK型刀👌柄(bing)，HSK刀杆爲過(guo)定位結構(gou)，提供與機(jī)床标✉️準聯(lián)結，在機床(chuang)拉🎯力作用(yòng)下，保證刀(dāo)杆短錐和(he)端面與機(jī)床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與(yǔ)刀具的聯(lian)結
對 刀柄(bing)另一個重(zhòng)要的技術(shu)要求就是(shi)刀柄與刀(dāo)具的聯結(jie)方式， 包括(kuo)加工時的(de)夾持力度(du)、徑向跳動(dong)精度和平(ping)衡質量，刀(dao)柄的徑向(xiang)跳動精度(du)要小于0.003mm。爲(wei)支持機床(chuang)的線性傳(chuán)動，主軸、刀(dao)柄和刀 具(ju)的總重量(liang)越小，對獲(huo)得優良切(qie)削效果 越(yue)有♈利。根據(ju)客戶各自(zì)的☎️需求，都(dou)能夠找到(dao)一種完美(měi)的刀柄系(xì)統，因爲不(bu)同的系統(tong)能夠提供(gong)不同的技(jì)術特征和(he)優勢。 刀🤟柄(bǐng)對刀杆 、刀(dao)具❄️的夾緊(jǐn)方式主㊙️要(yào)有4種刀柄(bing)：側固式刀(dao)柄、彈性夾(jiá)緊式刀柄(bǐng)、液♉壓刀柄(bing)和熱脹冷(leng)縮☔刀柄等(deng)。
側固式刀(dao)柄的 特點(dian)是簡單容(rong)易操作、快(kuài)速方便、安(an)全性極高(gao)🐕;彈性夾緊(jin)式刀柄的(de)特點是刀(dāo)具的夾緊(jin)🤩或松開是(shi)在刀柄材(cai)料的彈性(xìng)形變範圍(wei)内實現的(de)，不僅可以(yǐ)提供極高(gao)的刀柄回(hui)轉精 度，而(er)且對刀具(jù)使 用壽命(mìng)沒有限制(zhì);液壓刀柄(bǐng)特點爲采(cai)用這一刀(dao)具夾緊系(xì)統，可使系(xi)統徑向跳(tiao)動誤差精(jing)度和重複(fu)定位精度(dù)控制🔴在3μm以(yi)下。由于刀(dāo)柄内存在(zai)有高壓油(you)液壓力，當(dang)刀具 被夾(jia)緊時，内藏(cang)的油腔結(jie)構及高壓(yā)油的存在(zai)大大地增(zeng)👈加了結構(gou)阻尼，可有(you)👣效防止刀(dao)具和機床(chuáng)主軸的振(zhen)動;熱脹冷(leng)縮刀柄的(de)優點是徑(jing)💔向跳動誤(wu)差小，精度(dù)很高，可達(da)到 3μm以下水(shui)平，傳動扭(niǔ)矩大，而刀(dāo)柄的設計(ji)相對比💃🏻較(jiào)小巧，但其(qí)缺陷在于(yu)，相比液壓(ya)刀柄或應(yīng)力鎖緊式(shi)刀❗柄來講(jiang)，其防振性(xìng)能較差。
三(san)、刀具的準(zhun)确選擇和(hé)使用環節(jie)
硬 質合金(jin)刀具應用(yong)範圍在企(qi)業越來越(yuè)廣，硬質合(hé)金将代替(tì)⭐大部分高(gāo)速鋼刀具(ju)，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和(he)絲錐等簡(jiǎn)樸通用刀(dao)具，使這一(yī)類刀具的(de)切削速度(dù)🏃有很大的(de)提高，硬質(zhì) 合金将在(zai)刀具材料(liao)中占主導(dǎo)地位，覆蓋(gài)大部分常(cháng)❓規的加工(gong)領域。我公(gōng)司在粗加(jia)工中盡可(kě)能采用大(dà)直徑的牛(niú)鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬(ying)質合金刀(dao)片，做到粗(cū)加工排屑(xiè) “多”;半精加(jia)工選🌈用高(gāo)轉速高進(jin)給R0.8左右的(de)鑲片立銑(xǐ)刀，做到半(ban)精加工走(zou)刀“快”;精加(jiā)工時盡量(liang)選用硬質(zhi)合金刀🤟杆(gǎn)和高精度(dù)球頭鏡面(mian)刀片，這樣(yàng)可在保正(zheng) 加工質量(liàng)的同 時節(jiē)省選用整(zhěng)體合金刀(dao)具的高昂(ang)費用。精加(jiā)工中所用(yòng)🐪小刀具的(de)半徑應小(xiǎo)于或等于(yú)被加工零(ling)件上的内(nèi)輪廓圓角(jiao)半徑，尤其(qi)是在拐角(jiao)加工時，應(ying)選用半徑(jing)小于拐角(jiao)👉處圓 角半(ban)徑的刀具(jù)，并以圓弧(hú)插補的方(fang)🔞式進行加(jiā)工，這樣可(kě)♋以避免采(cai)用直線插(chā)補而出現(xiàn)過切現象(xiang)，做到精加(jia)工質量“好(hao)”。因此，刀具(ju)的準确選(xuan)🔴擇和使用(yòng)是影響數(shù)控加工質(zhì)量的重要(yào)⭕因素。
四、數(shù)控編程環(huan)節
程序是(shì)數控機床(chuang)惟一能夠(gòu)識别的語(yǔ)言，它向機(jī)床發🛀🏻出一(yi)條一條加(jiā)工指令，控(kong)制着機床(chuáng)的 每一步(bu)驟，程序的(de)好壞直接(jie)影響到加(jiā)工的質量(liang)和效率。這(zhè)就需要在(zài)🛀🏻全面了解(jie)機床✨性能(néng)、加工的每(měi)一環節以(yi)及必要的(de)相關知識(shí)的基礎上(shàng), 通過不斷(duan)的實踐，提(tí)高✊編程技(jì)能，從而達(dá)到提高😍數(shu)控加工質(zhi)🙇🏻量的要求(qiu)。
1.數控編程(cheng)的步驟
程(cheng)序編制是(shì)數控加工(gong)中的一項(xiàng)重要工作(zuo)，理想的加(jiā)工程序應(ying)保證加工(gōng)出符合産(chǎn)品圖樣要(yao)求的合格(gé)工件，同時(shí)應能使數(shu)控❓機床的(de)功能得到(dào)合理的應(ying)用與充分(fèn)的♌發揮，使(shi)數控機床(chuang)安全、可靠(kào)、 高效地👌工(gōng)作，加工出(chu)高質量的(de)産品。
從得(de)到産品零(líng)件圖樣到(dao)獲得數控(kòng)加工程序(xù)的編🍉制過(guò)程。
程序定(ding)型階段由(you)主管領導(dǎo)審核數控(kòng)編程刀路(lù)，合格後填(tian)寫數控加(jiā)工程序單(dan)，繪制加工(gōng)簡圖。到現(xian)場了解程(chéng)序🐉執行情(qíng)況，并優化(huà)、固化數控(kòng)加工程序(xu)。
2.數控編程(cheng)的關鍵問(wen)題
(1)零件數(shù)字化模型(xing)：一般情況(kuang)下依據産(chǎn)品設計圖(tu)，采用線框(kuàng)👉建模、特征(zheng)建模和實(shi)體建模等(deng)不同方式(shi)，建立零件(jian)的幾何數(shù)字化模型(xing)。或者是采(cǎi)用無紙化(hua)設計制造(zao)技術，零件(jian)的幾何數(shù)字化模型(xíng)👨❤️👨直接由設(she)計而來。
(2)加(jia)工方案的(de)确定：主要(yào)針對産品(pin)結構特點(dian)、質量要🎯求(qiú)選擇🧡不同(tóng)的加工方(fāng)法，如：曲面(miàn)加工是選(xuǎn)擇投影加(jia)工📐還是放(fang)射加工。不(bu)同🌐的加工(gōng)方法對零(ling)件的表面(miàn)質量影響(xiang)較大。
(3)加工(gong)參數的選(xuan)擇：加工參(cān)數的選擇(ze)主要取決(jué)于工件材(cai)料、刀👨❤️👨具形(xíng)狀和材料(liào)、機床性能(néng)等因素。加(jiā)工參數選(xuan)擇的🌂合理(lǐ)性對👉零件(jiàn)🐇的表面質(zhì)量也有較(jiào)大影♋響。
(4) 刀(dao)具軌迹的(de)生成：刀具(jù)軌迹生成(chéng)是複雜零(líng)件、多軸數(shu)♋控加工中(zhong)的重要内(nei)容，有效的(de)刀具軌迹(jì)直接決定(dìng)了加工的(de)可能性、質(zhi)量與效率(lü)。刀具軌迹(ji)的生成首(shǒu)要目标是(shi)使所 生成(chéng)的刀具軌(guǐ)迹滿㊙️足平(píng)穩、光滑、負(fu)荷變化小(xiǎo)、軌迹連續(xù)，切入、切出(chū)次數少🔆，無(wú)幹涉及碰(peng)撞等要求(qiu)。同時，刀具(ju)軌迹還需(xū)滿足穩定(dìng)性好、編程(chéng)效率高和(hé)程序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數(shu)控加工仿(páng)真：由于零(ling)件形狀及(ji)加工環境(jìng)的複雜性(xìng)，要确保所(suǒ)生成的加(jiā)工程序不(bú)存在任何(he)質量問💔題(ti)十分困難(nán)，其中主要(yao)的☎️是加工(gōng) 過程中的(de)過切、機床(chuang)各部件之(zhi)間的幹涉(she)💰碰撞等問(wen)題。特别對(dui)于高速🈲加(jiā)工，這些問(wen)題常常是(shì)緻命的。因(yīn)此，在加工(gong)前對加工(gōng)程序進行(háng)仿真驗證(zhèng)是💘十分必(bì)要的。數控(kong)加工 仿真(zhen)通過軟件(jian)模拟加工(gōng)環境，刀具(jù)軌迹與材(cái)料切除過(guò)程來檢驗(yan)程序，具有(yǒu)成本低、效(xiào)率高且安(an)全可靠等(deng)🙇🏻特點，是提(ti)高數控編(bian)程質量及(jí)加工質量(liang)的重要手(shǒu)段。
(6)後置處(chù)理：後置處(chù)理是數控(kong)加工編程(cheng)中的一項(xiàng)重要内容(róng)⚽，其技術内(nei)容包括：機(jī)床運動學(xue)建模與求(qiú)解、機床坐(zuo)标運動變(biàn)換、非線性(xìng)運動誤差(chà)校驗、機床(chuang)結構誤差(cha)補償及數(shu)控代🔞碼轉(zhuan)換👣等。因此(ci)，采用正确(que)的後置處(chù)理對于保(bao)證加工質(zhì)量、效率與(yu)機床可靠(kao)運💋行具有(yǒu)重要作用(yòng)。
五、機床操(cāo)作者環節(jie)
機床操作(zuò)者是數控(kong)加工的執(zhí)行人，他們(men)對數控加(jia)❤️工質量的(de)🐆控制也是(shì)很明顯的(de)。他們在執(zhi)行加工任(rèn)務的過程(cheng)中對機床(chuang)💯、刀柄、刀具(ju)、加工工藝(yi)和切削參(can)數的實時(shi)狀态🐆了解(jie)，他們的各(ge)🌈項操作對(dui)數控加工(gong)影響直接(jie)♉，所以機床(chuang)🔴操作者的(de)🔞技能和責(ze)任心也是(shi)🐅提高數控(kong)加工質量(liang)的重要因(yīn)素。
我們知(zhi)道，雖然機(jī)床等硬件(jian)設備是很(hen)關鍵的，但(dan)人才是影(yǐng)響數控加(jiā)工質量的(de)決定性因(yīn)素，因爲程(cheng)序設計員(yuán)和機床操(cao)作者的✍️職(zhí)業道德、技(ji)能水平以(yi)及崗位責(ze)任心決定(ding)了各種先(xiān)進設備能(néng)否發揮出(chu)多大的效(xiao)能。所以我(wǒ)們一定要(yao)重⛱️視人才(cai)的培養和(he)引進，爲數(shù)控加工質(zhi)量的持續(xu)提高打下(xia)堅實的基(jī)礎🈲。
通過對(duì)數控加工(gōng)中影響加(jiā)工質量因(yin)素的分析(xī), 爲合理有(you)效地提高(gāo)數控機床(chuáng)的利用率(lü)提供了可(ke)行🧑🏾🤝🧑🏼的依據(jù)。其♻️應用可(kě)有效保證(zhèng)數控機床(chuáng)的加工精(jīng)度及良好(hǎo)的加工效(xiao)果。
