數控加工(gōng)作 爲一種先進(jìn)的加工方法, 被(bei)廣泛地用于航(háng)空工🙇🏻業、艦船工(gōng)業以及電子工(gong)業等高精度、複(fú)🔴雜零件的加工(gōng)生産。在數控加(jiā)工中，影響數控(kong)加工質量的因(yīn)素很多，即工藝(yì)系統🥵中的各組(zǔ)成部分，包括 機(jī)床、刀具、夾具的(de)💜制造誤差、安裝(zhuang)誤差以及刀具(jù)使用中的磨損(sǔn)等都直接影響(xiang)工件的❄️加工精(jīng)度。也⭕就是說，在(zài)加㊙️工過程中整(zhěng)個工藝系統會(hui)産生🤩各種誤差(chà)，從而改變刀 具(ju)和工件在切削(xue)運動過程中的(de)👣相互位置關系(xi)而影響零件的(de)加工精度💜及質(zhi)量。
數(shù)控加工在中國(guo)制造業 中已經(jīng)有了較長的使(shi)用時間，雖然有(you)嚴格的數控機(ji)床操作規範、良(liang)好的機床維護(hù)保養，但是其本(ben)身的精度損失(shi)是不可避免的(de)。爲了控制産品(pin)的加工質量，我(wǒ)們定期對 數控(kong)設備進行檢測(cè)維修，明确每台(tai)設備的加工精(jīng)度，明确🈚每台設(shè)備的加工任務(wù)。對于大批量成(chéng)🚩批生産的零💃🏻件(jian)加工工廠♊，應嚴(yán)格區分粗、精加(jia)工的設備使用(yong)，因爲粗加 工時(shi)追求的是高速(su)度、高的去除率(lǜ)、低的加工♊精度(du)，精加工則相反(fǎn)，要求高的加工(gong)精度。而粗加工(gong)時對設備的精(jing)度損害是嚴重(zhong)的，因此我們将(jiang)使用年限較長(zhǎng)、精度👅差的設🚶♀️備(bei)定爲專用的粗(cu)加工設備，新設(shè)備和精度好的(de)設備定爲精加(jia)工設備，做到㊙️對(duì)現🌍有設備資源(yuan)的合理搭配💘、明(ming)🙇♀️确分工，将機床(chuang)對加工質量的(de)影響降到了很(hěn)低，同 時又保🎯護(hu)了昂貴的數控(kòng)設備，延長了設(shè)備的壽命。
二、刀(dao)柄的合理選用(yong)環節
當我們的(de)機床不可改變(bian)時，與機床相關(guān)的刀柄、刀具💃對(duì)數控加🈲工質量(liang)的影響又變得(de)突出了。在任何(he)旋轉刀具加工(gong)系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合(he)體)的聯結是刀(dāo)具加工性能🏃♀️實(shí)現的基石。
1.刀柄(bǐng)與機床的聯結(jié)
目前企業常用(yòng)刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀(dāo)柄和HSK刀👨❤️👨柄，刀柄(bǐng)結構如圖1所示(shì)。BT刀柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐柄(bǐng)錐度爲7∶24，這種方(fang)式的刀柄隻适(shì)合于低速加工(gong)💰，因BT刀柄與主軸(zhóu) 隻是錐面配合(hé)，當轉速太高時(shí)，由于離心力的(de)作用會使錐面(miàn)配合間隙增大(dà)，從而影響👣數控(kong)加工質量。當機(ji)床高轉速達到(dào)15000 轉/分時，通常需(xu)要采用HSK型刀柄(bing)，HSK刀杆爲過定位(wèi)結構，提供與機(ji)床标準聯結，在(zai)機床拉力作用(yòng)下，保證刀杆短(duǎn)錐和端面與機(ji)床緊密配合。
2.刀(dao)柄與刀具的聯(lián)結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術(shù)要求就是刀柄(bǐng)與刀具的聯結(jie)方式， 包括加工(gōng)時的夾持力度(dù)、徑向跳動精度(dù)和平衡質量，刀(dāo)柄的徑向跳動(dòng)精度要小于0.003mm。爲(wèi)支持機床的線(xian)性傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具✊的總(zong)重量越小，對獲(huo)得優良切削效(xiao)果 越有利。根據(ju)客❌戶各自的🌈需(xū)求，都能夠找到(dao)一種完美的刀(dao)柄系統，因爲不(bú)同✂️的系統能夠(gou)提供不同的技(ji)術❄️特征和優勢(shi)。 刀柄對刀杆 、刀(dāo)具的夾緊方式(shì)主要有4種刀柄(bing)：側固式刀柄、彈(dan)性夾緊式刀柄(bǐng)、液壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等(děng)。
側固式刀柄的(de) 特點是簡單容(róng)易操作、快速方(fāng)便、安全🧑🏽🤝🧑🏻性🤟極高(gāo);彈性夾緊式刀(dao)柄的特點是刀(dāo)具的夾緊🌈或松(song)開是在刀💃柄材(cái)料的彈性形變(bian)範圍内實現的(de)🌈，不僅可以提供(gong)極高的刀柄回(huí)轉精 度，而且對(duì)刀具使 用壽命(mìng)沒有限制;液壓(ya)刀柄特點爲采(cai)用這一刀具夾(jiá)緊系統，可使系(xi)統徑向跳動誤(wù)差精度和重複(fú)📞定位精度控制(zhi)在3μm以下。由于刀(dāo)👄柄内存在有高(gāo)壓油液壓力，當(dang)刀具 被夾緊時(shí)，内藏的油🔆腔結(jie)構及高壓油的(de)存在大大地增(zēng)加了結構阻尼(ní)，可有效防止刀(dāo)具和機床主軸(zhou)的振動;熱脹冷(leng)縮刀柄的優點(diǎn)是徑向跳動誤(wu)差小，精度很高(gao)，可達到 3μm以下水(shui)🈲平，傳動扭🈲矩大(dà)，而刀柄的設計(ji)相對比較小巧(qiǎo)，但其缺陷在于(yu)，相比液壓刀柄(bing)或應力鎖❓緊式(shi)⚽刀柄來講，其防(fang)振性能較差。
三(sān)、刀具的準确選(xuan)擇和使用環節(jiē)
硬 質合金刀具(jù)應用範圍在企(qǐ)業越來越廣，硬(yìng)質合金将代✉️替(tì)大部分高速鋼(gāng)刀具，包括鑽頭(tou)、立銑刀和絲錐(zhuī)等簡樸通用刀(dāo)具，使這一類刀(dao)具的切削速度(dù)有很大的提高(gao)，硬質 合金将在(zai)刀具材料中占(zhàn)主導🌈地位，覆蓋(gài)大部分常🧑🏽🤝🧑🏻規的(de)加工領域。我公(gong)司在粗加😘工中(zhōng)盡可能采用大(da)直徑的牛鼻刀(dāo)，使用R2左右的硬(yìng)🔞質合金刀片，做(zuò)到粗加工排屑(xie)☔ “多”;半精加工選(xuan)用高😄轉速高進(jìn)🚩給R0.8左右的鑲片(piàn)立銑刀，做到半(ban)精加工走刀“快(kuài)”;精加工時盡量(liang)🏃♀️選用硬質合金(jin)刀杆和高精度(du)球頭鏡面刀片(pian)，這樣可在保正(zheng) 加工質量的同(tong) 時節省選用整(zheng)體合金刀具的(de)高昂費用。精加(jiā)工中所用小刀(dāo)具的半徑應小(xiao)于或👅等于被加(jia)工零件上的内(nèi)輪廓🔞圓角半徑(jìng)，尤其是在拐角(jiao)🐆加工時，應選用(yòng)半徑小于拐角(jiǎo)處圓 角半徑的(de)刀具，并以圓弧(hú)插補的方式進(jin)行加工，這樣可(ke)以避免采用直(zhí)線插補而出📐現(xiàn)💜過切現象，做到(dao)精加工質量“好(hao)”。因此，刀❓具的準(zhun)确選擇和使用(yòng)是影響數控加(jia)工質量的重要(yao)因素。
四、數控編(bian)程環節
程序是(shi)數控機床惟一(yi)能夠識别的語(yu)言，它向機床發(fa)出⛱️一條一🔞條加(jia)工指令，控制着(zhe)機床的 每一步(bù)驟，程序的好壞(huài)直接影響到加(jia)工的質量和效(xiao)率。這就需要在(zài)全面了解機床(chuáng)💯性能、加工的每(měi)一環節以及🙇♀️必(bi)要的相關知識(shí)的基礎上, 通😘過(guò)不斷的實踐，提(tí)高編程技能，從(cong)而達到提高數(shu)控加工質量的(de)要求。
1.數控編程(chéng)的步驟
程序編(bian)制是數控加工(gōng)中的一項重要(yào)工作，理想的加(jia)工程序應保證(zhèng)加工出符合産(chan)品圖樣要求的(de)合格工件，同時(shi)應能使數控機(jī)床的功能得到(dao)合理的應用與(yu)充分的發揮，使(shǐ)數控機床安全(quan)、可靠、 高效地工(gong)作，加工出高質(zhi)量的産品。
從得(de)到産品零件圖(tú)樣到獲得數控(kòng)加工程序的編(bian)制過程。
程序定(dìng)型階段由主管(guǎn)領導審核數控(kòng)編程刀路，合☁️格(ge)後填寫🔱數‼️控加(jia)工程序單，繪制(zhì)加工簡圖。到現(xian)場了解程序執(zhí)行情況😄，并優化(hua)、固化數控加工(gong)程序。
2.數控編程(chéng)的關鍵問題
(1)零(líng)件數字化模型(xíng)：一般情況下依(yī)據産品設計圖(tu)，采用線🌍框建模(mo)、特征建模和實(shí)體建模等不同(tong)方式，建立零件(jiàn)的幾何數字化(huà)模型。或者是采(cai)用無紙化設計(jì)制造技術，零件(jiàn)的幾何數字化(hua)模型直接由設(she)計而來。
(2)加工方(fang)案的确定：主要(yào)針對産品結構(gòu)特點、質量要求(qiú)選擇不同的加(jiā)工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投(tou)影加工⚽還是放(fàng)射加工💁。不同的(de)加工方法對零(ling)件的表面質量(liang)🐇影響較大。
(3)加工(gōng)參數的選擇：加(jia)工參數的選擇(zé)主要取決于工(gong)件🐕材料、刀具形(xíng)狀和材料、機床(chuáng)性能等因素。加(jia)工參數選擇的(de)合理性對零件(jian)的表面質量也(yě)有較大影響。
(4) 刀(dāo)具軌迹的生成(cheng)：刀具軌迹生成(chéng)是複雜零件、多(duō)軸數控加🔴工💘中(zhong)⛱️的重要内容，有(you)效的刀具軌迹(jì)直接決定了加(jiā)工💃的可📞能性💁、質(zhi)量與效率。刀具(jù)軌迹的生成首(shǒu)要目标是使所(suo) 生成的刀具軌(gui)迹滿足平穩、光(guang)滑、負荷變化小(xiao)、軌迹連續，切入(ru)、切出次數少，無(wu)幹涉及碰撞等(deng)要求。同時，刀具(ju)軌迹還需滿足(zú)穩定性好、編程(cheng)效率高和程序(xu)量小等 條件。
(5)數(shu)控加工仿真：由(you)于零件形狀及(jí)加工環境的複(fú)雜性，要确保所(suo)生成的加工程(chéng)序不存在任何(hé)質量問題十💯分(fèn)困難，其中主要(yao)的是加工 過程(cheng)中的過切、機床(chuáng)各部件之間的(de)幹涉碰撞等問(wen)題。特别對于高(gāo)速加工，這些問(wen)題常常是緻命(ming)的。因此，在加工(gōng)前對加🧑🏾🤝🧑🏼工程序(xu)進行仿真驗證(zheng)是十分必要的(de)。數控加工 仿😍真(zhēn)通過軟件模拟(ni)加工環境，刀具(jù)軌迹與材料切(qiē)除過程來檢🌈驗(yan)程序，具有成本(ben)低、效率高且安(ān)全可靠等特點(dian)，是提高數控編(biān)程質量及加工(gong)🆚質量的重要♈手(shǒu)段。
(6)後置處理：後(hòu)置處理是數控(kong)加工編程中的(de)一項重要内容(rong)，其技術内容包(bao)括：機床運動學(xué)建模與求解、機(jī)床坐标運動變(biàn)換🥰、非線性運動(dòng)誤差校驗、機床(chuáng)結構誤差補償(chang)及🌂數控代碼轉(zhuǎn)換等。因此，采用(yong)正确的後置處(chu)理對于保證加(jia)工質量、效率與(yu)機床可靠運行(hang)具有重要作用(yong)。
五、機床操作者(zhe)環節
機床操作(zuò)者是數控加工(gong)的執行人，他們(men)對數控加工質(zhì)量的控制也是(shì)很明顯的。他們(men)在執行加工任(ren)務的過程✌️中對(dui)機床、刀柄、刀具(jù)、加工工藝和切(qiē)削參數的實時(shi)狀态了解，他們(men)的各項操作對(duì)數控加工影響(xiǎng)直接，所以機床(chuang)🐇操作者的技能(neng)和責任心也是(shi)提高數控加工(gong)質量的重要因(yin)素。
我們知道，雖(sui)然機床等硬件(jian)設備是很關鍵(jian)的，但人才是影(yǐng)響💜數⛱️控加工質(zhi)量的決定性因(yīn)素，因爲程序設(she)計⭐員和機床☁️操(cāo)作者的職業道(dao)德、技能水平以(yi)及崗位責任心(xīn)決🔞定了各種先(xian)進設備能❄️否發(fa)揮出多大的效(xiào)能。所以我們一(yi)定要重視人才(cai)的✉️培養和引進(jin)，爲數控加👨❤️👨工質(zhi)量的持續提高(gao)打下堅實的基(jī)礎。
通過對數控(kòng)加工中影響加(jiā)工質量因素的(de)分析, 爲🌐合理有(you)效地提高數控(kong)機床的利用率(lǜ)提供了可行的(de)依據。其應用可(ke)有效保證數控(kong)機床的加工精(jing)度及良好的加(jiā)工效果。