數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jia)工方法, 被廣泛地(dì)用于航空工業㊙️、艦(jiàn)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fú)雜零件的加工生(shēng)産。在數🐅控加工中(zhōng)，影響數控加工質(zhì)量的因素很多，即(jí)工藝系統中的各(ge)組成部分，包括 機(ji)床、刀具、夾具的制(zhì)造誤差、安裝誤差(cha)以及刀具使用中(zhong)的磨損等都直接(jie)影響工件的加工(gōng)精度。也🌈就是說，在(zài)加工過程中整個(gè)工🚩藝系統會産生(shēng)各種❗誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工件在(zai)切削運動過程中(zhōng)的相互位置關系(xi)而影響零件的加(jiā)工精度及質量。
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shi)用時㊙️間，雖☎️然有嚴(yan)格的數控機床操(cāo)作規範、良好的機(ji)床維護保養，但是(shì)其本身的精度損(sun)失是不可避免👅的(de)。爲了控制産品的(de)加工質量♌，我們定(dìng)期對 數控設備進(jìn)行檢測維修，明确(que)每台設備的加工(gong)精度，明确🤟每台設(she)備的加工任務。對(duì)🌏于大批量成批生(sheng)産的零🔞件加工工(gōng)廠🔞，應嚴格區分粗(cū)、精加工的設備使(shǐ)用，因爲粗加 工時(shi)追求的是高速度(dù)、高的🌂去除率、低的(de)加工精度，精加工(gong)則相反，要求高的(de)加工精度。而粗加(jia)工時對設㊙️備的精(jīng)度損🛀害是嚴重的(de)，因此我們将使用(yòng)年限較長、精度差(cha)的設備定爲專用(yong)的粗加工設👄備，新(xīn)設備和精度好的(de)設備💛定爲精加工(gōng)設備，做到對現有(you)設備資源的合理(li)搭配、明确分工，将(jiāng)機床對加工質量(liàng)的影響降到了很(hěn)低，同 時又保護了(le)昂貴的數控設備(bèi)，延長了✏️設備的壽(shòu)命。
二、刀柄的合理(li)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(bian)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具🐪對數控(kòng)加工質量的影響(xiǎng)又變得突出了。在(zài)任何旋轉刀具加(jia)工系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(ti))的聯結是☁️刀具加(jiā)工性能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(chang)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀👈柄結構(gòu)如圖1所示。BT刀柄與(yu)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這種(zhong)方🌈式的刀柄隻适(shi)合于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻是(shi)錐面配合，當轉速(sù)太高時，由于離心(xīn)力的作用會使錐(zhui)面配合間隙增大(dà)，從而影響數控加(jia)工質量。當機床高(gāo)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需要采用HSK型(xíng)刀柄，HSK刀杆爲過定(dìng)位結構，提供與機(jī)床标準聯結，在機(jī)床拉力作用下，保(bǎo)證刀杆短錐和端(duan)面與機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dāo)具的聯結方式， 包(bāo)括加工時的夾持(chí)力度、徑向跳動精(jing)度和平衡質量，刀(dao)柄的徑向跳動精(jīng)度要小于0.003mm。爲支持(chi)機床的線性傳動(dòng)，主軸、刀柄和刀 具(jù)的總重量越❤️小，對(duì)獲得🌈優良切削效(xiào)果 越有利。根據客(ke)戶各自的🥰需求，都(dōu)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yin)爲不同😄的系統能(neng)夠💛提🛀🏻供不同的技(ji)術特征和優勢。 刀(dāo)柄對刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主要有(you)4種刀柄：側固式刀(dāo)柄、彈😘性夾緊式刀(dāo)柄、液壓刀柄和熱(re)脹冷🈲縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特點(dian)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安全性(xìng)極高;彈性夾緊式(shi)刀柄的特點是刀(dao)具的夾緊或松開(kāi)是👅在刀💋柄材料的(de)彈性形變範圍内(nèi)實現的，不僅可以(yǐ)提供極高的刀柄(bing)回轉精 度，而且對(duì)刀具使 用壽命沒(méi)有限制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用這一(yi)刀具夾緊系統，可(ke)使系統徑☎️向跳動(dòng)誤差精度和重複(fú)🤞定位精度控制在(zai)3μm以下。由于刀柄内(nèi)存在有高壓油液(yè)壓力，當刀具 被🙇♀️夾(jia)緊時，内藏的油✏️腔(qiāng)結構及高壓油的(de)存在大大地增🐆加(jia)了結構阻尼，可有(you)效防止刀🐪具和機(jī)床主軸的振動;熱(re)脹冷縮刀柄的優(yōu)點是徑🌐向跳動誤(wu)差小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平，傳(chuán)動扭☎️矩大，而刀柄(bǐng)的設計相對比較(jiào)小巧，但其缺陷在(zài)于，相比液壓刀柄(bing)或應力鎖緊式刀(dao)柄來講，其防振性(xing)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yòng)環節
硬 質合金刀(dāo)具應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬質(zhi)合⛱️金💋将代替大部(bu)分高速鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立銑刀和(hé)絲錐等簡樸通用(yòng)刀具，使這一類刀(dao)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhi) 合金将在刀具材(cái)料中占主導✏️地位(wèi)，覆蓋大部分常規(guī)的加工領域。我公(gōng)司在粗加工中盡(jìn)可能采用大直徑(jìng)的牛鼻刀，使用R2左(zuǒ)右的硬質合金刀(dao)片👌，做到粗加工排(pai)屑 “多”;半精加工選(xuan)用高轉速高進給(gěi)R0.8左右的鑲片立銑(xi)刀，做到半精加工(gōng)走✍️刀“快”;精加工時(shí)盡量選用硬質合(he)金刀杆和高精度(dù)🌈球頭鏡面刀片，這(zhe)樣可在保正🏃♀️ 加工(gong)質量的同⭐ 時節💛省(sheng)選用整體合金刀(dao)具的高昂費用。精(jing)加工中所用☎️小刀(dāo)具的半徑應小于(yú)或等💛于被加工零(ling)件上的内輪廓圓(yuan)角半徑，尤其是在(zai)😘拐角加工時，應選(xuan)用半徑小于拐角(jiǎo)處圓 角半徑的刀(dao)具，并以圓🐇弧插補(bǔ)的方式進行加工(gong)，這樣可以避免采(cǎi)用直線插補而出(chū)現🙇🏻過切現象，做到(dao)精加工質量“好”。因(yin)此，刀具的準确選(xuan)擇和使用是📧影響(xiǎng)數控加工質量的(de)重要因素。
四、數控(kòng)編程環節
程序是(shi)數控機床惟一能(néng)夠識别的語言，它(tā)向機床發📧出一條(tiao)一條加工指令，控(kòng)制着機床的 每一(yi)步驟🏃🏻♂️，程序的好壞(huài)直接影♋響到加工(gōng)的質量和效率。這(zhè)就‼️需要在全面了(le)解機床⭕性能、加工(gong)的每一環節以及(jí)必要的相關知識(shí)的基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高編(bian)程技能，從🈲而達到(dào)提高🈲數控加工質(zhi)量的要求。
1.數控編(biān)程的步驟
程序編(biān)制是數控加工中(zhōng)的一項重要工作(zuò)，理想的加工程序(xù)應保證加工出符(fu)合産品圖樣要求(qiú)的合格工🔅件，同時(shi)應能使數控機床(chuang)的功能得到合理(lǐ)的應用與🔆充分的(de)發揮，使數控機床(chuáng)安全、可靠、 高效地(di)工作，加工出高質(zhì)量的産品。
從得到(dao)産品零件圖樣到(dào)獲得數控加工程(cheng)序的編制過程。
程(chéng)序定型階段由主(zhu)管領導審核數控(kòng)編程刀路，合格後(hòu)填寫🍉數控加工程(cheng)序單，繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了解程(cheng)序執行情況，并優(you)化、固化數控加工(gōng)程序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件數(shù)字化模型：一般情(qíng)況下依據産品設(shè)計圖，采🔴用🧑🏽🤝🧑🏻線框建(jiàn)🌈模、特征建模和實(shi)體建模等不同方(fang)式，建立零件的幾(ji)何㊙️數字化模型。或(huò)者是采用無紙化(hua)設計制造技術，零(líng)件的幾何數字化(huà)模型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chǎn)品結構特點、質量(liàng)要求選🐕擇🧑🏽🤝🧑🏻不同的(de)加工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投影(yǐng)加工還是👈放射加(jiā)工。不同的加工方(fang)法對零件的表面(mian)質量影響較大。
(3)加(jiā)工參數的選擇：加(jiā)工參數的選擇主(zhu)要取決于工件材(cai)料、刀具形狀和材(cái)料、機床性能等因(yīn)素。加工參數選擇(zé)的合理性對零件(jiàn)的表面質量也有(yǒu)較大影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(líng)件、多軸👣數控加工(gong)中的重要内容，有(you)效的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工的(de)可能性、質量與效(xiao)率。刀具軌迹的生(shēng)成⁉️首要目标是使(shi)所 生成💞的刀具軌(gui)迹滿足平穩、光滑(huá)㊙️、負荷變化小、軌迹(jì)連🍓續，切入、切🙇♀️出次(cì)數少，無幹涉及😄碰(pèng)撞等要求☀️。同時，刀(dao)具軌迹還需滿足(zú)穩定性好、編程效(xiào)率高和💯程序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數控加工(gōng)仿真：由于零件形(xíng)狀及加工環境的(de)複雜性，要🌈确保⛹🏻♀️所(suo)生成的加工程序(xu)不存在任何質量(liàng)問題十分困難，其(qí)中主🐅要的是加工(gong) 過程中的過切、機(jī)床各部件之間的(de)幹涉👣碰撞等問題(tí)。特别對于高速加(jiā)工，這些問題常常(cháng)是緻命的。因此，在(zai)加工前對加工程(chéng)序進行仿真驗證(zhèng)是十分必要的。數(shù)控加工 仿📐真通過(guo)軟件模✔️拟加工環(huan)境，刀具軌迹與材(cai)料切除過程來檢(jian)驗程序，具有成本(běn)低、效率高且安全(quán)可靠等特點，是提(tí)高數控編程質量(liàng)及加工質量的重(zhong)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yi)項重要内容，其技(jì)術内容包括：機床(chuang)運動學建模與求(qiú)解、機床📧坐标運動(dong)變換、非線💃性運動(dong)誤差校驗、機床結(jie)構誤差補償及🚩數(shu)控代碼轉換等。因(yin)此，采用正确的後(hou)置處理對于保證(zhèng)加工質量、效率與(yu)機床可靠運🌈行具(jù)有重要作用。
五、機(jī)床操作者環節
機(ji)床操作者是數控(kòng)加工的執行人，他(tā)們對數控加🔱工質(zhi)量的控✏️制也是很(hen)明顯的。他們在執(zhí)行加工任務的過(guo)程中對💯機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(hé)切削參數的實時(shí)狀态了解，他們的(de)各項操作對數控(kong)加工🧡影響直接，所(suo)以機床操作者的(de)技能和責任心也(ye)是提高數控加工(gōng)質量的重要因素(su)。
我們知道，雖然機(jī)床等硬件設備是(shi)很關鍵的，但人才(cai)是影響數控加工(gong)質量的決定性因(yīn)素，因爲程序設計(ji)員和機床😍操作者(zhe)的📱職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(ze)🈲任心決💚定了各種(zhǒng)先進設備能否發(fā)揮出多大的效能(néng)。所以我們一定要(yào)重視人才的培養(yang)和引進，爲數控加(jiā)工質量的持續提(ti)高打下堅實的基(jī)礎。
通過對數控加(jiā)工中影響加工質(zhì)量因素的分析, 爲(wèi)合理有效地提高(gao)數控機床的利用(yong)率提供了可行的(de)依♈據。其應用可有(you)效保證數控機床(chuang)的加工精度及良(liáng)好的加工效果。
