數(shu)控加工作(zuo) 爲一種先(xian)進的加工(gong)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yu)✂️航空工業(yè)、艦船工業(yè)以及電子(zi)工業等高(gāo)精度、複雜(za)零件的加(jia)工生産。在(zài)數🔞控加工(gōng)中，影響數(shù)控加工質(zhi)量的因素(su)很多，即工(gōng)🌈藝系統中(zhōng)的各組成(chéng)部分，包括(kuò) 機床、刀具(ju)、夾具的制(zhi)造誤差、安(ān)裝誤差以(yǐ)及刀具⚽使(shǐ)用中的磨(mo)損等都直(zhi)接影響工(gong)件的加工(gong)精度。也就(jiu)是說，在加(jia)工過程中(zhong)整個工藝(yì)系統會産(chan)生各種誤(wu)差，從而改(gai)變刀 具和(he)工件在切(qie)削運動過(guò)程中的相(xiang)互位置關(guān)系而影🐅響(xiang)零件的加(jiā)工精度及(ji)質量。
數控加工(gong)在中國制(zhì)造業 中已(yǐ)經有了較(jiào)長的使用(yòng)時間，雖然(ran)💁有嚴格的(de)數控機床(chuáng)操作規範(fàn)、良好的機(ji)👈床維護保(bǎo)🌐養，但是其(qí)本身的精(jīng)度損失是(shi)不可避免(mian)的。爲了🏒控(kong)制産品的(de)加工質量(liàng)，我們定期(qi)對 數控設(shè)備進行檢(jiǎn)測維修，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gong)精度，明确(que)📱每台設備(bei)的加工任(rèn)務。對⭐于大(da)批量成批(pī)生産的零(líng)件加工工(gong)廠，應嚴格(gé)區分粗、精(jīng)加工的設(shè)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(jiā)工精度，精(jīng)加工則相(xiàng)反，要求高(gāo)的加工精(jīng)度。而粗加(jiā)工時對設(she)備的精度(du)損害是嚴(yan)重的，因此(cǐ)我們将使(shǐ)🧡用年限較(jiào)長、精度差(cha)的設備定(ding)爲專用的(de)粗加工設(shè)備，新設備(bèi)和精度好(hǎo)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(dui)加工質量(liàng)的影響降(jiàng)到了很低(dī)，同 時又👨❤️👨保(bǎo)護了昂貴(guì)的數控設(she)備，延長了(le)設備的壽(shòu)命。
二、刀柄(bing)的合理選(xuǎn)用環節
當(dāng)我們的機(jī)床不可改(gǎi)變時，與機(jī)床相關的(de)刀柄、刀具(ju)對數控加(jia)工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉刀具加(jiā)工系統中(zhōng)，主軸與夾(jia)頭(或其組(zu)合體)的聯(lian)結是刀具(jù)加工性能(neng)實現的基(jī)石。
1.刀柄與(yu)機床的聯(lián)結
目前企(qǐ)業常用刀(dāo)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄(bǐng)和HSK刀柄，刀(dāo)🧑🏽🤝🧑🏻柄結構如(ru)圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床(chuáng)主軸的接(jie)口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的🐕刀(dao)柄隻适合(he)于低速加(jia)工，因BT刀柄(bǐng)與主軸 隻(zhī)是錐面配(pei)合，當轉速(sù)🔞太高時，由(yóu)于離心力(lì)的作用會(hui)使錐面配(pèi)合間隙增(zēng)大，從而影(ying)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(cháng)需🚶♀️要采用(yòng)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(dìng)位結構，提(tí)供與機床(chuáng)标準聯結(jie)，在機床拉(la)🌐力作用下(xià)，保證刀😍杆(gan)短錐和端(duān)面與機床(chuáng)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(yào)的技術要(yao)求就是刀(dao)柄與刀具(jù)的聯結方(fāng)式， 包括加(jia)工時的夾(jiá)持力度、徑(jìng)向跳動精(jing)度和平衡(héng)📧質量🔞，刀柄(bing)的徑🐅向跳(tiao)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(xuē)效果 越有(you)利。根據客(kè)戶各自的(de)🛀需求，都能(neng)夠找到一(yī)種完美的(de)刀柄系統(tong)，因爲不同(tong)的系統能(néng)夠提供不(bu)同的技術(shu)特征和優(you)勢。 刀柄對(duì)刀杆 、刀具(ju)的夾緊🌂方(fang)式主要有(you)4種刀🏃♀️柄：側(cè)固式刀柄(bǐng)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(ye)壓刀柄和(hé)熱脹冷🔴縮(suō)刀柄等。
側(ce)固式刀柄(bǐng)的 特點是(shi)簡單容易(yì)操作、快速(sù)方便、安全(quan)性極🔞高;彈(dan)性夾緊式(shi)刀柄的特(tè)點是刀具(ju)的夾緊❌或(huo)松開是在(zai)刀柄材料(liào)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(ye)壓刀柄特(te)點爲采🌐用(yong)這一刀具(ju)夾緊系統(tǒng)，可使系統(tǒng)徑向跳動(dong)誤差精度(du)和重複🥵定(ding)位精度控(kong)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(dāo)具 被♌夾緊(jin)時💛，内藏的(de)油腔結構(gou)及高壓👨❤️👨油(you)的存在大(dà)大地增加(jia)了結構阻(zu)尼，可有效(xiào)防止刀具(ju)和機床主(zhu)軸的振動(dòng);熱脹冷縮(suo)刀柄的優(you)點是徑☔向(xiang)跳動誤差(chà)小，精度很(hen)高，可達到(dào) 3μm以下水平(ping)，傳動扭矩(jǔ)大，而刀柄(bing)的設計相(xiàng)對比較小(xiǎo)巧，但其缺(quē)陷在于，相(xiang)比♊液壓刀(dāo)柄或應力(lì)鎖緊式刀(dao)㊙️柄來講，其(qí)防振性能(néng)較差。
三、刀(dao)具的準确(que)選擇和使(shi)用環節
硬(yìng) 質合金刀(dāo)具應用範(fan)圍在企業(yè)越來越廣(guang)，硬質合金(jin)🔞将代替大(da)部分高速(su)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(si)錐等簡樸(pǔ)通用刀具(ju)，使☂️這一類(lei)刀具的切(qie)削速度有(yǒu)很大👄的提(ti)高，硬質 合(he)♊金将在㊙️刀(dāo)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(zhi)徑的牛鼻(bi)刀，使用R2左(zuo)右的硬🐆質(zhi)合金刀片(piàn)，做🔞到粗加(jiā)工排屑 “多(duo)”;半精加工(gong)選用高轉(zhuan)速高進給(gei)R0.8左右的鑲(xiang)片立銑刀(dao)，做到半精(jing)加工走刀(dao)“快”;精加工(gong)時盡量👌選(xuan)用硬質合(hé)金刀杆和(hé)高精度球(qiú)頭鏡面刀(dāo)片，這樣可(kě)在保正 加(jia)工質量的(de)同 時節👨❤️👨省(shěng)選用整體(tǐ)合金‼️刀具(ju)的高昂費(fei)用。精加👅工(gong)中所用小(xiao)刀具的半(ban)徑應小于(yu)或等于被(bei)加工零件(jiàn)上的内輪(lún)廓🌈圓角半(bàn)徑，尤其是(shi)在拐角加(jia)🙇♀️工時，應選(xuǎn)用半徑小(xiao)于拐角處(chu)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bìng)以圓🌈弧插(cha)補的方式(shì)進行加工(gōng)，這樣可以(yǐ)避免采用(yong)直線插補(bu)而出現過(guò)切現象，做(zuo)到精加🌈工(gong)質量“好”。因(yin)此，刀具的(de)準确選擇(zé)和❌使用是(shì)影響數控(kong)加工質量(liang)的重要因(yīn)素。
四、數控(kòng)編程環節(jie)
程序是數(shù)控機床惟(wéi)一能夠識(shí)别的語言(yan)，它向機床(chuáng)♻️發出一條(tiao)一條加工(gōng)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序的好(hao)壞直接影(yǐng)㊙️響到👣加工(gong)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(tōng)過不斷的(de)實踐，提高(gāo)編程技能(néng)，從而達到(dào)提高數控(kong)加工質量(liàng)的要求。
1.數(shù)控編程的(de)步驟
程序(xu)編制是數(shù)控加工中(zhōng)的一項重(zhòng)要工作，理(lǐ)想的加工(gong)程序應保(bao)證加工出(chū)符合産品(pin)圖樣要求(qiu)的合格工(gong)件，同時應(ying)能使數控(kong)✔️機床的功(gōng)能得到合(hé)理的應用(yong)與充分的(de)🌈發揮，使數(shù)控機床安(an)全、可靠、 高(gao)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(huo)得數控加(jia)工程序的(de)編制過程(cheng)。
程序定型(xíng)階段由主(zhu)管領導審(shen)核數控編(biān)程刀路，合(hé)格後填✊寫(xiě)數控加工(gōng)程序單，繪(huì)制加工簡(jian)圖。到現場(chǎng)了解程序(xù)♈執行✏️情況(kuang)🙇♀️，并優化、固(gu)化數控加(jia)工程序。
2.數(shu)控編程的(de)關鍵問題(tí)
(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(cǎi)用線框建(jian)模😄、特征建(jian)模和實體(tǐ)建模等不(bú)同方式，建(jian)立零件的(de)幾何數字(zi)化模型。或(huo)者是采用(yòng)無紙化設(shè)計制造技(jì)術，零件的(de)幾何數字(zì)化模型直(zhí)接由設計(jì)而來。
(2)加工(gōng)方案的确(què)定：主要針(zhen)對産品結(jie)構特點、質(zhì)量要求選(xuan)擇☁️不🍉同的(de)加工方法(fǎ)，如：曲面加(jiā)工是選擇(ze)投影加工(gōng)還是放射(she)加工。不同(tong)✌️的加工方(fāng)法對零件(jian)的表面質(zhì)量影響較(jiao)大。
(3)加工參(cān)數的選擇(ze)：加工參數(shu)的選擇主(zhu)要取決于(yu)工件材料(liao)、刀具形狀(zhuang)和材料、機(ji)床性能等(děng)因素。加工(gōng)參數選擇(zé)的合理性(xìng)對零件的(de)表面質量(liang)也有較大(da)影😍響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生(shēng)成：刀具軌(gui)迹生成是(shi)複雜零件(jiàn)、多軸數控(kòng)加工中‼️的(de)重要内容(rong)，有效的刀(dāo)具軌迹直(zhi)接決定了(le)加工的可(kě)能性、質量(liang)與效率。刀(dao)具軌迹的(de)生成首要(yào)目标是使(shǐ)❓所 生成的(de)刀具軌迹(ji)滿足平穩(wen)、光滑、負荷(hé)變化💯小、軌(guǐ)迹連續，切(qiē)入、切出次(cì)數少，無幹(gàn)涉及碰撞(zhuang)等要求☂️。同(tong)時，刀具軌(guǐ)迹還需滿(man)足穩定性(xìng)好、編程效(xiao)率高和程(chéng)序量小等(děng) 條件。
(5)數控(kong)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(sheng)成的加工(gong)程序不存(cun)在任何質(zhì)量問題十(shí)分困難，其(qí)👉中主要的(de)是加工 過(guo)程中的過(guo)切、機床各(gè)部件之間(jiān)的幹涉碰(pèng)撞等✊問題(tí)。特别對于(yú)高速♈加工(gong)，這些問題(ti)常常是緻(zhi)命的。因此(cǐ)，在加工前(qian)對加工程(chéng)序進行仿(pang)真驗證是(shi)十分必要(yào)的。數控加(jiā)工 仿㊙️真通(tong)過軟件模(mo)拟加工環(huán)境，刀具軌(gui)迹與材料(liào)切除過程(chéng)來檢驗程(chéng)序，具有成(cheng)本低、效率(lǜ)🌈高且安全(quán)可靠等特(tè)點，是提高(gao)數控編程(cheng)質量及加(jia)工質量的(de)重要手段(duàn)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(li)是數控加(jia)工編程中(zhong)的一項重(zhong)要内容，其(qí)技術内容(róng)包括：機床(chuáng)運動學建(jian)模與求解(jie)、機床🌈坐标(biao)運動變換(huàn)🈲、非線🌂性運(yùn)動誤差校(xiao)驗、機床結(jie)構誤差補(bǔ)償及數控(kòng)代碼轉換(huan)等。因此，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(li)對于保證(zhèng)加工質量(liàng)、效率與機(jī)床可靠運(yùn)行具有重(zhong)要作用。
五(wu)、機床操作(zuo)者環節
機(jī)床操作者(zhě)是數控加(jia)工的執行(háng)人，他們對(duì)數控加工(gong)質量的🈲控(kong)制也是很(hen)明顯的。他(tā)們在執行(hang)加工任務(wu)的過程中(zhong)對機床、刀(dao)柄、刀具、加(jiā)工工藝和(hé)切削參數(shù)的實時狀(zhuang)态了解，他(ta)們的各項(xiàng)操作對數(shù)控加工影(ying)響直接，所(suǒ)以機床操(cāo)作者的🙇🏻技(ji)能和責任(rèn)心也是提(tí)高數控加(jia)☀️工質量的(de)重要因素(sù)。
我們知道(dao)，雖然機床(chuáng)等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人(rén)才是影⛹🏻♀️響(xiǎng)數控加工(gōng)質量的決(jue)定性因素(sù)，因爲程序(xù)🔞設計員和(he)機床操作(zuo)者的職業(yè)道德、技能(néng)水平以及(ji)崗位責任(rèn)心決🐆定了(le)各種先進(jin)設備能否(fǒu)發揮出多(duō)❓大的效能(neng)㊙️。所以我們(men)一定要重(zhòng)視人才的(de)🙇🏻培養和引(yin)進，爲數控(kong)加工質量(liàng)的持🚩續提(ti)高打下堅(jiān)實的基礎(chu)☀️。
通過對數(shu)控加工中(zhong)影響加工(gōng)質量因素(su)的分析, 爲(wèi)合㊙️理有效(xiao)地提高數(shù)控機床的(de)利用率提(ti)供了可行(hang)❌的依據。其(qí)應用🔞可有(yǒu)效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(du)及良好的(de)加工效果(guo)。
