數控加工作(zuò) 爲一種先進的(de)加工方法, 被廣(guang)泛地用于💋航空(kong)工✏️業、艦船工業(yè)以及電子工業(yè)等高精度、複雜(zá)零件的加工生(sheng)産🐪。在數控加工(gong)中，影響數控加(jiā)工質量的因素(sù)很多，即工🥵藝系(xì)統中的各💋組成(chéng)部分，包括 機床(chuáng)、刀具、夾具的制(zhì)造誤差😘、安裝誤(wu)差以及刀具使(shi)用中的磨損等(deng)都直接影響工(gong)件的加工精度(dù)。也就是說，在加(jia)工過程中整個(gè)工🙇🏻藝系統會産(chǎn)生各種誤差，從(cong)而改變刀 具和(he)工🚩件在切削運(yùn)動過程中的相(xiàng)互位置關系而(er)影👌響零件的加(jiā)工精度及質量(liàng)。
數控(kong)加工在中國制(zhi)造業 中已經有(yǒu)了較長的使用(yong)時👅間，雖🌈然有嚴(yan)格的數控機床(chuáng)操作規範、良好(hao)的機床維🤞護保(bǎo)養，但🐉是其本身(shen)的精度損失是(shì)不可避免⛱️的。爲(wei)了控制産🥵品的(de)加⛹🏻♀️工質量，我們(men)定期對 數控設(shè)備進行檢⁉️測維(wei)修，明确每台設(she)備的加工精度(dù)，明确每台設備(bèi)的加工任務。對(dui)于大批量成批(pi)生産的零❗件加(jia)工工廠，應嚴格(gé)區分粗、精加工(gong)的設備使用，因(yin)爲粗加 工時追(zhuī)求✉️的是高速度(du)、高的去除率、低(di)的加工精度，精(jīng)加工則相反，要(yao)求高的加工精(jing)🏃🏻度。而粗加工時(shí)對設備的精度(dù)損害是嚴重的(de)，因此我們将使(shi)🔴用年限較長、精(jīng)度差的設備定(dìng)爲專用的粗加(jiā)工設備，新設備(bèi)和精度好的設(shè)備定爲精加工(gōng)設備，做到🈚對現(xiàn)有設備資源的(de)合理搭配、明确(què)分工，将機床對(duì)加工質量的影(ying)響降到了很低(di)，同 時又保👣護了(le)昂貴💋的數控設(she)備，延長了設備(bei)的壽命。
二、刀柄(bing)的合理選用環(huan)節
當我們的機(jī)床不可改變時(shi)，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數(shù)控加工質量的(de)影響又變得突(tū)出了。在任何🌈旋(xuan)轉♋刀具加工系(xì)統中，主⚽軸與夾(jia)頭(或其組合體(tǐ))的聯結是刀具(jù)加工性能實現(xian)的基石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯結
目(mu)前企業常用刀(dao)柄與機床的 接(jie)口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄，刀柄結(jie)構如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主軸(zhou)的接口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這種方⛹🏻♀️式(shi)的刀柄隻适合(hé)于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸🔅 隻(zhī)是錐面配合，當(dāng)轉速✂️太高時，由(you)于離心力的作(zuo)用會使錐面配(pei)合間隙增大，從(cong)而影響☂️數控加(jiā)工質量。當機床(chuang)高轉速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常需要(yào)采用HSK型刀🔆柄，HSK刀(dao)杆爲過定位🥰結(jié)構，提供與機床(chuáng)标☎️準聯結，在機(ji)床拉力作用下(xià)，保證刀杆短錐(zhui)和端面與機床(chuáng)緊密配合。
2.刀柄(bing)與刀具的聯結(jie)
對 刀柄另一個(gè)重要的技術要(yao)求就是刀柄與(yu)刀具的聯結方(fāng)式， 包括加工時(shí)的夾持力度、徑(jing)向跳動精度和(he)平衡質量💃，刀柄(bing)⭐的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的線性(xing)傳動，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具🌐的總重(zhong)量越小，對獲得(de)優良切削效果(guǒ) 越有利。根據客(ke)戶各自的需求(qiu)，都能夠⁉️找到一(yī)種完美的刀柄(bing)系統，因爲不同(tong)的系統能夠提(tí)🍉供不同的技術(shù)特征和優勢。 刀(dāo)柄對刀杆 、刀具(jù)的夾緊方式主(zhu)要有4種刀柄：側(cè)固式刀柄、彈性(xing)夾緊式刀柄、液(ye)壓刀柄和熱脹(zhang)冷縮🤩刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特(te)點是簡單容易(yì)操作、快速方便(bian)、安全性極高;彈(dan)😍性夾緊式刀柄(bǐng)的特點是刀具(jù)的夾緊或松開(kai)是在刀柄材💃料(liao)的彈性形變範(fàn)圍内實現的，不(bu)僅可😘以提供極(jí)高的🎯刀柄回轉(zhuan)精 度，而且對刀(dao)具使 用壽命沒(mei)有限制;液壓刀(dao)柄特點爲采用(yòng)這一刀🥵具夾緊(jǐn)系統👨❤️👨，可使系統(tǒng)徑向跳動誤差(cha)精度和重複定(dìng)位精度控制在(zài)3μm以下。由于刀柄(bing)内存在有高壓(ya)油液壓力，當刀(dāo)具 被夾緊時，内(nei)藏的油腔結構(gou)及高壓油的存(cún)在大大地增🧑🏽🤝🧑🏻加(jiā)了結構阻尼，可(ke)有效防止刀具(jù)和機床🍓主軸的(de)振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是(shì)徑向跳動誤差(chà)小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平(ping)，傳動扭矩大，而(er)刀柄的設計相(xiàng)對比較小巧，但(dàn)其缺陷在于，相(xiàng)比液壓刀柄或(huò)應力鎖緊式刀(dāo)🏃♀️柄來講，其防振(zhen)性能較差。
三、刀(dāo)具的準确選擇(ze)和使用環節
硬(yìng) 質合金刀具應(yīng)用範圍在企業(ye)越來越廣，硬質(zhi)合金将代替大(dà)㊙️部分高速鋼刀(dāo)具，包括鑽頭、立(lì)銑刀和絲錐等(děng)簡樸通用刀👈具(jù)，使這一類刀具(ju)的切削速度有(yǒu)很大🔴的提高，硬(ying)質 合金将在刀(dao)具材👄料中占主(zhǔ)導地位，覆蓋大(da)部分常規的加(jiā)工領域。我公💜司(si)在粗加🤩工中盡(jin)可能采用大直(zhí)徑的牛鼻刀，使(shǐ)用R2左右的硬🐕質(zhi)合金刀片，做到(dao)粗加工排屑 “多(duo)”;半精加工選用(yong)高⛱️轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片立(lì)銑刀，做到半精(jing)加工走刀🤩“快”;精(jing)加工時盡量選(xuǎn)用硬質合金刀(dao)杆🌈和高精度♍球(qiú)頭鏡面刀片，這(zhe)樣可在保正🈚 加(jiā)工質量的同 時(shí)節📱省選用整體(tǐ)合金刀具的🧑🏾🤝🧑🏼高(gao)昂費用。精加工(gōng)中所用小刀具(ju)的半徑應小于(yú)或🤟等于被加工(gōng)零件上的内💋輪(lun)廓圓角半徑，尤(you)其是在😍拐角加(jiā)工時，應選用半(ban)徑小于拐角處(chù)圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧插(chā)補的方式進行(hang)加工，這樣可以(yǐ)避免采用直線(xian)插補而出現☂️過(guò)切現象，做到精(jīng)加✨工質量“好💰”。因(yīn)此，刀具的準确(què)選擇和使用是(shì)🔅影響數控加工(gōng)質量的重要🛀🏻因(yin)素。
四、數控編程(chéng)環節
程序是數(shù)控機床惟一能(néng)夠識别的語言(yán)，它向機床發出(chū)一條一條加工(gōng)指令，控制着機(ji)床的 每一步驟(zhòu)，程序的好壞直(zhí)接影響到加工(gōng)的質量和效率(lǜ)。這就需要在全(quán)面了解機床性(xing)能、加工的每一(yi)環節以及必要(yào)的相關知識的(de)基礎上, 通☂️過不(bu)斷的實踐，提高(gāo)編程技能，從而(ér)達到提高數控(kong)加工質量的要(yào)求。
1.數控編程的(de)步驟
程序編制(zhì)是數控加工中(zhong)的一項重要工(gōng)作，理想的加🔴工(gong)程序應保證加(jia)工出符合産品(pin)圖樣要求的合(hé)🍓格工💰件，同時應(yīng)⭐能使㊙️數控機床(chuáng)的功能得到合(he)理的應用與充(chong)分的發揮，使數(shù)控機床安全、可(ke)靠、 高效地👉工作(zuò)，加工出高質量(liang)的産品。
從得到(dao)産品零件圖樣(yàng)到獲得數控加(jiā)工程序的編制(zhì)✏️過程✊。
程序定型(xing)階段由主管領(ling)導審核數控編(bian)程刀路，合格後(hòu)填寫數控加工(gong)程序單，繪制加(jia)工簡圖。到現場(chang)了解程序執行(hang)情況，并優🚶化、固(gù)化數控加工程(chéng)序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件(jian)數字化模型：一(yi)般情況下依據(jù)産品設計圖，采(cai)用線框建模🔱、特(te)征建模和實體(tǐ)建模等不同方(fāng)式，建立零件的(de)⛱️幾何數字🈲化模(mó)型。或者是采用(yòng)無紙化設計制(zhì)造🈲技術，零件的(de)幾何數字✊化模(mó)型直接由設計(jì)而來。
(2)加工方案(an)的确定：主要針(zhen)對産品結構特(tè)點、質量要求選(xuǎn)擇☔不📱同的加工(gōng)方法，如：曲面加(jiā)工是選擇投影(ying)加工還是放射(shè)❗加工㊙️。不同的加(jiā)工方法對零件(jian)的表🥰面質量影(ying)響較大。
(3)加工參(cān)數的選擇：加工(gōng)參數的選擇主(zhu)要取決于工件(jiàn)材料、刀具形狀(zhuàng)和材料、機床性(xing)能等因素。加工(gōng)參數選擇的合(he)理性對零件的(de)表面質量也有(you)較大影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生成：刀(dāo)具軌迹生成是(shì)複雜零件、多軸(zhóu)數🏃♂️控🏃🏻加工中的(de)重要内容，有效(xiao)的刀具軌迹直(zhí)接決定了加工(gong)的可能性、質量(liàng)與效率。刀具軌(guǐ)迹的生成首要(yào)目标是使所 生(shēng)成的刀具軌迹(jì)滿🔞足平穩、光滑(hua)、負荷變化小、軌(guǐ)迹連續，切入、切(qie)出次數少，無幹(gàn)涉及碰撞等要(yào)求。同時，刀具軌(guǐ)迹還需滿足穩(wen)定性好、編🈲程效(xiao)率高和程序量(liang)小等 條件🛀🏻。
(5)數控(kòng)加工仿真：由于(yu)零件形狀及加(jia)工環境的複雜(zá)性，要确保所生(sheng)成的加工程序(xu)不存在任何質(zhì)量問🏒題十分困(kun)難，其中主要的(de)是加工 過程中(zhōng)的過切、機床各(ge)部件之間的幹(gan)涉碰撞等問題(tí)。特🤟别對于高速(sù)加工，這些問題(tí)常常✔️是緻命的(de)。因此，在加工前(qián)對加🔞工程序進(jin)行仿真驗證是(shi)十分必要的⛹🏻♀️。數(shù)控加工 仿真通(tong)過軟件模拟加(jiā)工環境，刀具軌(gui)迹與材料切除(chu)過程來檢驗程(chéng)序，具有成本低(dī)、效率高且安全(quan)可靠⛹🏻♀️等特點，是(shì)提高數控🏃♀️編程(chéng)質量及加工質(zhì)量的重要手段(duàn)。
(6)後置處理：後置(zhi)處理是數控加(jiā)工編程中的一(yī)項重要内✂️容，其(qi)技術内容包括(kuò)：機床運動學建(jian)模與求解、機床(chuáng)坐标✉️運動♻️變換(huan)、非線性運動誤(wù)差校驗、機床結(jie)構誤差補償及(jí)數控代碼轉換(huan)等。因此，采用正(zhèng)确的後置處理(li)對于保證加工(gōng)質量🐪、效率與機(jī)床可靠運行具(jù)有重要作用。
五(wǔ)、機床操作者環(huán)節
機床操作者(zhe)是數控加工的(de)執行人，他們對(duì)數控加工質📱量(liàng)的📞控♉制也是很(hěn)明顯的。他們在(zài)執行加工任務(wu)的🚶♀️過程中對機(ji)床、刀柄🈲、刀具、加(jiā)工工藝和切削(xuē)參數的實時狀(zhuàng)态了解，他們的(de)各項操作對數(shù)控加工🐇影響直(zhi)接，所以機床操(cāo)作者的技能和(he)責任心也是🎯提(ti)高數控加工質(zhì)量的重要因素(sù)。
我們知道，雖然(ran)機床等硬件設(she)備是很關鍵的(de)，但人☂️才是影💃🏻響(xiang)數控加工質量(liang)的決定性因素(sù)，因爲程序設計(ji)員和🤩機床操作(zuò)者的職業道德(de)、技能水平以及(jí)崗位責任心決(jue)定了各種先進(jìn)設備能否發揮(hui)出多大的效能(neng)。所以我們一定(dìng)要重視人才的(de)培養和引進，爲(wei)數控加工質量(liàng)的持續提高打(dǎ)下❓堅實的基礎(chu)🐉。
通過對數控加(jia)工中影響加工(gōng)質量因素的分(fen)析, 爲合理❄️有效(xiao)地提高數控機(ji)床的利用率提(ti)供了可行的依(yī)據。其應用可有(yǒu)效保證數控機(jī)床的加工精度(du)及良好的加工(gōng)🙇♀️效果。
