數控加工(gong)作 爲一種(zhong)先進的加(jiā)工方法, 被(bèi)廣泛地用(yong)于航空工(gōng)業❓、艦船工(gōng)業以及電(diàn)子工業等(deng)高精度、複(fu)雜零件的(de)✍️加工✌️生産(chan)。在數控加(jia)工中，影響(xiang)數控加工(gōng)質量的🔞因(yin)素很❌多，即(jí)工藝系統(tong)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(chà)以及刀具(jù)使用中的(de)磨🍓損等都(dou)直接影響(xiang)工件的加(jiā)工精度。也(yě)🈲就是說，在(zai)加工過程(chéng)中整個工(gōng)♈藝系統會(hui)産生各種(zhong)誤差，從而(er)改變刀 具(ju)和工件在(zai)切削運動(dong)過程中的(de)相互位置(zhi)關系而影(yǐng)響零件的(de)加工精度(du)及質量。
一(yī)、機床的合(hé)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(shǐ)用🔅時間，雖(suī)然⁉️有嚴格(gé)的數控機(ji)床操作規(guī)範、良好的(de)機床維護(hu)保養，但是(shi)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(zhi)量，我們定(dìng)🌏期對 數控(kòng)設備進行(háng)檢測維修(xiu)，明💃🏻确每台(tai)設備的加(jia)工🏒精度，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gong)任務。對👣于(yú)大批量成(chéng)批生産的(de)零❓件加工(gong)工廠，應🧑🏾🤝🧑🏼嚴(yan)格區分粗(cu)、精加工的(de)設備使用(yòng)，因爲粗加(jia) 工🌂時追求(qiu)的是高速(sù)度、高的💰去(qu)除率、低的(de)加工精度(dù)，精加工則(ze)相反，要求(qiu)高的加工(gong)精度。而粗(cū)加工時對(dui)設備的精(jing)度損害是(shi)嚴‼️重的，因(yīn)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(gōng)設💋備，新設(she)備和😍精度(du)好的設備(bei)定爲精加(jiā)工設備，做(zuò)到對現有(you)設備資源(yuan)的合理🏃♀️搭(da)配、明确分(fèn)工，将機床(chuáng)對加工質(zhi)量😘的影響(xiang)降到了很(hěn)低，同 時又(you)保護了昂(áng)貴的數控(kong)設備，延長(zhǎng)了設備的(de)壽命。
二、刀(dao)柄的合理(lǐ)選用環節(jiē)
當我們的(de)機床不可(kě)改變時，與(yu)機床相關(guān)的刀柄、刀(dao)具對數💘控(kòng)加工質量(liang)的影響又(you)變得突出(chū)了。在任何(he)旋轉刀具(jù)加工系統(tong)中，主軸與(yu)夾頭(或其(qí)組合體)的(de)聯結是🔱刀(dāo)具加工性(xing)能實現的(de)基石。
1.刀柄(bǐng)與機床的(de)聯結
目前(qian)企業常用(yòng)刀柄與機(jī)床的 接口(kǒu)主要有BT刀(dao)柄和HSK刀柄(bǐng)，刀柄結🌍構(gou)如圖1所示(shi)。BT刀柄與機(jī)床主軸的(de)接口錐柄(bǐng)錐度爲7∶24，這(zhè)種方式的(de)刀柄隻适(shì)合于低速(su)加工，因BT刀(dāo)柄與主軸(zhou) 隻是錐面(mian)配合，當轉(zhuǎn)速太高時(shi)，由于離心(xīn)力的作用(yong)會使錐面(miàn)配合👈間隙(xì)增大，從而(er)影響數控(kong)加工質量(liang)。當機床高(gāo)轉速達到(dào)15000 轉/分時，通(tōng)常需要采(cai)用HSK型刀柄(bing)，HSK刀杆爲過(guo)定位結構(gou)，提供與機(ji)✂️床标準聯(lián)結，在⚽機床(chuáng)拉力作用(yong)下，保證刀(dao)杆短錐和(hé)端面與機(jī)床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與(yu)刀具的聯(lian)結
對 刀柄(bǐng)另一個重(zhòng)要的技術(shu)要求就是(shì)刀柄與刀(dāo)具的👉聯結(jie)方式♍， 包括(kuò)加工時的(de)夾持力度(du)、徑向跳動(dòng)精度和☔平(píng)衡質量，刀(dao)柄的徑🔞向(xiang)跳動精度(dù)要小于0.003mm。爲(wei)支持機床(chuang)的線性傳(chuan)動，主軸、刀(dāo)柄🤟和刀 具(ju)的總重量(liang)越小，對獲(huò)得優良切(qiē)削效果 越(yue)有利。根據(jù)客戶各自(zi)的需求，都(dou)能夠找到(dao)一種完美(mei)的刀柄系(xì)統，因爲不(bú)同👨❤️👨的系統(tǒng)能夠提供(gòng)不同的技(ji)術特征和(hé)優勢。 刀柄(bing)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(jia)緊式刀柄(bǐng)、液☎️壓刀柄(bing)和熱脹冷(leng)🌈縮刀柄等(děng)。
側固式刀(dāo)柄的 特點(diǎn)是簡單容(róng)易操作、快(kuai)速方便、安(an)全✍️性💚極高(gāo)✨;彈性夾緊(jin)式刀柄的(de)特點是刀(dao)具的夾緊(jǐn)或松開是(shi)在刀柄材(cai)料的彈性(xing)形變範圍(wei)内實現的(de)，不僅可以(yi)提供極高(gao)的刀柄回(hui)轉精 度，而(er)且對刀具(jù)使 用壽命(ming)沒有限制(zhì);液壓刀柄(bing)特點爲采(cai)用這一刀(dāo)🚶具夾緊系(xi)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(yóu)液壓力，當(dang)刀具 被💔夾(jia)緊時，内藏(cang)的油腔結(jié)構及高壓(ya)油的存在(zài)大大地增(zēng)加了結構(gou)阻尼，可💃有(yǒu)效防止刀(dāo)具和機床(chuáng)主軸的振(zhèn)動;熱脹冷(lěng)縮刀柄的(de)優點是徑(jing)向跳動誤(wu)差小，精♉度(du)很高，可達(da)到 3μm以下水(shuǐ)👌平，傳動扭(niǔ)🏒矩大，而刀(dao)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(ying)力鎖緊式(shi)刀柄來講(jiang)，其防振性(xìng)能較差。
三(sān)、刀具的準(zhǔn)确選擇和(hé)使用環節(jie)
硬 質合金(jīn)刀具應用(yòng)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(jù)，包括鑽頭(tou)、立銑刀和(he)絲錐等簡(jian)樸通用刀(dāo)具，使🌈這一(yi)類刀具的(de)切削速度(du)有很大的(de)提高，硬質(zhì) 合金将在(zài)刀具材料(liao)中占主導(dao)地位，覆蓋(gai)大部分常(chang)規的加工(gōng)🈲領域。我公(gōng)👌司在粗加(jiā)工中盡可(ke)能♻️采用大(da)直徑的牛(niú)鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬(yìng)質合金刀(dao)片，做到粗(cu)加工排屑(xie) “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(liàng)🔞選用硬質(zhì)合金刀杆(gǎn)和高精度(du)球頭鏡面(mian)刀片，這樣(yàng)可在保正(zheng) 加工質量(liang)的同🔱 時節(jiē)省選用整(zheng)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(yu)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(yīng)選用半徑(jing)小于拐角(jiǎo)處圓 角半(bàn)徑的刀具(jù)，并以圓🌐弧(hu)插補的方(fāng)式進行加(jia)工，這樣可(kě)以避免采(cǎi)用直線插(cha)補而出現(xian)過切現象(xiàng)，做到精加(jiā)工質量“好(hǎo)”。因此，刀具(ju)的準确選(xuan)擇和使用(yòng)是影響數(shu)控加👈工質(zhi)量的重要(yào)因素。
四、數(shu)控編程環(huán)節
程序是(shì)數控機床(chuáng)惟一能夠(gòu)識别的語(yu)言，它向機(jī)床發出一(yi)條一💃條加(jia)工指令，控(kong)制着機床(chuáng)的 每一步(bu)驟🔞，程序的(de)好壞直接(jiē)影響到加(jia)工的質量(liàng)和效率。這(zhe)就㊙️需要在(zài)全面了解(jiě)機床性能(neng)、加工的每(mei)一環節以(yi)及必要的(de)相關知識(shi)的基礎上(shàng), 通過不斷(duàn)的實踐，提(tí)高編程技(ji)能，從而達(dá)到提高數(shu)控加工質(zhì)量的要求(qiú)。
1.數控編程(cheng)的步驟
程(chéng)序編制是(shì)數控加工(gong)中的一項(xiang)重要工作(zuo)，理想的🆚加(jia)工🈲程序應(yīng)保證加工(gōng)出符合産(chan)品圖樣要(yao)求的合格(gé)工㊙️件，同時(shi)應能使數(shù)控機床的(de)功能得到(dao)合理的應(ying)用與充分(fen)的發揮，使(shi)❌數控機床(chuáng)安全、可靠(kào)、 高效地工(gong)作，加工出(chū)高質量的(de)産品。
從得(dé)到産品零(ling)件圖樣到(dào)獲得數控(kòng)加工程序(xù)的編制過(guo)⛷️程。
程序定(ding)型階段由(you)主管領導(dǎo)審核數控(kòng)編程刀路(lu)，合格🌏後填(tián)🥵寫數🥵控加(jia)工程序單(dān)，繪制加工(gōng)簡圖。到現(xiàn)場了解程(cheng)序執行情(qing)況，并優化(hua)、固化數控(kong)加工程序(xu)。
2.數控編程(chéng)的關鍵問(wèn)題
(1)零件數(shu)字化模型(xíng)：一般情況(kuàng)下依據産(chan)品設計圖(tú)，采用線框(kuàng)建📱模、特征(zhēng)建模和實(shí)體建模等(děng)不同方式(shi)，建立零件(jian)的❌幾何數(shu)字化模型(xing)。或者是采(cai)用無紙化(huà)設計制造(zao)技術，零件(jiàn)的幾何數(shù)字✔️化模型(xíng)直接由設(she)計📧而來。
(2)加(jiā)工方案的(de)确定：主要(yao)針對産品(pin)結構特點(diǎn)、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(jiā)工♈還是放(fang)射加工。不(bú)同的加工(gong)方法對零(ling)件的表🙇♀️面(mian)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(xing)狀和材料(liào)、機床性能(neng)等因素。加(jiā)工參❄️數選(xuǎn)✔️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(cheng)是複雜零(líng)件、多軸數(shu)♋控加工中(zhong)的重要内(nèi)容，有效的(de)刀具軌迹(jì)直接決定(dìng)了加工的(de)可能性、質(zhì)量🌍與效率(lǜ)。刀具軌迹(jì)的生成♉首(shǒu)要目标是(shi)使所 生成(cheng)的刀具軌(gui)迹滿足平(ping)穩、光滑、負(fù)荷變化小(xiao)、軌迹連續(xu)，切入、切♈出(chu)次數少，無(wú)幹涉及🛀碰(pèng)撞等要求(qiú)。同時，刀具(ju)軌❓迹還需(xū)滿足穩定(ding)性好、編🐕程(cheng)效率高和(he)程序量小(xiao)等 條件。
(5)數(shu)控加工仿(páng)真：由于零(líng)件形狀及(ji)加工環境(jing)的複雜性(xìng)，要确保所(suǒ)生成的加(jiā)工程序不(bú)存在任何(hé)質量問題(tí)十分困難(nán)，其中主要(yao)的是加工(gong) 過程中的(de)過切、機💜床(chuáng)各部件之(zhi)間的幹涉(shè)碰撞等問(wèn)題。特别對(duì)于高速加(jiā)工，這些問(wen)題常常是(shi)緻命的。因(yin)此，在加工(gong)前對加工(gong)程序進行(háng)仿真驗證(zhèng)是🌍十分必(bì)要的🌈。數控(kòng)加工 仿🐉真(zhen)通過軟件(jiàn)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(ān)全可靠等(deng)🛀🏻特點，是提(tí)高數控🏃♂️編(biān)程質量及(ji)加工質♻️量(liàng)的重要手(shou)段。
(6)後置處(chu)理：後置處(chu)理是數控(kong)加工編程(cheng)中的一項(xiàng)重要内容(rong)，其技術内(nei)容包括：機(ji)床運動學(xué)建模與求(qiú)解、機床✍️坐(zuo)标運動㊙️變(bian)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(zhuǎn)換等。因此(cǐ)，采用正确(què)的後置處(chu)理對于保(bǎo)證📞加工質(zhi)量、效率與(yu)機床可靠(kào)運行具有(you)重要作用(yòng)。
五、機床操(cāo)作者環節(jie)
機床操作(zuò)者是數控(kòng)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(chéng)中對機床(chuang)、刀柄、刀具(jù)、加工工藝(yi)和切削參(cān)數的實時(shi)狀态☎️了解(jiě)，他們的各(gè)項操作對(duì)數控加工(gōng)影響直接(jie)，所以機床(chuáng)操作者的(de)技能和責(zé)任心也是(shì)提高數控(kòng)加工質量(liàng)的重要因(yīn)素。
我們知(zhī)道，雖然機(jī)床等硬件(jian)設備是很(hěn)關鍵的，但(dan)人才是🐅影(yǐng)響數控加(jia)工質量的(de)決定性因(yin)素，因爲程(chéng)序設計員(yuan)和機床操(cāo)作者的職(zhí)業道德、技(ji)能水平以(yǐ)及🚶崗位責(ze)任心決定(dìng)了各種先(xian)進設備能(neng)否發揮出(chū)多大的效(xiao)能。所以我(wǒ)們一定要(yao)重視人才(cái)的培養和(he)引進，爲數(shù)控加工質(zhi)量的持續(xu)提高打下(xià)堅實的基(jī)礎。
通過對(dui)數控加工(gong)中影響加(jiā)工質量因(yin)素的分析(xī), 爲合理有(you)👈效❤️地提高(gao)數控機床(chuang)的利用率(lü)提供了可(ke)行⛱️的依據(jù)。其應用可(ke)有效保證(zheng)數控機床(chuang)的加工精(jīng)度♊及良好(hao)的加工🈲效(xiao)果。
