數控加工(gong)作 爲一種(zhong)先進的加(jiā)工方法, 被(bei)廣泛地用(yong)于航空工(gōng)業、艦船工(gōng)業以及電(dian)子工業等(děng)高精度、複(fú)㊙️雜零♻️件的(de)加工生産(chǎn)🔴。在數控加(jiā)工中，影響(xiǎng)數控加工(gong)質量的因(yīn)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(ju)🐆使用中的(de)磨損等都(dōu)直接影響(xiang)工件的加(jia)工精度。也(ye)就是說，在(zài)加工🈲過程(cheng)中整個工(gōng)🥰藝系統會(hui)産生🔆各種(zhong)🐉誤差，從而(ér)改變刀 具(ju)和工件在(zài)切削運動(dong)過程中的(de)📞相互位置(zhì)關系而影(ying)♍響零件的(de)加工精度(dù)及質量。
數控加(jia)工在中國(guo)制造業 中(zhōng)已經有了(le)較長的使(shǐ)用時間，雖(sui)然📱有嚴格(ge)的數控機(jī)床操作規(guī)範、良好的(de)機床維護(hù)保養，但💃🏻是(shì)其本身的(de)精度損失(shi)是不可避(bì)免的。爲了(le)控制産品(pin)的加工質(zhi)量💋，我們定(ding)期對 數控(kòng)設💃🏻備進行(hang)檢💜測維修(xiu)，明确每台(tái)設備的加(jiā)工精度，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gōng)任務。對于(yú)大批量成(cheng)批生産的(de)零件加工(gōng)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(qù)除率、低的(de)加工精度(dù)，精加工則(zé)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(shì)嚴重的，因(yin)此我們☂️将(jiang)使用年限(xiàn)較長、精度(du)差的設備(bei)定爲專用(yong)的🔆粗加工(gōng)設備，新設(shè)備和⭐精度(dù)好的設備(bei)定爲精加(jia)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(chuang)對加工質(zhi)量的影響(xiǎng)降到了很(hěn)低，同 時又(yòu)保護了昂(ang)貴的數控(kong)設備，延長(zhang)了設備的(de)壽命。
二、刀(dao)柄的合理(lǐ)選用環節(jie)
當我們的(de)機床不可(kě)改變時，與(yǔ)機床相關(guan)的刀柄、刀(dāo)具對🔴數控(kong)加工質量(liang)的影響又(yòu)變得突出(chu)了。在任何(hé)旋轉刀具(jù)加工♌系統(tǒng)中，主軸與(yǔ)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(bing)與機床的(de)聯結
目前(qian)企業常用(yong)刀柄與機(ji)床的 接口(kǒu)主要有BT刀(dao)柄和HSK刀柄(bing)㊙️，刀柄結構(gòu)如圖1所示(shì)。BT刀柄與機(ji)床主軸的(de)接口錐柄(bing)♌錐度爲7∶24，這(zhe)種方式的(de)刀柄隻适(shì)合于低速(sù)加工，因BT刀(dāo)柄與主軸(zhou) 隻是錐面(miàn)配合，當轉(zhuǎn)速太高時(shí)，由于離心(xīn)力的作用(yòng)會使✍️錐面(mian)配合間隙(xì)增大，從而(er)影響數控(kong)加工質量(liàng)。當機床高(gao)♍轉速達到(dào)15000 轉/分時，通(tōng)常需要采(cai)用HSK型刀⚽柄(bǐng)，HSK刀杆爲過(guo)定位結構(gòu)，提供與機(jī)床标準聯(lian)結，在機床(chuáng)拉🔞力作用(yong)下，保證刀(dāo)杆短錐和(he)端面與機(jī)床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與(yu)刀具的聯(lián)結
對 刀柄(bing)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(dāo)柄的徑向(xiang)跳動精度(du)要小于0.003mm。爲(wei)支✌️持機床(chuáng)的線性傳(chuan)動，主軸、刀(dāo)柄和刀 具(jù)🐅的總重量(liàng)越小，對獲(huò)得優良切(qie)削效果 越(yuè)有🔞利。根據(jù)客戶各自(zì)的🌈需求，都(dou)能夠找到(dào)一種完㊙️美(mei)的刀柄系(xi)統，因爲不(bú)同🤞的系統(tong)能夠提⛷️供(gòng)不同的技(ji)術⚽特征和(he)優勢。 刀💘柄(bǐng)對刀杆 、刀(dāo)具的夾緊(jǐn)方式主要(yao)有4種刀☎️柄(bǐng)：側固式刀(dāo)柄、彈性夾(jia)緊式刀柄(bing)、液壓刀柄(bǐng)和熱脹冷(lěng)縮刀柄等(deng)。
側固式刀(dao)柄的 特點(diǎn)是簡單容(rong)易操作、快(kuài)速方便、安(an)全性✔️極高(gao);彈性夾緊(jǐn)式刀柄的(de)特點是刀(dāo)具的夾緊(jin)🏃♀️或松開是(shi)在刀柄材(cái)料的🎯彈性(xìng)形變範圍(wei)内實現的(de)，不僅可以(yi)提供極高(gāo)的刀柄回(hui)轉精 度，而(ér)且對刀具(jù)使 用壽命(mìng)沒有限制(zhì);液壓刀柄(bǐng)特點爲采(cai)用這一刀(dāo)具夾緊系(xì)統，可使系(xì)統徑🈲向跳(tiao)動誤差精(jīng)度和重複(fú)⛱️定位精度(du)控制在3μm以(yi)下。由于刀(dao)柄内存在(zài)有高壓油(you)液壓力，當(dang)刀具 被夾(jiá)緊時，内藏(cáng)的油腔結(jié)構及高壓(ya)油的存在(zai)大大地增(zēng)加了結構(gòu)阻尼，可有(you)💘效防止刀(dāo)具和機床(chuang)主軸的振(zhen)動;熱脹冷(leng)縮刀柄的(de)優點是徑(jìng)向跳動誤(wù)差小，精🏃♀️度(dù)很高，可達(da)到 3μm以下水(shui)平，傳動扭(niǔ)矩大，而刀(dāo)柄的設計(ji)相對比較(jiào)小巧，但其(qi)缺陷在于(yu)，相比液壓(ya)刀柄或應(yīng)力鎖緊式(shi)刀柄來講(jiang)，其防振性(xìng)能較差。
三(san)、刀具的準(zhǔn)确選擇和(hé)使用環節(jiē)
硬 質合金(jin)刀具應用(yong)範圍在企(qi)業越來越(yue)廣，硬質合(he)金将代🌈替(ti)大部分高(gao)速鋼刀具(ju)，包括鑽頭(tou)、立銑刀和(hé)絲錐等簡(jian)樸通🔞用刀(dāo)具，使這一(yi)類刀具的(de)切削速度(dù)有很大的(de)提高，硬質(zhi) 合金将在(zai)🛀刀具材料(liào)中占主導(dǎo)地位，覆蓋(gài)大部分常(chang)規的加工(gōng)領域。我公(gōng)司在粗加(jia)工中盡可(ke)能采用大(dà)直徑的牛(niú)鼻刀，使用(yong)R2左右的硬(yìng)質合金刀(dao)片，做到粗(cū)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(bàn)精加工走(zǒu)刀“快”;精加(jiā)工時盡量(liàng)選用硬質(zhì)合金刀🌈杆(gan)和高精度(dù)球頭鏡面(miàn)刀片，這樣(yang)可在保正(zhèng) 加工質量(liang)的同 時節(jiē)省選用整(zhěng)體合金刀(dao)具的高昂(áng)費用。精加(jia)⭐工中所用(yong)📱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(jiǎo)半徑，尤其(qí)是在拐角(jiao)加工時，應(yīng)選用半徑(jìng)小于拐角(jiao)處圓 角半(ban)徑的刀具(jù)，并以圓❤️弧(hu)插補的方(fang)式進行加(jia)工，這♊樣可(ke)以避免采(cǎi)用直💰線插(chā)補而出現(xian)過切現象(xiàng)，做到精加(jia)工質量“好(hǎo)🛀”。因此，刀具(ju)的準确選(xuǎn)擇和使用(yòng)是影響數(shu)控加工質(zhì)量的重要(yào)因素。
四、數(shù)控編程環(huan)節
程序是(shì)數控機床(chuáng)惟一能夠(gou)識别的語(yu)言，它向機(jī)床發出🔴一(yī)條👉一條加(jia)工指令，控(kòng)制着機床(chuáng)的 每一步(bu)驟，程序的(de)好壞直接(jie)影響到加(jia)工的質量(liàng)和效率。這(zhè)就需要在(zài)全面了解(jiě)機床性能(neng)、加工的每(mei)🈲一環節以(yǐ)及必要的(de)相關知識(shi)的基礎上(shang), 通過不斷(duàn)的實踐，提(ti)高🐉編程技(jì)能，從而達(dá)到提高數(shu)控加工質(zhì)量的要求(qiu)。
1.數控編程(chéng)的步驟
程(cheng)序編制是(shì)數控加工(gōng)中的一項(xiang)重要工作(zuo)，理想的加(jiā)工💃🏻程序應(ying)保證加工(gong)出符合産(chǎn)品圖樣要(yào)求的合格(ge)工件，同時(shí)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(shǐ)數控機👌床(chuang)安全、可靠(kao)、 高效地工(gong)作，加工📞出(chu)高質量的(de)産品。
從得(de)到産品零(ling)件圖樣到(dao)獲得數控(kong)加工程序(xu)的編制過(guo)程。
程序定(dìng)型階段由(you)主管領導(dǎo)審核數控(kong)編程刀路(lu)，合格後填(tian)寫數控加(jiā)工程序單(dan)，繪制加工(gong)簡圖。到現(xian)場了解程(cheng)序執行🈲情(qing)況💛，并優化(huà)、固化數控(kòng)加工程序(xù)。
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(kuang)下依據産(chan)品設計圖(tu)，采用線框(kuàng)建模、特征(zhēng)建模和實(shí)體建模等(deng)不同方式(shì)，建立零件(jiàn)的幾何數(shù)字化模型(xíng)。或者是采(cǎi)用無紙化(huà)設計制造(zào)技術，零件(jian)的幾何數(shu)字化模型(xíng)直接由設(shè)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(tong)的加工方(fang)法，如：曲面(miàn)加工是選(xuan)擇投影加(jia)工還是放(fang)射加工。不(bu)同的加工(gong)方法對零(líng)件的表面(miàn)質量影響(xiang)較大。
(3)加工(gōng)參數的選(xuan)擇：加工參(can)數的選擇(zé)主要取決(jue)于工件材(cái)料、刀🎯具形(xing)狀和材料(liào)、機床性能(neng)等因素。加(jia)工參數選(xuǎn)擇的合理(lǐ)性對零件(jiàn)的表面質(zhi)量也有較(jiào)大影響。
(4) 刀(dāo)具軌迹的(de)生成：刀具(ju)軌迹生成(chéng)是複雜零(líng)件、多軸數(shu)控加工中(zhong)的重要内(nei)容，有效的(de)刀具軌迹(jì)直接決定(dìng)了加工的(de)可能性、質(zhi)量與效率(lü)。刀具軌迹(ji)的生成首(shǒu)要目标是(shì)使所 生成(chéng)的刀具軌(guǐ)迹滿足平(píng)穩、光滑、負(fù)荷變化小(xiǎo)、軌迹連續(xu)，切入、切出(chū)次數少，無(wú)幹涉及碰(pèng)撞等要求(qiu)🔴。同時，刀具(jù)軌迹還需(xu)滿足穩定(ding)性好、編程(chéng)效率高和(he)程序量小(xiǎo)等 條件💋。
(5)數(shu)控加工仿(páng)真：由于零(ling)件形狀及(ji)加工環境(jìng)的複雜性(xìng)，要确保所(suǒ)生成的加(jia)工程序不(bú)存在任何(he)質量問題(tí)十分困難(nan)，其中主😍要(yao)的✂️是加工(gōng) 過程中的(de)過切、機床(chuang)各部件之(zhī)間的幹涉(shè)碰撞等問(wen)題。特别對(duì)于高速加(jia)工，這些問(wen)題常常是(shi)緻命的。因(yin)此，在加工(gong)前對加工(gōng)程序進行(hang)仿真驗證(zheng)是十分必(bi)要的。數控(kòng)加工 仿真(zhen)通過軟件(jiàn)模拟加工(gong)環境，刀✔️具(ju)軌迹與材(cai)料切除過(guò)程來檢驗(yàn)程序，具有(yǒu)成本低、效(xiao)率高且安(an)全可靠等(děng)特點，是提(ti)高數控編(biān)程質量及(ji)加工質量(liàng)的重要手(shǒu)段。
(6)後置處(chù)理：後置處(chù)理是數控(kong)加工編程(chéng)中的一項(xiàng)重要内容(róng)，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(chà)補償及🐪數(shu)控代碼轉(zhuan)換等。因此(ci)，采用正确(que)的後置處(chù)理對于保(bao)證加工質(zhì)量、效率與(yǔ)機床可靠(kào)運行具有(you)重要♌作用(yòng)。
五、機床操(cao)作者環節(jie)
機床操作(zuo)者是數控(kong)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(cheng)中對機床(chuang)、刀柄、刀具(jù)、加工工藝(yì)和切削參(cān)數的實時(shí)狀态了解(jiě)，他們的各(ge)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(ze)任心也是(shi)提高數控(kong)加工質量(liang)的重✊要因(yin)素。
我們知(zhi)道，雖然機(ji)床等硬件(jiàn)設備是很(hen)關鍵的，但(dàn)人才是影(ying)響數控加(jia)工質量的(de)決定性因(yin)素，因爲程(cheng)序設計員(yuan)和♍機床🔴操(cāo)作者的職(zhi)業道德、技(jì)能水平以(yǐ)及崗位責(zé)任心決定(ding)了各種先(xian)進🏃🏻設備能(neng)否發揮出(chu)多大的效(xiao)能。所以我(wǒ)們一定要(yao)重視人才(cai)的培養和(he)引♍進，爲數(shù)控加工質(zhì)量的持續(xu)提高打下(xià)堅實的基(ji)礎。
通過對(dui)數控加工(gōng)中影響加(jia)工質量因(yin)素的分析(xi), 爲合理有(yǒu)效地提高(gāo)數控機床(chuáng)的利用率(lǜ)提供了可(kě)行的依據(ju)。其😍應用🤩可(ke)有效保證(zheng)數控機床(chuáng)的加工精(jīng)度及良好(hao)的加工效(xiao)果。