數(shù)控加工作(zuo) 爲一種先(xian)進的加工(gōng)方法, 被廣(guang)泛地用于(yú)航🧑🏽🤝🧑🏻空工業(yè)、艦船工業(ye)以及電子(zǐ)工業等高(gāo)精度、複雜(za)零件的加(jia)工👌生産。在(zai)數控加工(gong)中，影響數(shu)控加工質(zhi)量的因素(sù)很多，即工(gōng)📞藝系統中(zhong)的各💋組成(cheng)部分，包括(kuò) 機床、刀具(ju)、夾具的制(zhì)造誤差、安(an)裝誤差以(yǐ)及刀具使(shǐ)用中的磨(mó)🤟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(yi)系統會産(chǎn)生㊙️各種誤(wu)差，從而改(gǎi)變刀💔 具和(hé)工件在切(qiē)削運動過(guò)程中的相(xiàng)互位置關(guān)系而影✌️響(xiǎng)零件的加(jia)工精度及(jí)質量。
一、機(ji)床的合理(lǐ)選用環節(jie)
數控加工(gong)在中國制(zhi)造業 中已(yǐ)經有了較(jiao)長的使用(yòng)時♍間，雖🚶♀️然(rán)🔞有㊙️嚴格的(de)數控機床(chuang)操作規範(fàn)、良好的機(ji)床維⭕護保(bǎo)養，但是其(qí)本身的精(jing)度損失是(shì)不可避免(miǎn)的。爲了控(kong)制産🌈品的(de)加工質量(liang)，我們定期(qi)對 數控設(she)備進行檢(jiǎn)測維修，明(ming)确每台設(she)備的加工(gōng)♈精度，明确(què)每台設備(bei)的加工任(rèn)務。對于大(da)批量成⁉️批(pi)生産的零(líng)件加工工(gong)廠，應嚴格(gé)區分粗、精(jing)💞加工的設(she)備使用，因(yin)🙇♀️爲粗加 工(gong)時追求的(de)是高速度(dù)、高的去除(chu)率、低的加(jia)工精度，精(jīng)加工則相(xiang)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(jiao)長、精度差(cha)的設備定(ding)爲專用的(de)🌂粗加工設(shè)備，新設備(bei)和精度好(hao)的設備定(ding)爲精加工(gōng)設備，做到(dào)對現有設(she)備資源的(de)合理搭配(pei)🤩、明确分工(gōng)，将機床對(dui)♊加工質量(liang)的影響降(jiang)到了很低(di)，同 時又🤟保(bǎo)護了昂貴(gui)的數控設(she)備，延長了(le)設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuǎn)用環節
當(dāng)我們的機(ji)床不可改(gai)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(jù)📐對數控加(jiā)🈚工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuan)轉刀具✂️加(jia)工系統🌈中(zhōng)，主軸與夾(jiá)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(lian)結
目前企(qi)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(dao)柄💔結構如(ru)圖1所示。BT刀(dāo)柄與機床(chuang)主軸的接(jie)口錐柄錐(zhui)度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀(dao)柄隻适合(hé)于低速加(jiā)工，因BT刀柄(bǐng)與主軸 隻(zhi)是錐面配(pei)合，當轉速(su)🌈太高時，由(you)于🌐離心力(li)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(zhuan)速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常(cháng)需要采用(yòng)HSK型刀🏒柄，HSK刀(dao)杆爲過定(ding)位結構，提(ti)供與機☁️床(chuang)标準聯結(jie)，在👅機床拉(lā)力作用下(xià)，保證刀杆(gan)短錐和端(duan)面與機床(chuang)緊密配合(he)。
2.刀柄與刀(dāo)具的聯結(jie)
對 刀柄另(ling)一個重要(yao)的技術要(yao)求就是刀(dāo)柄與刀具(jù)的聯結方(fang)式， 包括加(jia)工時的夾(jia)持力度、徑(jìng)向跳動精(jing)度和平衡(heng)質量，刀柄(bing)💃🏻的徑向跳(tiào)動精度要(yao)小于0.003mm。爲支(zhī)💜持機床的(de)線性傳動(dong)，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的(de)總重量越(yuè)小，對獲得(de)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(neng)夠提供不(bú)同的技術(shù)特征和優(you)勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具(jù)的夾緊方(fāng)式主要有(yǒu)4種刀柄：側(cè)固式刀柄(bing)☀️、彈性夾緊(jin)式刀柄、液(yè)🧑🏽🤝🧑🏻壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suō)刀柄等。
側(ce)固式刀柄(bing)的 特點是(shì)簡單容易(yi)操作、快速(su)方便、安全(quan)性極高;彈(dan)性夾緊式(shi)刀柄的特(te)點是刀具(ju)的夾緊❌或(huò)松開是在(zai)刀柄材料(liào)的彈性形(xíng)變範圍内(nèi)實現的，不(bú)僅可以提(tí)供極高的(de)刀柄回轉(zhuǎn)精 度，而且(qiě)對刀具使(shi) 用壽命沒(méi)有限制;液(yè)壓刀柄特(tè)點爲采用(yòng)這一刀具(jù)夾緊系統(tǒng)，可使系統(tong)徑♈向跳動(dong)誤差精度(du)和重複定(ding)位精度控(kòng)制在3μm以下(xia)。由于刀柄(bǐng)内存在有(you)高壓油液(ye)壓力，當刀(dāo)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gòu)及高壓油(yóu)✂️的存在大(dà)大地增加(jia)了結構阻(zu)尼，可有效(xiao)防止刀具(jù)和機床主(zhǔ)軸的振動(dòng);熱脹冷縮(suo)刀柄的優(you)點是徑⛷️向(xiàng)跳動誤差(cha)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(bǐng)的設計相(xiàng)對比較小(xiǎo)巧，但其缺(quē)陷在于☎️，相(xiàng)比液壓刀(dao)柄或應力(lì)鎖緊式刀(dāo)柄來講，其(qí)防振性能(neng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(què)選擇和使(shǐ)用環節
硬(yìng) 質合金刀(dāo)具應用範(fàn)圍在企業(ye)越來越廣(guǎng)，硬質合♻️金(jīn)💘将代替大(dà)部分高速(su)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(si)錐等簡樸(pu)通用刀具(jù)，使這一類(lei)刀具的切(qiē)削速度有(you)很大的提(ti)高，硬質 合(hé)金将在刀(dāo)具材🔞料中(zhōng)占主導地(dì)位，覆蓋大(dà)部分常規(guī)的加工領(ling)域。我公司(sī)在粗加㊙️工(gōng)中盡可能(néng)🐇采用大直(zhí)徑👄的牛鼻(bí)刀，使用R2左(zuǒ)右的硬質(zhi)合金刀片(pian)🔴，做❤️到粗加(jia)工排屑 “多(duō)”;半精加工(gōng)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(dāo)“快”;精加工(gōng)時盡量選(xuan)用硬質合(he)金刀杆和(he)高精度球(qiu)頭鏡面刀(dao)片，這樣可(kě)⛹🏻♀️在保正 加(jiā)工質量的(de)同🔞 時節省(sheng)選用整體(ti)合金刀具(ju)的高昂費(fei)用。精加工(gong)中所用⛹🏻♀️小(xiǎo)刀具的半(ban)徑應小于(yú)或🐉等于被(bei)加工零件(jiàn)上的内🈲輪(lun)廓圓角半(ban)徑，尤其是(shì)在拐角加(jiā)🌈工時，應選(xuan)用半徑小(xiao)于拐角處(chu)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bing)以圓弧插(cha)補的方式(shì)進行加工(gong)，這樣可以(yi)避免采用(yòng)直線插補(bu)而出現過(guo)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(shi)影響數控(kong)加工質量(liàng)的重要㊙️因(yin)素。
四、數控(kòng)編程環節(jie)
程序是數(shu)控機床惟(wéi)一能夠識(shí)别的語言(yan)，它向機床(chuang)發出一條(tiáo)一條加工(gong)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhou)🌈，程序的好(hao)壞直👄接影(yǐng)🌈響到加工(gong)的質量和(he)效率。這就(jiù)需要在全(quán)面了解機(jī)床性能、加(jia)工的每一(yī)環節以及(jí)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(neng)，從而達到(dao)提高數控(kong)加工質量(liàng)的要求。
1.數(shu)控編程的(de)步驟
程序(xù)編制是數(shù)控加工中(zhong)的一項重(zhòng)要工作，理(li)想的加工(gong)程序應保(bǎo)證加工出(chū)符合産品(pin)圖樣要求(qiú)的合格工(gōng)📐件，同時應(ying)能使數控(kong)機床的功(gong)能得到合(he)理的應用(yòng)與充分的(de)發揮，使數(shu)控機床安(an)全、可靠、 高(gāo)效地工作(zuò)，加工出高(gao)質量的産(chan)品。
從得到(dao)産品零件(jiàn)圖樣到獲(huo)得數控加(jia)工程序的(de)編制過程(cheng)。
程序定型(xing)階段由主(zhǔ)管領導審(shen)核數控編(bian)程刀路，合(he)格後填寫(xie)❓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(kuàng)，并優🔞化、固(gu)化數控加(jiā)工程序。
2.數(shu)控編程的(de)關鍵問題(ti)
(1)零件數字(zì)化模型：一(yi)般情況下(xià)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(zì)㊙️化模🚶型。或(huo)者是采用(yòng)無紙化設(she)計制造🐕技(jì)術，零件的(de)幾🙇🏻何數字(zì)化模型直(zhí)接由設計(ji)而來。
(2)加工(gōng)方案的确(que)定：主要針(zhen)對産品結(jie)構特點、質(zhì)量要㊙️求選(xuǎn)擇不💯同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jia)工是選擇(ze)投影加工(gōng)🏃還是放射(shè)加工✊。不同(tong)的加工方(fang)法對零件(jiàn)的表面質(zhì)量影響較(jiao)大。
(3)加工參(cān)數的選擇(zé)：加工參數(shu)的選擇主(zhu)要取決于(yu)工㊙️件材料(liào)🐇、刀具形狀(zhuang)和材料、機(jī)床性能等(děng)因素。加工(gong)參數選擇(zé)的合理性(xing)對💜零件的(de)表面質量(liang)也有較大(da)影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生(shēng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shì)複雜零件(jiàn)、多軸數控(kòng)加📱工中的(de)重要内容(róng)，有效的刀(dao)具軌迹直(zhí)接決定了(le)加工的可(kě)能性、質量(liang)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成⭐首要(yào)目标是使(shǐ)所 生成的(de)刀具軌迹(jì)滿足平穩(wěn)、光滑、負荷(hé)變化小、軌(gui)迹連續，切(qiē)入、切🎯出次(ci)數少，無幹(gàn)涉及💋碰撞(zhuang)等要求。同(tóng)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(jia)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(shi)分困難，其(qi)中主要的(de)是加工 過(guo)程中的過(guo)切、機床各(ge)部件之間(jian)的幹涉💔碰(peng)撞等問題(ti)。特别對于(yu)高速加工(gōng)，這些問題(tí)常常是緻(zhì)命的。因此(ci)，在加工前(qián)對加⭐工程(cheng)序進行仿(páng)真驗證是(shì)十分必要(yào)的。數控加(jia)工 仿真通(tong)過軟件模(mo)拟加工環(huan)境，刀具軌(guǐ)迹與材料(liao)🔴切除過程(cheng)來檢☎️驗程(cheng)序，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quan)可靠等特(tè)點，是提高(gāo)數控編程(chéng)質量及加(jia)工質量的(de)重要手段(duan)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(lǐ)是數控加(jia)工編程中(zhōng)的一項重(zhong)🔞要内容👅，其(qi)技術内容(rong)包括：機床(chuang)運動學建(jiàn)模與求解(jiě)、機床坐标(biāo)運動變換(huàn)、非線性運(yun)動誤差校(xiào)驗、機床結(jié)🔆構誤差補(bu)償及數控(kòng)代碼轉換(huàn)等。因此，采(cai)用正确的(de)後置處理(li)對于保證(zheng)加工質量(liang)、效率與機(jī)床可靠運(yun)行具有重(zhòng)要作用。
五(wǔ)、機床操作(zuo)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(hang)人，他們對(dui)數控加工(gong)質量的控(kong)制也是很(hen)明顯的。他(ta)們在執行(hang)加工任務(wù)的🔆過程中(zhōng)對機床、刀(dao)柄、刀具、加(jiā)工工藝和(he)切削參數(shù)的實💯時狀(zhuang)态了解，他(tā)😘們的各👌項(xiàng)操作對數(shu)控加工👉影(yǐng)響直接，所(suǒ)以機床操(cao)作者的技(jì)能和責任(ren)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(chuang)等硬件設(shè)備是很關(guan)鍵的，但人(ren)💛才🔞是🚩影響(xiǎng)數🔴控加工(gong)質量的決(jué)定性因素(su)，因爲程序(xu)設計員和(hé)🈚機床操作(zuo)🌈者的職業(ye)道德、技能(néng)水平以及(jí)崗位責任(rèn)心決定了(le)各☔種先進(jìn)設備能否(fou)發揮出多(duō)大的效能(neng)。所以我們(men)一定要重(zhong)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(shù)控加工中(zhōng)影響加工(gong)質量因素(su)的分析, 爲(wei)合理有效(xiao)地提高數(shu)控機床的(de)利用率提(tí)供了可行(hang)的依據。其(qi)應用可有(you)效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(dù)㊙️及良好的(de)加工效果(guo)。
