數控加工(gōng)作 爲一種(zhǒng)先進的加(jiā)工方法, 被(bei)廣泛地用(yong)于航空💜工(gong)業🌐、艦船工(gong)業以及電(diàn)子工業等(deng)高精度、複(fu)雜零件的(de)㊙️加工生産(chǎn)。在數🛀控加(jia)工中，影響(xiang)數控加工(gōng)質量的因(yin)素很🐅多，即(ji)工藝系統(tong)中的各組(zu)成部分，包(bāo)括 機床、刀(dao)具、夾具的(de)制造誤差(chà)、安裝誤差(chà)以及刀具(ju)使用中的(de)磨損等都(dōu)直接🏃影響(xiǎng)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(huì)産生各種(zhong)誤差，從而(ér)💜改變刀 具(jù)和工件在(zai)切削✂️運動(dòng)過程中的(de)相❌互位置(zhì)關系而影(yǐng)♊響零件的(de)加工精度(du)及質量。
一(yi)、機床的合(he)理選用環(huán)節
數控加(jiā)工在中國(guo)制造業 中(zhōng)已經有了(le)較長的使(shi)用時間🥰，雖(sui)然💃🏻有嚴格(gé)的數控機(jī)床操作規(gui)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(tái)設備的加(jia)工🌍精度，明(míng)确每台設(shè)備的🐪加工(gong)任務。對于(yu)大批量成(cheng)批生産的(de)零🐇件加工(gong)工廠，應嚴(yán)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(su)度、高的去(qu)除率、低的(de)加工精度(du)，精加工則(zé)相反，要求(qiu)高的加工(gong)精度。而粗(cū)加工時對(duì)設備的精(jīng)度損害是(shì)嚴重的，因(yīn)此我們将(jiāng)使用年限(xiàn)較長、精度(dù)🧡差的設備(bei)定爲專用(yong)的🐇粗加工(gōng)設備，新設(she)備和精度(dù)好的設備(bèi)定爲精加(jiā)工設備，做(zuo)到對現有(yǒu)設備資源(yuán)的合理⛱️搭(dā)配、明确分(fen)工，将機床(chuáng)對加工質(zhi)量🌈的影響(xiang)降到了很(hěn)低，同 時又(yòu)保🈲護了昂(ang)貴的數控(kòng)設備，延長(zhǎng)了設備的(de)壽命。
二、刀(dao)柄的合理(li)選用環節(jiē)
當我們的(de)機床不可(ke)改變時，與(yǔ)機床相關(guān)的刀柄、刀(dāo)具對數控(kòng)🥰加工質量(liàng)的影響又(you)變得突出(chu)了。在任何(hé)旋轉刀具(ju)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(bǐng)與機床的(de)聯結
目前(qián)企業常用(yòng)刀柄與機(ji)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(shì)。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(sù)加工，因BT刀(dāo)柄與主軸(zhou) 隻是錐面(miàn)配合，當轉(zhuan)速太高時(shi)，由于離心(xin)力的作用(yong)會使👌錐面(mian)配合間隙(xì)增大，從而(er)影響數控(kòng)加工質量(liàng)。當機床高(gao)轉速達到(dao)15000 轉/分時，通(tong)常需要采(cǎi)用HSK型刀柄(bǐng)♍，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(chuang)拉力作用(yòng)下，保證刀(dao)杆短錐和(he)端面與機(ji)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(zhong)要的技術(shù)要求就是(shi)刀柄與刀(dao)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(xiàng)跳動精度(du)要小于0.003mm。爲(wèi)支持機床(chuáng)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(dào)一種完美(měi)的刀柄系(xi)統，因爲不(bú)同🏃♀️的系統(tǒng)能夠提供(gòng)不同的技(jì)術特征和(hé)優勢。 刀柄(bǐng)對刀杆 、刀(dāo)具的夾緊(jǐn)🌈方式主要(yào)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(bing)和熱脹冷(leng)縮👄刀柄等(děng)。
側固式刀(dao)柄的 特點(dian)是簡單容(rong)易操作、快(kuài)速方便、安(ān)全性⭐極高(gao);彈性夾緊(jin)式刀柄的(de)特點是刀(dao)具的夾緊(jin)或松開是(shi)在刀柄材(cai)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(huí)🌈轉精 度，而(ér)且對刀具(ju)使 用壽命(mìng)沒有限制(zhì)🈲;液壓刀柄(bing)特點爲采(cǎi)用這一刀(dāo)⛹🏻♀️具夾緊系(xì)統，可使系(xi)統徑向跳(tiao)動誤差精(jing)度和重複(fú)定位精度(du)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(dāng)🛀🏻刀具 被夾(jia)緊時，内藏(cáng)的油腔結(jié)構及高壓(yā)✍️油的存在(zài)大大地增(zeng)🈲加了結構(gòu)阻尼，可有(yǒu)效防止刀(dao)具和機床(chuáng)主軸的振(zhèn)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(dá)到 3μm以下水(shuǐ)平，傳動扭(niǔ)矩大，而刀(dāo)柄的設計(ji)相對比較(jiào)小巧，但其(qí)缺陷在于(yú)，相比液壓(yā)刀柄或應(ying)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(jie)
硬 質合金(jin)刀具應用(yòng)範圍在企(qi)業越來越(yue)廣，硬質合(he)金💘将代替(ti)㊙️大部分高(gāo)速鋼刀具(ju)，包括鑽頭(tou)、立銑刀和(hé)絲錐等簡(jian)樸通用刀(dao)具，使這一(yī)類刀具的(de)切削速度(du)有很大☂️的(de)提高，硬質(zhi) 合金将在(zai)刀具材料(liào)中占主導(dao)地位，覆蓋(gài)大部分常(chang)規的加工(gong)領域。我公(gong)司在粗加(jia)‼️工中盡可(ke)能采用大(da)直徑🏃♀️的牛(niu)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(xiè)♍ “多”;半精加(jia)工選用高(gāo)轉速高進(jìn)給R0.8左右的(de)鑲片立銑(xi)刀，做到半(ban)精加工走(zou)刀🐅“快”;精加(jia)工時盡量(liang)選用硬質(zhì)合金刀🔞杆(gan)和高精度(du)球頭鏡面(mian)刀片，這樣(yàng)可♈在保正(zhèng) 加工質量(liang)的同 時節(jie)省選用整(zheng)體合金刀(dao)具的高昂(áng)費用。精加(jiā)工中所用(yòng)小刀具的(de)半徑應小(xiao)于或等于(yu)被加工零(líng)件上的内(nei)🔅輪廓圓角(jiǎo)半徑，尤其(qi)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(ju)，并👌以圓弧(hu)✏️插補的方(fāng)式進行加(jia)工，這🏃♂️樣可(ke)✂️以避免采(cǎi)用直線插(chā)補而出🤟現(xiàn)過切現象(xiang)，做到精加(jiā)工質量“好(hao)”。因此，刀具(ju)的準确選(xuǎn)擇和使用(yong)是影響數(shu)控加工質(zhì)量的重要(yào)🥵因素。
四、數(shù)控編程環(huán)節
程序是(shi)數控機床(chuáng)惟一能夠(gòu)識别的語(yǔ)言，它向機(ji)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(jiē)影響到🌈加(jiā)工的質量(liang)和效率。這(zhe)就需要在(zai)全面了解(jie)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(duan)的實踐，提(ti)高㊙️編程技(ji)能，從而達(dá)到提高數(shù)控加工質(zhi)量的要求(qiu)。
1.數控編程(chéng)的步驟
程(cheng)序編制是(shi)數控加工(gong)中的一項(xiang)重要工作(zuò)，理想的加(jiā)工程🙇🏻序應(ying)保證加工(gōng)出符合産(chǎn)品圖樣要(yào)求的合格(gé)工件，同時(shí)應♉能使數(shu)控機床的(de)功能得到(dao)合理的🥵應(ying)用與💔充分(fèn)的發揮，使(shi)數控機床(chuang)安全、可靠(kào)、 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(kòng)加工程序(xu)的編制過(guò)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(tian)寫✍️數❗控加(jia)工程序單(dān)，繪制加工(gōng)簡圖。到現(xian)場了解程(chéng)序執行情(qíng)況，并優化(huà)、固化數控(kòng)加工程序(xu)。
2.數控編程(chéng)的關鍵問(wen)題
(1)零件數(shù)字化模型(xing)：一般情況(kuang)下依據産(chǎn)品設計圖(tú)，采用線框(kuang)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(xing)。或者是采(cai)用無紙化(hua)設計制造(zào)技術，零💋件(jian)的幾💋何數(shu)字🧑🏾🤝🧑🏼化模型(xíng)直接由設(she)計而來。
(2)加(jia)工方案的(de)确定：主要(yào)針對産品(pǐn)結構特點(dian)、質量要求(qiú)💯選擇不同(tong)的加工方(fāng)法，如：曲面(miàn)加工是選(xuan)擇投影加(jiā)工還是放(fàng)射🌈加工。不(bu)同的加工(gōng)方法對零(ling)件的表面(miàn)質量💃🏻影響(xiǎng)較大。
(3)加工(gōng)參數的選(xuan)擇：加工參(cān)數的選擇(ze)主要取決(jue)于工件材(cai)料、刀🚶具形(xing)狀和材料(liào)、機床性能(neng)等因素。加(jia)工參數選(xuan)擇的合理(lǐ)性對零件(jian)的表面質(zhi)量也有較(jiao)大影響。
(4) 刀(dao)具軌迹的(de)生成：刀具(jù)軌迹生成(chéng)是複雜零(ling)件、多軸數(shu)控加工💞中(zhōng)🌈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(zhì)量❌與效率(lü)。刀具軌迹(jì)的生成首(shǒu)要目标是(shì)使所 生成(chéng)的刀具軌(gui)迹滿足平(ping)穩、光滑、負(fu)荷變化小(xiǎo)、軌迹連續(xù)，切入、切出(chū)次數少，無(wu)幹涉及碰(pèng)撞等要求(qiú)。同時，刀具(jù)軌迹還需(xū)滿足穩定(dìng)性好、編程(chéng)效率高和(hé)程序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數(shu)控加工仿(pang)真：由于零(líng)件形狀及(jí)加工環境(jing)的複雜性(xìng)，要确保所(suǒ)🐕生成的加(jiā)工程序不(bu)存在任何(hé)質量問題(tí)十分困難(nan)，其中主要(yào)的是加工(gōng) 過程中的(de)過切、機床(chuáng)各部件之(zhī)間💃🏻的幹涉(she)碰撞等問(wen)題。特别對(dui)于高速加(jia)工，這些問(wen)題常常🌈是(shi)緻命的。因(yīn)此，在加工(gong)前對加工(gōng)程序進行(hang)仿真驗證(zheng)是十分必(bì)要的。數控(kong)加工 仿🍉真(zhen)通過軟件(jian)模拟加工(gong)環境，刀具(jù)軌迹與材(cai)料切除過(guo)程來檢驗(yan)程序，具有(yǒu)成本低、效(xiao)率高且安(an)全可靠等(deng)特點，是提(tí)高數控編(biān)程質量及(jí)加工質量(liang)的重要手(shǒu)段。
(6)後置處(chù)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(nèi)容包括：機(ji)床運動學(xué)建模與求(qiu)解🍉、機床坐(zuo)标運動變(biàn)換🈲、非線🔴性(xìng)運動誤差(chà)校驗、機床(chuáng)結構誤差(chà)補償及數(shù)控代碼轉(zhuan)換等。因此(cǐ)，采用正确(què)的後置處(chù)理對于保(bao)證加工質(zhi)量、效率與(yu)機床可靠(kào)運💞行具有(yǒu)重要🔞作用(yòng)。
五、機床操(cāo)作者環節(jiē)
機床操作(zuò)者是數控(kong)加工的執(zhi)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(chuáng)、刀柄、刀具(ju)、加工工藝(yi)和切削參(cān)數的實時(shi)狀态了解(jie)，他們的各(ge)項操作對(dui)數控加工(gong)影響直接(jiē)㊙️，所以機床(chuáng)操作者的(de)技能和責(ze)☎️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(ji)床等硬件(jian)設備是很(hěn)關鍵的，但(dan)人才是影(yǐng)響數控加(jiā)工質量的(de)決定性因(yin)素，因爲程(chéng)序設計員(yuan)和✊機床操(cao)作❓者的職(zhí)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(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(hé)引進，爲數(shu)控加工質(zhì)量的持續(xù)提高打下(xia)堅實的基(ji)礎。
通過對(dui)數控加工(gōng)中影響加(jiā)工質量因(yīn)素的分析(xi), 爲合理有(yǒu)‼️效地提高(gāo)數控機床(chuáng)的利用率(lü)提供了可(kě)行的依據(jù)。其應用可(kě)有效保證(zhèng)數控機床(chuáng)的加工精(jing)度及良好(hao)的加工效(xiào)果。
