數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jiā)工方法, 被廣泛地(di)用👅于航空工‼️業🥰、艦(jian)船工業以及電子(zǐ)工業等高精度、複(fú)雜零件的加工生(sheng)産。在數控加工中(zhōng)，影響數控加工質(zhì)量的因素很多，即(ji)工藝系統💛中的各(ge)👅組成部分，包括 機(ji)床、刀🏃♀️具、夾具的制(zhi)造誤差、安裝誤差(cha)以及刀具👅使用中(zhōng)的磨損等都直接(jiē)影響工件的加工(gong)精度。也🔞就是說，在(zai)加🔅工過程中整個(ge)工藝系統會産生(shēng)各種誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工件在(zai)切削運動過程中(zhong)的💯相互位置關系(xi)而影響零件的加(jiā)工精度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yong)環節
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shǐ)用時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床操(cao)作規範、良好的機(ji)床維護保養，但是(shì)其本身的精度損(sun)失是不可避免的(de)。爲了控制産品的(de)加工質量，我們定(ding)期對 數控設備進(jin)行檢測維修，明确(què)每台設備的加工(gong)精度，明确每台設(shè)備的🔞加工任務。對(duì)于大批量成批生(shēng)産的零🥰件加工工(gong)廠，應嚴格區分粗(cū)、精加工的設備使(shǐ)用，因爲粗加 工時(shí)追求💜的是高速度(dù)、高的去除率、低的(de)加工精度，精加工(gong)則相反，要求高的(de)加工精⛹🏻♀️度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jing)度損害是嚴🌈重的(de)，因此我們将使👨❤️👨用(yong)年限較長、精度差(cha)的設備定爲專用(yòng)的粗加工設備，新(xīn)設備和精度好的(de)設備🍉定爲精加工(gōng)設備，做到對現有(you)設備資源的合理(li)搭配、明确分工，将(jiang)機床對加工質量(liàng)🎯的影響降到了很(hěn)低，同 時又保護了(le)昂貴☂️的數控設備(bèi)，延長了💞設備的壽(shou)命。
二、刀柄的合理(lǐ)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(bian)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數控(kong)加工質量的影響(xiǎng)又變得突出了。在(zai)任何旋轉刀具加(jiā)工系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(tǐ))的聯結是刀具加(jiā)工性能實現的基(ji)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(chang)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄，刀✉️柄結構(gou)如圖1所示。BT刀柄與(yǔ)機床主軸的接口(kǒu)錐柄📐錐度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀柄隻适(shì)合于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻是(shi)錐面配合，當轉速(sù)太高時，由于離心(xīn)力的作用會使❄️錐(zhui)面配合間隙增大(dà)，從而影響👨❤️👨數控加(jiā)工質😍量。當機床高(gāo)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需🔴要采用HSK型(xíng)刀柄，HSK刀杆爲過定(ding)位結構，提供與機(jī)床标❗準聯結，在機(jī)床拉力作用下，保(bao)證刀杆短錐和端(duān)面與機床緊密配(pei)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yi)個重要的技術要(yao)求就是刀柄與刀(dāo)具的聯結方式， 包(bao)括加工時的夾持(chi)力度、徑向跳動精(jing)度和平衡質量，刀(dao)柄的徑向跳動精(jīng)度要小于0.003mm。爲支持(chi)機床☂️的線性傳動(dong)，主軸、刀柄和刀 具(ju)的總重量越小，對(duì)獲得優良切削效(xiào)果 越有利。根據客(kè)戶各自的♈需求，都(dou)能夠💰找到一種完(wan)美的刀柄系統，因(yin)爲不同的系統能(neng)夠提供不同的技(ji)術🌂特征和優勢。 刀(dāo)柄對刀杆 、刀具㊙️的(de)夾緊🧑🏾🤝🧑🏼方式主🤩要有(yǒu)4種刀柄：側固式刀(dao)柄、彈性夾緊式刀(dāo)柄、液壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特點(dian)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安全性(xing)極高;彈性夾緊式(shì)刀柄的特點是刀(dāo)具的夾緊或松開(kai)是在刀柄材料的(de)彈性形變範圍内(nei)實現的，不僅可以(yǐ)提供極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(dui)刀具使 用壽命✉️沒(mei)有限制;液壓刀柄(bing)特點爲采🈲用這一(yī)刀具夾緊系統，可(ke)使系統徑👌向跳動(dong)誤差精度和重複(fu)定位精度控制在(zài)3μm以下。由于刀柄内(nèi)存在有高壓油液(yè)壓力，當刀具 被✉️夾(jiá)緊時🛀，内藏的油腔(qiāng)結構及高壓油💰的(de)存在大大地增加(jia)了結構阻尼，可有(yǒu)🏒效防止刀具和機(ji)床主軸的振動;熱(re)脹冷縮刀柄的優(yōu)點是徑向跳動誤(wù)差小，精度很高，可(ke)達到 3μm以下水🌈平，傳(chuan)動扭矩大，而刀柄(bǐng)的設計相對比較(jiào)小巧，但其缺陷在(zai)于👄，相比液壓刀柄(bǐng)或應力鎖緊式刀(dao)柄來講，其防振性(xìng)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yong)環節
硬 質合金刀(dāo)具應用範圍在企(qǐ)業越來越廣，硬質(zhi)合金将代替大部(bù)分高速鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立銑刀和(he)絲錐等簡樸通用(yong)刀具，使這一類刀(dāo)具的切削速度😄有(yǒu)很大的提高，硬質(zhi) 合金将在🏃刀具材(cái)料中占主導地位(wèi)，覆蓋🛀🏻大部分常規(guī)的加工🌈領域。我公(gōng)司在粗加工中盡(jìn)可能🌈采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使用R2左(zuo)右的硬質合金刀(dāo)片，做到粗加工排(pai)屑 “多”;半精加工選(xuan)用高轉速高進給(gei)R0.8左右的鑲片📐立銑(xǐ)刀，做到半精加工(gōng)走刀“快”;精加工時(shí)盡量選用硬質合(hé)金刀杆和高精度(dù)球頭鏡面刀片，這(zhè)樣可在保正 加工(gong)質量的同 時節省(sheng)選用整體合金❌刀(dāo)具的高昂費用。精(jing)加🤩工中所用♌小刀(dāo)具的半徑應小于(yú)或😘等于被加工零(líng)件上的内輪廓圓(yuan)角半徑，尤其是在(zài)拐角㊙️加工時，應選(xuan)用半徑🤩小于拐角(jiǎo)處圓 角半徑的刀(dao)具，并🐇以圓弧🌏插補(bu)的方🈚式進行加工(gōng)，這樣可以避免采(cǎi)用直線插補而出(chū)現過切現象，做到(dao)精加💯工質量“好”。因(yīn)此，刀具的準确選(xuan)擇和使用是🥵影響(xiang)數控加工質量的(de)重要因素。
四、數控(kong)編程環節
程序是(shi)數控機床惟一能(neng)夠識别的語言，它(tā)向機床發出一♋條(tiao)一條加工指令，控(kòng)制着機床的 每一(yi)步驟，程序的好壞(huài)直接影🏃♂️響到加工(gong)的質量和效率。這(zhè)就🛀需要在全面了(le)解機床性能、加工(gōng)的每一環節以及(ji)必要的相關知識(shí)的基礎上, 通過不(bú)斷的😘實踐，提高編(biān)程技能，從而達到(dào)提高數控加工質(zhi)量的要求。
1.數控編(biān)程的步驟
程序編(bian)制是數控加工中(zhong)的一項重要工作(zuo)，理想的🍉加工程序(xù)應保證加工出符(fu)合産品圖樣要求(qiú)的合🔅格工🤞件，同💚時(shí)應能使數控🚩機床(chuang)的功能得到合理(lǐ)的應用與充分的(de)發揮，使🆚數控機床(chuang)安全、可靠、 高效地(dì)工作，加工出高質(zhì)量的産品。
從得到(dao)産品零件圖樣到(dao)獲得數控加工程(cheng)序的編♌制過程。
程(chéng)序定型階段由主(zhu)管領導審核數控(kòng)編程刀路，合格後(hòu)填寫💚數🏃♀️控加工程(chéng)序單，繪制加工簡(jian)圖。到現場👄了解程(chéng)序執行✨情況，并優(you)化、固化數控加工(gōng)程序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件數(shù)字化模型：一般情(qíng)況下依據産品設(she)計圖，采用線框建(jiàn)模、特征建模和實(shi)體建模等不同方(fang)式，建立零件的🌈幾(ji)何數字化模型。或(huò)者是采用無紙化(huà)設計制造技術，零(ling)件的幾何數字化(huà)模型直接由設計(jì)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chǎn)品結構特點、質量(liàng)要求選擇不同✔️的(de)加工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投影(yǐng)🔆加工還是🛀放射加(jiā)工。不同💃🏻的加工方(fāng)法對零件的表👈面(miàn)質量🐕影響較🧑🏽🤝🧑🏻大。
(3)加(jiā)工參數的選擇：加(jia)工參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件材(cai)☁️料、刀具形狀和材(cái)料、機床性能等因(yin)素。加工參🐆數選擇(zé)的合理🐆性對零件(jiàn)的表面質量也有(you)較大影響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(líng)件、多軸數控加工(gong)中的重要内容，有(yǒu)效的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工的(de)可能性、質量與效(xiào)率。刀具軌迹的生(sheng)成首要目标是使(shǐ)所 生成的刀具🐕軌(gui)迹滿足平穩、光滑(hua)、負荷變化小、軌迹(ji)連😘續，切入、切出次(ci)數少，無幹涉及🔴碰(peng)撞等要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需滿足(zú)穩定性好、編程效(xiào)率高和程序量小(xiǎo)等 條件🚩。
(5)數控加工(gōng)仿真：由于零件形(xíng)狀及加工環境的(de)複雜性🔴，要确保🌈所(suo)生成的加工程序(xù)不存在任何質量(liàng)問題十分困難，其(qí)中主要的是加工(gong) 過程中的過切、機(jī)床各部件之間的(de)幹涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速🚩加(jia)工，這些問題常常(cháng)是緻命的。因此，在(zai)加工前對加工程(cheng)序進行仿真驗證(zhèng)是十分必要的。數(shu)控加工 仿✍️真通過(guo)軟件模☔拟加工環(huan)境，刀🙇♀️具軌迹與材(cái)料🆚切除過程來檢(jian)驗程序，具有成🌈本(běn)低、效率高且安全(quán)可靠等特點，是提(ti)高數控💯編程質量(liàng)及加工質量的重(zhong)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kong)加工編程中的一(yī)項重要内容，其技(ji)🔅術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiu)解、機床坐标運動(dong)變換、非線性運動(dòng)誤差校驗、機床結(jie)💔構誤差補償及數(shu)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的後(hòu)置處理對于保證(zheng)加工質量、效率與(yǔ)機床可靠運行具(ju)有重要作用。
五、機(jī)床操作者環節
機(ji)床操作者是數控(kong)加工的執行人，他(tā)們對數控加工質(zhi)🐅量的控制也是很(hěn)明顯的。他們在執(zhí)行加工任務的過(guò)程🔞中對機床、刀柄(bing)、刀具、加工工藝和(hé)切削參數的實時(shi)狀态✉️了解，他們的(de)各項操作對數控(kòng)加工影響直接，所(suǒ)以機床操作者的(de)技能和責任心也(ye)是提高數控加♋工(gong)質量的重要因素(sù)。
我們知道，雖然機(ji)床等硬件設備是(shi)很關鍵的，但人⭕才(cai)是影☀️響🌈數控加工(gōng)質量的決定性因(yin)素，因爲程序設計(jì)員和機床🔴操作者(zhě)的👌職業道德、技能(néng)水平以及崗位責(zé)🏃♀️任心決♍定了各種(zhong)先進設備能否發(fā)揮出多大的效能(neng)。所以我們一定要(yào)重視人才的培養(yang)和引進，爲數控加(jiā)工質量的持續提(tí)高打下堅實的基(jī)礎。
通過對數控加(jiā)工中影響加工質(zhi)量因素的分析, 爲(wèi)⭐合理✊有效地💔提高(gāo)數控機床的利用(yòng)率提供了可行💯的(de)依據。其應用可有(yǒu)🌈效保證數控機床(chuang)的加工精度及良(liáng)好的加工效果。
