數控加工作(zuò) 爲一種先進(jin)的加工方法(fǎ), 被廣泛地用(yòng)☔于航空工業(yè)、艦船工業以(yi)及電子工業(ye)等高精度、複(fu)雜零件的加(jia)工生産。在數(shù)控加工中，影(ying)響數控加工(gōng)質量的因素(su)很多，即工藝(yi)系統中的各(gè)組成部分，包(bāo)括 機床、刀✨具(jù)、夾具的🔞制造(zao)誤差🏃♂️、安裝誤(wu)差以及刀具(ju)使用中的磨(mó)損等都直接(jiē)⭕影響工件的(de)加工精度。也(yě)💯就是說，在加(jiā)🈲工過程中整(zhěng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhong)誤差，從而改(gǎi)變刀 具和工(gong)件在切削運(yùn)動過程中的(de)相互位置關(guan)系而影響零(líng)件的加工精(jing)度及質量。
數(shù)控加工在中(zhōng)國制造業 中(zhong)已經有了較(jiào)長的使用時(shi)👌間，雖然有嚴(yan)格的數控機(ji)床操作規範(fan)、良好的機床(chuang)維護保養，但(dàn)是其本身的(de)精度損失是(shi)不可避免的(de)。爲了控制産(chan)品的加工質(zhì)量，我們定期(qi)對 數控設㊙️備(bèi)進行檢測維(wei)修，明确每台(tái)設備的加工(gōng)精度，明确每(měi)台設備的加(jiā)工任務。對于(yú)大批量成批(pī)生産的零🎯件(jiàn)加工工廠，應(yīng)嚴格區分粗(cū)、精加工的設(shè)備使用，因爲(wei)粗加 工時追(zhuī)求的是高速(sù)度、高的去除(chú)率、低的加工(gōng)精度，精加工(gong)則相反，要求(qiu)高的加工精(jīng)度。而粗加工(gong)時對設備的(de)精度損👄害是(shi)嚴重的，因此(ci)我們将使用(yòng)年限較長、精(jīng)度差的設備(bei)定爲專用的(de)粗加工設備(bèi)，新設備和精(jing)度好的設👈備(bèi)定爲精加工(gōng)設備，做到對(duì)現有設備資(zi)源的合理搭(da)配📐、明确分工(gōng)，将機床對㊙️加(jiā)工質量🙇🏻的影(ying)響降到了很(hen)低，同 時又🐕保(bǎo)護了昂貴👄的(de)數控設備，延(yán)長了🔞設備的(de)壽命。
二、刀柄(bǐng)的合理選用(yong)環節
當我們(men)的機床不可(kě)改變時，與機(ji)床相關的刀(dao)柄、刀具對數(shù)控加工質量(liàng)的影響又變(biàn)得突出了。在(zài)任何旋轉刀(dao)具加工系統(tǒng)中，主軸與夾(jiá)頭(或其組合(he)體)的聯結是(shi)刀具加工性(xìng)能實現的基(jī)石。
1.刀柄與機(ji)床的聯結
目(mù)前企業常用(yong)刀柄與機床(chuang)的 接口主要(yao)有BT刀柄和HSK刀(dāo)柄，刀柄結♌構(gou)如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主(zhu)軸的接口錐(zhui)柄錐度爲7∶24，這(zhe)😘種方式的刀(dao)柄隻适合于(yú)低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸(zhóu) 隻是錐面配(pei)合❗，當轉速太(tài)高時，由于✔️離(li)心力的作用(yong)會使錐面配(pèi)合間隙增大(da)，從而影響數(shù)控加工質量(liang)。當機床高轉(zhuǎn)速達到15000 轉/分(fen)時，通常需要(yào)采用HSK型刀柄(bing)🧑🏾🤝🧑🏼，HSK刀杆爲過定(ding)位結構，提供(gong)與機床标準(zhǔn)聯結，在機床(chuang)拉力作用下(xia)，保證刀杆短(duan)錐和端面與(yu)機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀(dāo)具的聯結
對(duì) 刀柄另一個(ge)重要的技術(shù)要求就是刀(dao)柄與刀具⭐的(de)聯結方式， 包(bāo)括加工時的(de)夾持力度、徑(jìng)向跳動精度(dù)和平衡質量(liàng)，刀柄的徑⚽向(xiàng)跳動精度要(yào)小于0.003mm。爲支持(chi)機床的線性(xing)傳動，主軸、刀(dao)柄和刀 具的(de)總重量越小(xiao)，對獲得優良(liang)切削效果 越(yue)有利。根據客(ke)戶各自的💔需(xū)求，都能夠找(zhǎo)到一種完美(mei)的刀柄系統(tǒng)，因爲不同的(de)系統能夠提(tí)供不同的技(jì)術特征和優(yōu)勢。 刀柄對刀(dao)杆 、刀具㊙️的夾(jiá)緊✍️方式主要(yào)有4種刀柄：側(cè)固式刀柄、彈(dàn)♌性夾緊式刀(dao)柄、液✂️壓刀柄(bing)和熱脹冷縮(suō)刀柄等。
側固(gù)式刀柄的 特(te)點是簡單容(róng)易操作、快速(sù)方便、安🌈全性(xing)極高;彈性夾(jiá)緊式刀柄的(de)特點是刀具(jù)的夾緊或松(sōng)開是在刀柄(bing)材料的🙇🏻彈性(xìng)形變範圍内(nei)實現的，不僅(jǐn)可🈲以提供極(ji)高的刀柄回(huí)轉精 度，而且(qiě)對刀具使 用(yong)壽命沒有限(xian)制;液壓刀柄(bing)特點爲采☔用(yong)這一刀具夾(jiá)緊系統，可使(shǐ)系統徑向跳(tiào)動誤差精度(du)和重複定位(wei)精度控制💰在(zai)3μm以下。由于刀(dāo)柄内存在有(yǒu)高壓油液壓(yā)力，當刀具 被(bei)夾緊時😘，内藏(cáng)的油腔結構(gou)及高壓🌈油的(de)存在大大地(dì)增🌍加了結構(gou)阻尼，可有效(xiao)防止刀具和(he)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(lěng)縮刀柄的優(you)點是徑向跳(tiao)動誤差小，精(jing)度很高，可達(da)到 3μm以下水平(píng)，傳動扭😘矩大(dà)，而刀柄的設(she)計相對比較(jiao)小巧，但其缺(quē)陷在于，相比(bǐ)液壓刀柄或(huò)應力鎖緊式(shi)刀柄來講，其(qí)防振性🏃能較(jiao)差。
三、刀具的(de)準确選擇和(he)使用環節
硬(yìng) 質合金刀具(jù)應用範圍在(zai)企業越來越(yuè)廣，硬質合金(jin)👣将代替🚶大部(bu)分高速鋼刀(dao)具，包括鑽頭(tou)、立銑刀和絲(si)錐等簡樸通(tong)用刀具，使這(zhè)一類刀具的(de)切削速度有(you)很大🤩的提高(gāo)，硬質 合金将(jiāng)在✌️刀具材料(liao)中占主導地(dì)位，覆蓋大部(bù)分常規的加(jiā)工領域。我公(gong)司在粗加💁工(gong)中盡可能采(cai)用大直徑的(de)牛鼻刀，使用(yòng)R2左右的硬質(zhì)合金刀片，做(zuò)🤟到粗加工排(pai)屑 “多”;半精加(jia)工選用高轉(zhuǎn)速高進給R0.8左(zuǒ)右💚的鑲片立(lì)銑刀，做到半(bàn)精加工走🥵刀(dāo)“快”;精加工時(shí)盡量選用硬(yìng)質合金刀杆(gǎn)和高精度球(qiu)頭鏡面刀片(piàn)，這樣可在保(bǎo)正 加工質量(liang)的同 時節省(sheng)選用整體合(hé)金💃刀具的高(gāo)昂費用。精加(jiā)工中所用小(xiao)刀具的半徑(jìng)應小于或等(deng)💚于被加工零(líng)件上的内輪(lun)廓圓角半徑(jìng)，尤其是在拐(guai)角加工時，應(ying)選用半徑小(xiǎo)于拐角處圓(yuán) 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧(hú)插補的方式(shì)進行加工，這(zhe)樣可以避免(mian)采用直🙇♀️線插(cha)補而出現過(guo)切現象，做到(dao)精加工質量(liàng)“好”。因此，刀具(ju)的準确選擇(ze)和💛使用是影(yǐng)響數控加工(gong)質量的重要(yao)因素。
四、數控(kong)編程環節
程(chéng)序是數控機(ji)床惟一能夠(gòu)識别的語言(yán)，它向機床發(fā)👅出一條一條(tiáo)加工指令，控(kong)制着機床的(de) 每一步驟，程(cheng)序的好🐇壞直(zhí)🐪接影響到✊加(jiā)工的質量和(hé)效率。這就需(xu)要在❌全面了(le)解機床性能(néng)、加工的每💯一(yi)環節以及必(bì)要的相關知(zhī)識的基礎上(shàng), 通過不斷的(de)實踐，提高編(bian)程技能，從而(er)達到提高數(shu)控加工質量(liàng)的要求。
1.數控(kòng)編程的步驟(zhòu)
程序編制是(shì)數控加工中(zhong)的一項重要(yao)工作，理想的(de)🌈加工程序㊙️應(ying)保證加工出(chū)符合産品圖(tú)樣要求的合(he)🔞格工件，同時(shí)應能使數控(kong)🍉機床的功能(néng)得到合理的(de)應用與充分(fèn)的發揮，使數(shu)控機床安全(quán)、可靠、 高效地(di)工作，加工出(chū)高質量的産(chan)品。
從得到産(chan)品零件圖樣(yàng)到獲得數控(kong)加工程序的(de)編制過程。
程(chéng)序定型階段(duàn)由主管領導(dao)審核數控編(biān)程刀路，合格(ge)後填⛷️寫💯數⭐控(kòng)加工程序單(dān)，繪制加工簡(jian)圖。到現場了(le)解程序執行(hang)情況，并優化(hua)、固化數控加(jiā)工程序。
2.數控(kong)編程的關鍵(jian)問題
(1)零件數(shù)字化模型：一(yi)般情況下依(yi)據産品設計(jì)圖，采用線框(kuàng)建模☂️、特征建(jiàn)模和實體建(jiàn)模等不同方(fang)式，建🐪立零件(jiàn)的幾何數字(zì)化模型。或者(zhě)是采用無紙(zhi)化設計制造(zao)🐅技術，零件的(de)幾何數字化(huà)模型直接由(you)設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确(què)定：主要針對(duì)産品結構特(te)點、質量要求(qiu)選擇不同⁉️的(de)加工方法，如(ru)：曲面加工是(shì)選擇投影加(jia)工還是放射(shè)加工。不同的(de)加工方法對(duì)零件的表面(mian)質量🛀🏻影響較(jiào)大。
(3)加工參數(shù)的選擇：加工(gong)參數的選擇(ze)主要取決于(yú)工件材料、刀(dao)具形狀和材(cai)料、機床性能(neng)等因素。加工(gong)參🤞數選擇的(de)合理性對零(líng)件的表面質(zhi)量也有較大(da)影🌍響。
(4) 刀具軌(gui)迹的生成：刀(dāo)具軌迹生成(chéng)是複雜零件(jiàn)、多軸數🚶♀️控加(jia)工☁️中❄️的重要(yao)内容，有效的(de)刀具軌迹直(zhí)接決定了加(jia)工的可能性(xìng)、質量🔞與效率(lü)。刀具軌迹的(de)生成首要目(mù)标是使所 生(shēng)成的刀具軌(guǐ)迹滿❄️足平穩(wěn)、光滑🔴、負荷變(biàn)化小、軌迹連(lian)續，切入、切出(chū)次數少，無幹(gan)涉及❄️碰撞等(deng)要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需(xu)滿足穩定性(xìng)好、編🏃♂️程效率(lü)高和程序量(liàng)小等 條件。
(5)數(shu)控加工仿真(zhēn)：由于零件形(xíng)狀及加工環(huán)境的複雜性(xìng)，要确保所生(shēng)成的加工程(chéng)序不存在任(ren)何質量問題(ti)十🛀🏻分困難，其(qi)中主要的是(shì)加工 過程中(zhōng)的過切、機床(chuang)各部件之間(jian)的幹涉碰撞(zhuàng)等問題。特🈲别(bie)對于高速加(jiā)工，這些問題(ti)常常是緻命(ming)的。因此，在加(jia)工前對加工(gōng)程序進行仿(pang)真驗證是十(shi)分必要的。數(shu)控加工 仿💔真(zhen)通過軟件模(mó)拟加工環境(jing)，刀具軌迹與(yǔ)材料切除🍓過(guo)程來檢㊙️驗程(chéng)序，具有成本(ben)低、效率高且(qiě)安全可靠等(děng)🌈特點，是提高(gao)數控編程質(zhi)量及加工質(zhì)量的重要手(shou)段。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理是(shi)數控加工編(biān)程中的一項(xiàng)重要内㊙️容，其(qi)技術内容包(bāo)括：機床運動(dòng)學建模與求(qiú)解、機床坐标(biao)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wu)差校驗、機床(chuang)結構誤差補(bǔ)償及數控代(dài)碼轉換等。因(yīn)此，采用正确(què)的後置處理(lǐ)🌈對于保證加(jia)工質量、效率(lü)與機床可靠(kào)運🌍行具有重(zhong)要🏃♂️作用。
五、機(ji)床操作者環(huán)節
機床操作(zuò)者是數控加(jiā)工的執行人(rén)，他們對數控(kòng)加工質㊙️量的(de)控制也是很(hěn)明顯的。他們(men)在執行加工(gōng)任🏃♂️務的過程(cheng)中對機床、刀(dāo)柄、刀具、加工(gōng)工藝和切削(xuē)參數的實時(shí)狀态了解，他(ta)🐅們的各項操(cao)作對數控加(jiā)工影響直接(jie)，所以機床操(cao)作者的✔️技能(néng)和責🐕任心也(ye)是提高數控(kòng)加工質量的(de)重要因素。
我(wǒ)們知道，雖然(rán)機床等硬件(jian)設備是很關(guān)鍵的，但人才(cai)是🎯影響🌏數控(kòng)加工質量的(de)決定性因素(sù)，因爲程序設(shè)計員和☔機床(chuáng)操作者的職(zhi)業道德、技能(néng)水平以及崗(gǎng)位責任心決(jué)🔴定了各種先(xiān)進🌈設備能否(fǒu)發揮出多大(da)的效能。所以(yǐ)我們一定要(yao)重視人才的(de)培養和引😄進(jìn)，爲數控加工(gong)質量的持續(xù)提高打下堅(jian)實的基礎。
通(tōng)過對數控加(jia)工中影響加(jiā)工質量因素(su)的分析, 爲合(hé)理有效地提(tí)高數控機床(chuáng)的利用率提(tí)供了可行的(de)依♈據。其應用(yòng)可有效保證(zhèng)數控機床的(de)加工精度及(jí)良好的加工(gōng)效果。