數控加工作(zuo) 爲一種先進的(de)加工方法, 被廣(guǎng)泛地用于航空(kong)工業🔞、艦船工業(yè)以及電子工業(yè)等高精度、複雜(zá)零件的加工生(shēng)産。在數控加工(gōng)中，影響數控加(jiā)工🐇質量的因素(sù)很多，即工🐆藝系(xi)統中的各組成(chéng)部分，包括 機床(chuáng)、刀具、夾具的㊙️制(zhì)造誤差、安裝誤(wu)差以及刀具使(shi)用中的磨損等(děng)都直接影響工(gong)件的加工精度(dù)。也💘就是說，在加(jiā)工🔆過程中整個(gè)工藝系統會産(chan)生各種誤差，從(cong)而改變刀 具和(he)工件在切削運(yun)動過程中的相(xiang)🆚互位置關系而(ér)影♍響零件的加(jiā)工精度及質量(liang)。
數控(kòng)加工在中國制(zhi)造業 中已經有(yǒu)了較長的使用(yong)🏃♂️時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床(chuang)操作規範、良好(hao)的機床維護保(bao)養，但🔞是其🐉本身(shen)的精度損失是(shì)不可避免的。爲(wèi)了🈲控制産品的(de)加工質量，我們(men)定期對 數控設(shè)備進行檢測維(wei)修，明确每台設(she)備的加工精度(du)，明确🧡每台設備(bei)的加工任務。對(dui)于大批量成批(pi)生産的零件加(jiā)工工廠🍉，應㊙️嚴格(gé)區分粗、精加工(gōng)的設備使用，因(yīn)爲粗加 工☀️時追(zhuī)求的是高速度(du)、高的去除率、低(di)的加工精度，精(jīng)加工則相反，要(yao)求高的加工精(jīng)度。而粗加工時(shi)對設備的精度(du)損⭐害是嚴重的(de)，因此我們将使(shi)🔞用年限較長、精(jīng)度🛀🏻差的設備定(dìng)爲專用的粗加(jiā)工設備，新設備(bèi)和精度好的設(shè)備定爲精加工(gōng)設備，做到對現(xian)有設備資源的(de)合理搭配☁️、明确(què)分工，将機床對(duì)加工質量的影(yǐng)響降到了很低(dī)，同🚶 時又保⭐護了(le)昂貴的數控設(she)備，延長了設備(bèi)的壽命。
二、刀柄(bing)的合理選用環(huán)節
當我們的機(ji)床不可改變時(shí)，與機床相關的(de)刀柄、刀💚具對數(shù)控加工質量的(de)影響又變得突(tū)出了。在任何旋(xuan)轉刀具加工系(xi)統中，主🔞軸與夾(jiá)頭(或其組合體(ti))的聯結是刀具(jù)加🔞工性能實現(xian)的基石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯結
目(mù)前企業常用刀(dao)柄與機床的 接(jie)口主要有BT刀柄(bing)和☎️HSK刀柄😍，刀柄結(jié)構如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主軸(zhóu)的接口錐柄錐(zhuī)度爲7∶24，這🔞種方式(shì)的刀柄隻适合(he)于低速加工，因(yin)BT刀柄與主軸 隻(zhī)是錐面配合，當(dang)轉速太高時，由(yóu)于離心力的作(zuo)用會使錐面配(pèi)合間隙增大，從(cóng)而影響數控加(jiā)工質量。當機床(chuáng)高🌏轉速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常需🌐要(yao)采用HSK型刀柄，HSK刀(dao)杆爲過定位結(jie)構，提供與機床(chuang)标準聯結，在機(ji)床拉力作用🏃♂️下(xia)，保證刀杆短錐(zhui)和端面♈與機床(chuang)緊密配合。
2.刀柄(bǐng)與刀具的聯結(jie)
對 刀柄另一個(ge)重要的技術要(yào)求就是刀柄與(yǔ)刀具📱的聯結方(fang)式， 包括加工時(shí)的夾持力度、徑(jing)向跳動精度和(hé)平衡✊質量，刀柄(bǐng)♊的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支(zhī)持機床的線性(xing)傳動，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的總重(zhong)量越小，對獲得(dé)🤞優良切削效果(guo) 越有利。根據客(ke)戶各自的需求(qiú)，都能夠找到一(yī)種完美的刀柄(bǐng)系統，因爲不同(tóng)的系統能夠提(ti)供不同的技術(shù)特征和優勢。 刀(dao)柄對刀杆 、刀具(ju)的夾緊方式主(zhǔ)要有4種刀柄：側(ce)固式刀柄、彈性(xing)夾緊式刀柄、液(yè)壓刀柄和熱脹(zhàng)冷縮刀柄等。
側(cè)固式刀柄的 特(te)點是簡單容易(yì)操作、快速方便(biàn)、安全性極⛱️高;彈(dàn)性夾緊式刀柄(bing)的特點是刀具(ju)的夾緊或松🈲開(kāi)是在刀柄材料(liao)的❓彈性形變範(fàn)圍内實現的，不(bú)僅可以提供♋極(ji)高的刀柄回轉(zhuǎn)精 度，而且對刀(dao)具使 用壽命沒(méi)有限制;液壓刀(dao)柄特點爲采㊙️用(yong)這一刀☂️具夾緊(jǐn)系統，可使系統(tong)徑👣向跳動誤差(cha)精度和重複♉定(ding)位精度控制在(zài)3μm以下。由于刀柄(bing)内存在有高壓(yā)油液壓力，當刀(dāo)具 被夾緊時，内(nèi)藏的油腔結構(gou)及高壓油的存(cun)在大大地增加(jia)了結構阻尼，可(kě)有效防止刀㊙️具(jù)和機床🈲主軸的(de)振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是(shì)徑向跳動誤差(cha)小，精度很高👨❤️👨，可(kě)達到 3μm以下水🍉平(píng)，傳動扭💞矩大，而(ér)刀柄🧡的設計相(xiang)對比較小巧，但(dàn)其缺陷在于，相(xiàng)比液壓刀柄或(huo)應力鎖⭐緊式刀(dāo)柄來講，其防振(zhen)性能較差。
三、刀(dāo)具的準确選擇(zé)和使用環節
硬(ying) 質合金刀具應(ying)用範圍在企業(yè)越來越廣，硬質(zhì)合金将代替大(dà)部分高速鋼刀(dāo)具，包括鑽頭、立(li)銑刀和絲錐等(deng)簡樸通用刀具(ju)，使這一類刀具(ju)的切削速度有(yǒu)很大的提高🙇♀️，硬(ying)質 合金将在刀(dāo)具材料中占主(zhu)導地位，覆蓋大(dà)部分常規的加(jiā)工領域。我公司(si)在粗加工中盡(jìn)可能采用大直(zhi)徑🏒的牛鼻刀，使(shǐ)用R2左右的硬❓質(zhi)合金刀片，做到(dao)粗加工排屑🔆 “多(duo)”;半精加工選用(yòng)高轉速高進給(gěi)R0.8左右的鑲片立(li)銑刀，做到半精(jing)加工走刀“快”;精(jing)加工時盡量✔️選(xuǎn)用硬質合金刀(dāo)杆和高精度球(qiú)頭鏡面🚶♀️刀片，這(zhe)樣可在保正 加(jiā)工質量的同 時(shi)節🐉省選用整體(ti)合金刀具的高(gao)昂費用。精加工(gōng)中所用💋小刀具(ju)的半徑應小于(yú)或等于被加工(gōng)零件上的内輪(lun)廓圓角半徑，尤(you)其是在拐角♊加(jiā)工時，應選用半(ban)徑🧡小于拐角處(chu)圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧插(cha)補的方🈲式進行(hang)加工，這樣可以(yi)避免采用直線(xiàn)插補而出現過(guò)切現象，做到精(jing)加👨❤️👨工質量“好🎯”。因(yīn)此，刀具的準确(que)選擇和使用是(shì)影響數控加工(gōng)質量的重要因(yīn)素。
四、數控編程(cheng)環節
程序是數(shu)控機床惟一能(neng)夠識别的語言(yán)，它向機床發出(chū)一⛷️條一🔞條加工(gong)指令，控制着機(jī)床的 每一步驟(zhòu)，程序❗的好壞直(zhi)接影響到加工(gōng)的質量和效率(lǜ)。這就❄️需要在全(quan)面了⛱️解機床性(xìng)能、加工的每一(yī)環節以及必要(yao)的相關知識的(de)✍️基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高(gao)㊙️編程技能，從而(ér)達到提高數控(kòng)加工質量的要(yào)求。
1.數控編程的(de)步驟
程序編制(zhì)是數控加工中(zhōng)的一項重要工(gōng)作，理想的📱加工(gōng)程序🆚應保證加(jia)工出符合産品(pin)圖樣要求的合(he)格工🌏件，同時應(yīng)能使數控機床(chuáng)的功能得到合(hé)理的應用與充(chōng)分的👣發揮，使數(shù)控機床安全、可(kě)靠、 高效地工作(zuò)，加工出高質量(liang)的産品。
從得到(dao)産品零件圖樣(yang)到獲得數控加(jiā)工程序的編制(zhi)🐉過程⭐。
程序定型(xíng)階段由主管領(ling)導審核數控編(bian)程刀路，合格✌️後(hou)填寫數控加工(gōng)程序單，繪制加(jiā)工簡圖。到現場(chang)了解程序執行(hang)情況😄，并優化、固(gù)化數控加工程(cheng)序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件(jian)數字化模型：一(yi)般情況下依據(ju)産品設計圖，采(cǎi)用🈲線框建模、特(te)征建模和實體(tǐ)建模等不同方(fāng)式，建立零件的(de)幾何數字化模(mó)型。或者是采用(yong)無紙化設計制(zhi)造技術，零件的(de)幾何數字化模(mó)型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案(an)的确定：主要針(zhēn)對産品結構特(tè)點、質量要求選(xuǎn)擇不同的加工(gong)方法，如：曲面加(jiā)工是選擇投影(yǐng)加工還是放射(she)加工✔️。不同的加(jia)工方法對零件(jiàn)的表面質量✍️影(yǐng)響較大。
(3)加工參(cān)數的選擇：加工(gong)參數的選擇主(zhǔ)要取決于工件(jian)材料☔、刀具形狀(zhuang)和材料、機床性(xing)能等因素。加工(gōng)參數選擇的合(he)理✌️性對零件📞的(de)表面質量也有(yǒu)較大影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生成：刀(dāo)具軌迹生成是(shì)複雜零件、多軸(zhou)🔞數控加工中的(de)重要内容，有效(xiào)的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工(gong)的可能性、質量(liang)與效率。刀具軌(gui)迹的生成首要(yào)目❄️标是使☁️所 生(sheng)成的刀具軌迹(jì)滿足平穩、光滑(huá)、負荷變化小、軌(guǐ)迹連續，切入、切(qiē)出次數少⛹🏻♀️，無幹(gàn)涉及碰撞等要(yao)求。同時，刀具軌(gui)迹還需滿足穩(wěn)定性好、編程效(xiao)率高和程序量(liang)小等 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真：由于(yu)零件形狀及加(jiā)工環境的複雜(zá)🏃♀️性👈，要确保所生(sheng)成的加工程序(xu)不存在任何質(zhi)量問題十分困(kun)難，其中主要的(de)是加工 過程中(zhong)的過切、機床各(ge)部件之間的幹(gàn)涉碰撞等問題(tí)。特别對于高速(sù)💚加工，這些問題(ti)常常是緻命的(de)。因此，在加工前(qián)對加工程序進(jìn)行👅仿真驗證是(shì)十分必要的。數(shù)控加工 仿👣真通(tong)過軟件模拟加(jiā)工環境，刀具軌(gui)迹與材料🏃🏻♂️切除(chu)過程來檢驗程(cheng)序，具有成本低(dī)、效率高且安全(quan)可靠等特點，是(shi)提高數控💜編程(chéng)質量及加工質(zhì)量的重要手段(duan)。
(6)後置處理：後置(zhi)處理是數控加(jia)工編程中的一(yi)項重要👉内容🌈，其(qí)技術内容包括(kuo)：機床運動學建(jiàn)模與求解🌈、機床(chuáng)坐标運動變換(huan)、非線💔性運動誤(wù)差校驗、機床結(jié)構誤差補償及(ji)數控代碼轉換(huàn)等。因此，采用正(zhèng)确的後置處理(lǐ)對于保證加工(gōng)質量、效率與機(ji)床可靠運行具(jù)有重要作用。
五(wu)、機床操作者環(huán)節
機床操作者(zhě)是數控加工的(de)執行人，他們對(dui)數控加工🔴質🔱量(liàng)的控制也是很(hěn)明顯的。他們在(zài)執行加工任務(wu)的過程中對機(ji)床、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切削(xue)參數的實時狀(zhuang)态了解，他們的(de)各項操作對數(shù)控加工影響直(zhi)接，所以機床操(cao)作者的技能和(he)責任心也是提(ti)高數控加工質(zhì)量的重要因素(su)。
我們知道，雖然(rán)機床等硬件設(she)備是很關鍵的(de)，但人才是影響(xiang)數控加工質量(liàng)的決定性因素(sù)，因爲程序設計(ji)☁️員和🌈機床操作(zuo)者的職業道德(de)、技能水平以及(jí)崗位責任心決(jué)定了各種先進(jìn)🔞設備能否發揮(huī)出多💞大的效能(néng)。所以我們一定(ding)要重視人才的(de)⛹🏻♀️培養和引🛀進，爲(wei)數控加工質量(liang)的持續提高打(da)下✂️堅實的基礎(chǔ)。
通過對數控加(jiā)工中影響加工(gong)質量因素的分(fen)析, 爲合理有☁️效(xiào)地提高數控機(ji)床的利用率提(ti)供了可行的依(yī)據。其應用🔞可有(yǒu)效保證數控機(ji)床的加工精度(du)及良好的加工(gong)效果。
