數(shù)控加工作 爲一種(zhǒng)先進的加工方法(fǎ), 被廣泛地用于航(hang)空工業、艦船工業(ye)以及電子工業等(děng)高精度、複雜零件(jiàn)的加工生産🌐。在數(shu)控加工中，影響數(shu)控加工質量的因(yīn)素很多，即工藝系(xì)統中的各🧑🏽🤝🧑🏻組成部(bu)分，包括 機床、刀具(ju)、夾具的制造誤差(chà)、安裝誤差以及刀(dao)具💞使用中的磨損(sun)等都直接影響工(gong)件的加工精度。也(yě)就是說，在加工過(guo)程中整個工藝系(xì)統會産生各種誤(wù)差，從而👌改變刀 具(ju)和工件在切削運(yun)動過程中的相互(hu)位置關系而影🏃響(xiang)零件的加工精度(dù)及質量。
數(shu)控加工在中國制(zhi)造業 中已經有了(le)較長的使用時間(jian)，雖然有🚶♀️嚴格的數(shu)控機床操作規範(fan)、良好的機床維護(hù)保☀️養，但是其本身(shēn)的精度損失是不(bu)可避免的。爲了⭐控(kong)制産品的加工質(zhi)量🈲，我們定期對 數(shù)控設備進行檢測(cè)維修，明确每台設(shè)備的加工精度，明(míng)确每台設備的加(jia)工任務。對💋于大批(pī)量成批生産的零(líng)👣件加工工廠，應🧡嚴(yán)格區分粗、精加工(gong)的設備使用，因💚爲(wèi)粗加 工時追求的(de)是高💃速度、高的去(qu)除率、低的加🔴工精(jīng)度，精加工則相反(fan)，要求高的加工🔴精(jing)度。而粗加工時對(dui)設備的精度損害(hài)是嚴重的，因此我(wo)們💰将使用年限較(jiao)長、精度㊙️差的設備(bèi)定爲專用的粗加(jia)工設備，新設備和(hé)精度好的設備定(dìng)爲精加工設備，做(zuò)到對現有設備資(zi)源的合理搭配、明(míng)确分工，将機床對(duì)加工質量🤞的影響(xiang)降到了很低，同 時(shi)又保護了昂貴的(de)數控設備，延❓長了(le)🈲設備的壽命。
二、刀(dao)柄的合理選用環(huan)節
當我們的機床(chuáng)不可改變時，與機(ji)床相關的刀柄、刀(dāo)具對數控加工質(zhì)量的影響又變得(de)突出了。在任何🔞旋(xuán)轉刀具加工🔞系統(tong)❓中，主軸與夾頭(或(huò)其組合體)的聯結(jie)是刀具加🐕工性能(néng)實現的基石。
1.刀柄(bing)與機床的聯結
目(mù)前企業常用刀柄(bǐng)與機床的 接口主(zhu)要有BT刀柄和HSK刀柄(bing)，刀柄結構如圖1所(suo)示。BT刀柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐柄錐(zhui)度爲7∶24，這種方式的(de)刀柄隻适合于低(di)速加工，因BT刀柄與(yǔ)主軸 隻是錐面配(pèi)合，當轉速太高時(shí)，由于🥵離心力的作(zuo)用會使錐面配合(he)間隙增大，從而影(yǐng)響🏃♀️數控加工質量(liang)。當機床高轉速達(dá)到15000 轉/分時，通常需(xū)要采用HSK型刀柄㊙️，HSK刀(dao)杆爲過定位結構(gòu)，提供與機床标準(zhun)聯結，在🛀🏻機床拉力(li)作用下，保證刀杆(gan)短錐和端面與🈲機(jī)床緊密配合。
2.刀柄(bing)與刀具的聯結
對(duì) 刀柄另一個重要(yào)的技術要求就是(shì)刀柄與刀具的聯(lian)結方式， 包括加工(gong)時的夾持力度、徑(jing)向跳動精度和平(píng)衡質量💃🏻，刀柄的徑(jìng)向跳動精度要小(xiao)于0.003mm。爲支持機床⭕的(de)線性傳動，主👅軸、刀(dao)柄和刀 具的總重(zhong)量越小，對獲得🌈優(you)良切削效果 越有(yǒu)利。根據客戶各自(zi)的💔需求，都能夠❄️找(zhao)到一種完美的刀(dāo)柄系統，因爲不同(tong)的系統能夠提供(gong)不同的技術特征(zheng)和優勢。 刀柄對🏃刀(dao)杆 、刀具的夾緊方(fāng)式主要有4種刀柄(bing)：側固式刀柄、彈性(xing)夾緊式刀柄、液壓(yā)刀柄和熱脹冷縮(suō)💃刀柄等。
側固式刀(dao)柄的 特點是簡單(dan)容易操作、快速方(fāng)便、安全性極高;彈(dàn)性夾緊式刀柄的(de)特點是刀具的夾(jiá)緊或松✍️開是在刀(dao)柄材料的彈性形(xíng)變範圍内實現的(de)，不僅可以提供極(jí)高的刀柄回轉精(jīng) 度，而且對刀具⚽使(shǐ) 用壽命沒有限制(zhi);液壓刀柄特點爲(wèi)采用這一刀具夾(jia)緊系統，可使系統(tong)徑向跳動誤差精(jing)度和重複定位精(jīng)度控♋制在3μm以下。由(yóu)于刀柄内存在有(you)高壓油液壓力，當(dāng)刀具 被夾緊時，内(nei)藏的油腔結構及(ji)高壓油的存在大(dà)大地增加了結構(gou)阻尼，可🐇有⚽效防止(zhi)刀🙇🏻具和機床主軸(zhou)的振動;熱脹冷縮(suō)刀柄的優點是徑(jìng)向跳動誤差小，精(jīng)度很高，可達到 3μm以(yǐ)下水平，傳動扭矩(ju)大，而刀柄👅的設計(ji)相對比較小巧，但(dan)其缺陷在于，相比(bi)液壓刀柄或應力(lì)鎖緊式刀⛷️柄來講(jiǎng)，其防振性能較差(cha)。
三、刀具的準确選(xuan)擇和使用環節
硬(yìng) 質合金刀具應用(yong)範圍在企業越來(lai)越廣，硬質合金将(jiāng)代替大部分高速(su)鋼刀具，包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲錐等(děng)簡🐪樸通用刀具，使(shi)這一類刀具的切(qiē)削速度有很大💜的(de)提高，硬質 合金将(jiang)在👨❤️👨刀具材🚩料中占(zhan)主導💔地位，覆蓋大(dà)部分常規的加工(gong)領域。我公司在粗(cu)加工中盡可能✨采(cai)用大直徑🐪的牛鼻(bi)刀，使用R2左右的硬(yìng)🐪質合金刀片，做到(dào)粗加工排屑🆚 “多”;半(ban)精加工選用高轉(zhuǎn)速高進給R0.8左右👈的(de)鑲片立銑刀，做到(dào)半精加工走刀“快(kuai)”;精加工時盡量選(xuǎn)用硬質合金刀杆(gan)和高精度球頭鏡(jìng)面刀片，這樣可在(zai)保正 加工質量的(de)同 時節省選用整(zhěng)體合金刀具的高(gāo)昂費用。精加工中(zhong)所用🐕小刀具的半(bàn)徑應小于或📞等㊙️于(yu)被加工零件上的(de)内輪廓圓角半徑(jìng)，尤其是在🈲拐角加(jiā)工時，應選用半徑(jing)💯小于拐角處圓 角(jiǎo)半徑的刀具，并以(yǐ)圓弧插補的方式(shì)進行加工，這❗樣可(kě)以避免采用直🏒線(xiàn)插補而出現過切(qiē)現象，做到精加工(gōng)質量“好”。因此，刀具(jù)的準确選擇和☔使(shi)用是影響數控加(jiā)🌈工質量的重要㊙️因(yīn)素。
四、數控編程環(huán)節
程序是數控機(ji)床惟一能夠識别(bié)的語言，它向機床(chuáng)發出✌️一條一條加(jiā)工指令，控制着機(jī)床的 每一步驟🎯，程(cheng)序的好壞直接影(ying)響到🌈加工的質量(liàng)和效率。這就需要(yao)在全面了解機床(chuáng)性能、加工的每一(yī)環節以及♌必要的(de)相關知識的基礎(chǔ)上, 通過不斷的實(shí)踐，提高編程技能(néng)，從而達到提高數(shù)控加工質量的要(yao)求。
1.數控編程的步(bù)驟
程序編制是數(shu)控加工中的一項(xiang)重要工作，理想的(de)加工程序應保證(zheng)加工出符合産品(pin)圖樣要求的合格(ge)工件，同時應🍉能使(shi)數控機床的功能(neng)得到合理的應用(yong)與充分的發揮，使(shǐ)數控機床安全🏃🏻♂️、可(kě)靠、 高效地工作，加(jiā)工出高質量🐕的産(chan)品。
從得到産品零(ling)件圖樣到獲得數(shù)控加工程序的編(biān)💘制過程。
程序定型(xing)階段由主管領導(dao)審核數控編程刀(dāo)路，合🤞格後填寫數(shu)控加工程序單，繪(huì)制加工簡圖。到現(xian)場了解程序執行(háng)情況👨❤️👨，并優化、固化(hua)數控加工程序。
2.數(shù)控編程的關鍵問(wèn)題
(1)零件數字化模(mó)型：一般情況下依(yī)據産品設計圖，采(cai)用🌐線🐇框建模、特征(zheng)建模和實體建模(mó)等不同方式，建立(li)零件的❄️幾何😘數字(zi)化模型。或者是采(cǎi)用無紙化設計制(zhì)造技術，零🏃🏻件的幾(ji)💃🏻何數字化模型直(zhí)接由設計而來。
(2)加(jiā)工方案的确定：主(zhu)要針對産品結構(gòu)特點、質量要求選(xuǎn)擇☎️不💃🏻同的加工方(fang)法，如：曲面加工是(shi)選擇投影加工⭐還(hái)是放射加工。不同(tong)的加工方法對零(ling)件的表面質量影(yǐng)響較大。
(3)加工參數(shu)的選擇：加工參數(shu)的選擇主要取決(jue)于工件材料、刀⛱️具(jù)形狀和材料、機床(chuang)性能等因素。加工(gong)參數選擇的合理(li)性對🌂零件的表面(miàn)質量也有較大影(ying)響。
(4) 刀具軌迹的生(sheng)成：刀具軌迹生成(chéng)是複雜零件、多軸(zhóu)數控加🚶工中的重(zhong)要内容，有效的刀(dao)具軌迹直接決定(ding)了加工的可能性(xìng)、質量與效率。刀具(ju)軌迹的生成㊙️首要(yào)目标是使💜所 生成(chéng)的刀具🤞軌迹滿足(zú)平穩、光滑、負荷變(bian)化小、軌迹連續，切(qie)入、切出次數少，無(wu)幹涉及碰撞等要(yao)求✌️。同時，刀具軌迹(jì)還需滿足穩定性(xìng)好、編程效率高和(he)程序量小等 條件(jiàn)💛。
(5)數控加工仿真：由(yóu)于零件形狀及加(jiā)工環境的複雜性(xìng)🌈，要确保🤞所生成的(de)加工程序不存在(zài)任何質量問題十(shí)🈲分困難，其中主要(yào)的是加工 過程中(zhōng)的過切、機床各部(bù)💃件之間的幹涉碰(pèng)撞等🌈問題。特别對(dui)于高速加工，這些(xiē)問題常常是緻命(ming)的。因此，在加工前(qian)對加工程序進行(háng)仿真驗證是十分(fèn)必要的📞。數控加工(gong) 仿真通過軟件模(mó)拟加工環境，刀具(ju)軌迹與材料切除(chú)🌂過程來檢驗程序(xù)，具有成本低、效率(lǜ)💁高且安全可靠等(deng)特點，是提高數控(kong)編程質量及加工(gōng)質量的重要手段(duan)。
(6)後置處理：後置處(chù)理是數控加工編(bian)程中的一項重要(yào)㊙️内🌈容，其技術内容(róng)包括：機床運動學(xue)建模與求解、機床(chuang)🙇♀️坐标運動變換、非(fēi)線性運動誤差校(xiao)驗、機床結構誤差(chà)補償及數控代碼(mǎ)轉換等。因此，采用(yòng)正确的👨❤️👨後置處理(li)對于保證加工質(zhì)量、效率與機床可(ke)靠運行具有重要(yào)作用。
五、機床操作(zuò)者環節
機床操作(zuo)者是數控加工的(de)執行人，他們對數(shù)控加工質量的控(kong)制也是很明顯的(de)。他們在執行加工(gong)任務的過程中對(dui)機床、刀柄、刀具、加(jiā)工工藝和切削參(can)數的實時狀态✊了(le)解，他們的各項操(cao)作對數控加工影(ying)響直接，所以機床(chuang)操作者的技能和(he)責任心也是提高(gao)數控加工質量的(de)重要因素。
我們知(zhī)道，雖然機床等硬(ying)件設備是很關鍵(jiàn)的，但人才是影響(xiang)數控加工質量的(de)決定性因素，因爲(wei)程序✊設計員和機(jī)床操作者的職業(yè)道德、技能水平以(yǐ)及崗位責任心決(jue)定了各種先進設(she)備能☀️否發揮出多(duō)大的效能。所以我(wo)們一定要重視人(rén)才的培養和引進(jìn)，爲數控加🌂工質量(liang)的持續提高打下(xia)堅實的基礎。
通過(guò)對數控加工中影(ying)響加工質量因素(sù)的分析, 爲合理有(you)效地提高數控機(ji)床的利用率提供(gong)了可行的依💋據。其(qí)應用可有效保證(zheng)數控機床的加工(gōng)精度👅及良好的加(jia)工效果。