數(shù)控加工作(zuo) 爲一種先(xian)進的加工(gōng)方法, 被廣(guang)泛地用于(yu)航空工🏃♂️業(ye)👄、艦船工業(ye)以及電子(zǐ)工業等高(gao)精度、複雜(za)零件的加(jia)工生産✔️。在(zài)數控加工(gong)中，影響數(shu)控加工⚽質(zhi)量的因素(sù)很多，即工(gōng)藝系統中(zhōng)的各組成(chéng)部分，包括(kuo) 機床、刀具(jù)、夾具的🤞制(zhi)造誤差、安(an)裝誤差以(yi)及刀具使(shǐ)用中的磨(mo)損等都直(zhi)接影響工(gong)件的♊加工(gōng)精度。也就(jiu)是說，在加(jiā)工過程中(zhōng)整個工藝(yì)系統會産(chǎn)生💛各種誤(wu)差，從而改(gai)變刀 具和(hé)工件在切(qiē)削⚽運動過(guo)程中的相(xiàng)💋互位置關(guan)系而影響(xiang)零件的加(jiā)工精度及(ji)質量。
一、機(jī)床的合理(lǐ)選用環節(jiē)
數控加工(gong)在中國制(zhi)造業 中已(yi)經有了較(jiào)長的使用(yong)㊙️時🔞間♉，雖然(ran)有嚴格的(de)數控機床(chuáng)操作規範(fàn)、良好的機(jī)床維護保(bao)🌏養，但是其(qi)本身的精(jing)度損失是(shi)不可避免(mian)的。爲了控(kòng)制産📱品的(de)加工質量(liàng)，我們定期(qi)對 數控設(shè)備進行檢(jian)測維修，明(míng)确每台設(shè)🌏備的加工(gong)精度，明确(que)每台設備(bei)的加工任(rèn)務。對于大(da)批量成批(pī)生産的零(líng)件加工工(gong)廠，應嚴格(ge)區分粗、精(jīng)加工的設(shè)備使用，因(yin)爲粗加 工(gong)時追求的(de)是高速度(du)、高的去除(chu)率、低的加(jiā)工精度，精(jīng)加工則相(xiàng)♉反，要求高(gao)的加工精(jīng)度。而粗加(jiā)工時對設(she)備的精度(du)損🏃🏻♂️害是嚴(yán)重的，因此(ci)我們将使(shǐ)用年限較(jiao)長、精度差(cha)的設備定(dìng)爲專用的(de)粗加工設(shè)💚備，新設備(bèi)和精度好(hǎo)的設備定(dìng)爲精加工(gong)設備，做到(dào)♻️對現有設(she)備資源的(de)合理♉搭配(pei)、明💘确分工(gōng)，将機床對(dui)加工質量(liàng)的影響降(jiang)到了很低(dī)，同 時又保(bǎo)護了昂貴(gui)的數控設(she)備，延長了(le)設備的壽(shou)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuǎn)用環節
當(dang)我們的機(ji)床不可改(gai)變時，與機(jī)床相關的(de)刀柄、刀具(jù)對數控🤟加(jia)工質量的(de)影響又變(bian)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉刀具加(jiā)工系統中(zhōng)，主軸與夾(jiá)頭(或其組(zǔ)合體)的聯(lián)結是刀具(jù)加⁉️工性能(neng)實現的基(jī)石。
1.刀柄與(yǔ)機床的聯(lian)結
目前企(qi)業常用刀(dāo)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhu)要有BT刀柄(bing)和🧑🏽🤝🧑🏻HSK刀🈲柄，刀(dao)柄結👣構如(rú)圖1所示。BT刀(dao)柄與機床(chuáng)主軸的接(jie)口錐柄📐錐(zhui)度爲7∶24，這種(zhong)方式的刀(dao)柄隻适合(he)于低速加(jia)工🌏，因BT刀柄(bǐng)與主軸 隻(zhi)是錐面配(pèi)合，當轉速(su)太高時，由(yóu)于♻️離心力(li)的作用會(hui)使錐面配(pei)合間隙增(zeng)大，從而影(yǐng)響❓數控加(jia)工質量。當(dāng)機床高轉(zhuan)速達到15000 轉(zhuan)/分時，通常(cháng)需要采用(yong)HSK型刀柄，HSK刀(dāo)杆爲過定(ding)位結構，提(ti)供與機床(chuáng)标💚準聯結(jie)，在機床拉(lā)🌐力作用🔴下(xia)，保證刀杆(gan)短錐和端(duān)面與機床(chuáng)緊密配合(hé)。
2.刀柄與刀(dāo)具的聯結(jié)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yào)的技術要(yào)求就是刀(dao)柄與刀具(jù)的聯結方(fang)式， 包括加(jiā)工時的夾(jiá)持力度、徑(jing)向跳動精(jing)度和平衡(héng)質量，刀柄(bing)的徑向跳(tiao)動精度要(yao)小于0.003mm。爲支(zhi)持機床的(de)線性傳動(dòng)，主軸、刀柄(bǐng)和刀 具的(de)總重量越(yue)小，對獲得(de)優良切削(xue)🤞效果 越有(you)利。根據客(ke)戶各自的(de)♻️需求，都能(néng)夠找到一(yi)種完美的(de)刀柄系💋統(tǒng)，因爲不同(tong)🧡的系統能(neng)夠提供不(bu)同的技術(shù)特征和優(yōu)勢。 刀柄對(dui)刀杆 、刀具(jù)的夾緊方(fāng)式主🆚要有(you)4種刀柄：側(ce)固式刀柄(bǐng)、彈性夾緊(jǐn)式刀柄、液(ye)壓刀柄和(he)熱脹冷縮(suō)♻️刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bǐng)的 特點是(shi)簡單容易(yi)操作、快速(su)方便、安全(quán)性極高;彈(dàn)性夾緊式(shi)刀柄的特(tè)點是刀具(ju)的夾緊或(huò)松開是在(zài)刀柄材料(liao)的✊彈性形(xing)變範圍内(nei)實現的，不(bú)僅可以提(tí)供💰極高的(de)刀柄回轉(zhuǎn)精 度，而且(qiě)對刀具👉使(shǐ) 用壽命沒(méi)有限制;液(ye)壓刀柄特(tè)點爲采用(yong)這一刀具(jù)夾緊系統(tǒng)，可使系統(tong)徑向跳動(dong)誤差精度(dù)和重複🥵定(ding)位精度控(kòng)🤟制在3μm以下(xià)。由于刀柄(bǐng)内存在有(you)高🔴壓油液(ye)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gòu)及高壓油(yóu)的存在大(dà)大地增加(jiā)了結構阻(zǔ)尼，可有⁉️效(xiao)防止刀具(jù)和機床主(zhu)軸的振動(dong);熱脹冷縮(suō)刀柄的優(you)點是徑向(xiàng)跳動誤差(chà)小，精度很(hěn)高，可達到(dao) 3μm以下水平(píng)，傳動扭👅矩(ju)大，而刀柄(bǐng)的設計相(xiàng)對比較小(xiǎo)巧，但其缺(quē)陷在于，相(xiàng)比⛷️液壓刀(dāo)柄或應力(li)鎖緊式刀(dāo)柄來講，其(qí)防振性能(néng)較差。
三、刀(dāo)具的準确(què)選擇和使(shǐ)用環節
硬(yìng) 質合金刀(dāo)具應用範(fàn)圍在企業(ye)越來越廣(guǎng)，硬質合✂️金(jīn)🌈将代替大(dà)部分高速(su)鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(sī)錐等簡樸(pǔ)通用刀具(jù)，使😘這一類(lèi)刀具的切(qie)削速度有(yǒu)很大✏️的提(ti)高，硬質 合(hé)金将在刀(dāo)具材料中(zhong)占主導地(dì)位，覆蓋⭕大(da)部分常規(gui)的加工⛷️領(lǐng)域。我公司(si)在粗加👅工(gōng)中盡可能(neng)采用大直(zhi)徑的牛鼻(bi)刀，使用R2左(zuǒ)右的硬質(zhì)合金刀片(pian)，做到粗加(jiā)工排屑 “多(duo)”;半精加工(gōng)選用高轉(zhuǎn)速高進給(gei)R0.8左右的鑲(xiāng)片立銑刀(dāo)，做到半精(jīng)加工走刀(dao)👄“快”;精加工(gōng)時盡量⭐選(xuǎn)用硬質合(hé)金刀❓杆和(he)高精度球(qiú)頭鏡面刀(dāo)片，這樣可(kě)在保正✉️ 加(jia)工質量的(de)同 時節♊省(sheng)選用整體(tǐ)合金‼️刀具(jù)的高昂費(fei)用。精加工(gong)中所用小(xiao)刀具的半(ban)徑應小于(yú)或等于被(bei)加工零件(jian)上的内輪(lún)廓圓角半(bàn)徑，尤其是(shi)在拐角加(jia)工時，應選(xuan)用半徑小(xiao)于拐角處(chù)圓 角半徑(jing)的刀具，并(bìng)以圓弧插(chā)補的方式(shì)進行加工(gong)，這樣可以(yǐ)避免采用(yòng)直線插補(bu)而出現過(guò)切現象，做(zuò)到精加工(gōng)質量“好”。因(yīn)此，刀具的(de)準确選擇(ze)和使用是(shi)影響數控(kòng)加工質量(liàng)的重要因(yīn)素。
四、數控(kong)編程環節(jie)
程序是數(shu)控機床惟(wei)一能夠識(shi)别的語言(yan)，它向機床(chuáng)♋發出一✏️條(tiáo)一條加工(gōng)指令，控制(zhi)着機床的(de) 每一步驟(zhòu)，程序的好(hǎo)壞直接影(ying)響到加工(gōng)的質量和(he)效率。這就(jiù)需要在全(quán)面了解機(ji)床性能、加(jia)工的每🛀🏻一(yī)環節以及(ji)🚩必要的相(xiang)關知識的(de)基礎上, 通(tōng)過不斷的(de)實踐，提高(gāo)🤟編程技能(néng)，從🎯而達到(dào)提高數控(kòng)加工質量(liang)的要求。
1.數(shù)控編程的(de)步驟
程序(xù)編制是數(shu)控加工中(zhōng)的一項重(zhong)要工作，理(lǐ)想的加工(gong)程序應保(bao)證加工出(chu)符合産品(pin)圖樣要求(qiu)的合格工(gong)件，同時應(yīng)能使數控(kong)機床的功(gong)能得到合(hé)理的應用(yòng)與充分的(de)發揮，使數(shù)控機床安(an)全、可靠、 高(gao)效地工作(zuo)，加工出高(gāo)質量的産(chan)品。
從得到(dào)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jiā)工程序的(de)編制🔞過程(chéng)✊。
程序定型(xing)階段由主(zhǔ)管領導審(shěn)核數控編(bian)程刀路，合(he)☎️格後🤟填寫(xiě)數🎯控加工(gong)程序單，繪(hui)制加工簡(jiǎn)圖。到現場(chǎng)了解程序(xù)執行情況(kuàng)🚶♀️，并優化、固(gu)化數控加(jia)工程序。
2.數(shu)控編程的(de)關鍵問題(tí)
(1)零件數字(zi)化模型：一(yi)般情況下(xià)依據産品(pin)設計圖，采(cǎi)用線框建(jiàn)模、特征建(jiàn)模和實體(ti)建模等不(bú)同方式，建(jiàn)立零件的(de)幾何數字(zi)化模型。或(huò)者是采用(yòng)無紙化設(she)‼️計制造技(ji)術，零件的(de)幾何數字(zi)化模型直(zhi)接由設計(jì)而來。
(2)加工(gong)方案的确(que)定：主要針(zhēn)對産品結(jie)構特點、質(zhì)量要求🌐選(xuǎn)擇不同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jia)工是選擇(ze)投影加工(gong)還是放射(she)加工。不同(tong)的加工方(fang)法對零件(jian)的表面質(zhi)量影響較(jiao)大。
(3)加工參(can)數的選擇(zé)：加工參數(shu)的選擇主(zhu)要取決于(yú)工件材料(liao)、刀具形狀(zhuàng)和材料、機(jī)床性能等(děng)因素。加工(gōng)參數選擇(zé)的合理性(xing)對零件✊的(de)表面質量(liang)也有較大(da)影響。
(4) 刀具(jù)軌迹的生(shēng)成：刀具軌(guǐ)迹生成是(shì)複雜零件(jian)、多軸數🤞控(kòng)加工中的(de)重要内容(róng)，有效的刀(dāo)具軌迹直(zhí)接決定了(le)加工的可(ke)‼️能性、質量(liàng)☔與效率。刀(dao)具軌迹的(de)生成首要(yào)目标是使(shǐ)所 生成的(de)刀具軌迹(ji)滿足平穩(wěn)、光滑、負荷(he)變化☎️小、軌(guǐ)迹連✏️續，切(qie)入、切出次(cì)數少，無幹(gan)涉及碰撞(zhuàng)等要求。同(tong)時，刀具軌(gui)迹還需滿(man)足穩定性(xìng)好、編✉️程效(xiào)率高和程(chéng)序量小等(deng) 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhen)：由于零件(jian)形狀及加(jia)工環境的(de)複雜性🔆，要(yào)确保所生(shēng)成的加工(gōng)程序不存(cún)在任何質(zhi)量問題十(shi)分困難，其(qi)中主❤️要的(de)是加工 過(guo)程中的過(guò)切、機🏃床各(gè)部♉件之間(jiān)🏃♂️的幹涉碰(pèng)撞等問題(tí)。特别對于(yu)高速加工(gong)，這些問題(ti)常常👨❤️👨是緻(zhi)命的。因此(ci)，在加工前(qian)對加工程(chéng)序進行🌈仿(páng)真驗證是(shì)十分必要(yào)的。數控加(jiā)工 仿✨真通(tōng)過軟件模(mo)拟加工環(huan)境，刀✨具軌(guǐ)迹與材料(liao)切除過程(chéng)來檢驗程(cheng)序❗，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quan)可靠❗等特(tè)點，是提高(gāo)數控編程(cheng)質量及加(jiā)工質量的(de)重要手段(duàn)。
(6)後置處理(li)：後置處理(lǐ)是數控加(jia)工編程中(zhong)的一項重(zhòng)要内容，其(qí)技術内容(rong)包括：機床(chuáng)運動學建(jiàn)模與求解(jiě)、機床坐标(biao)🈲運動🙇♀️變換(huàn)😍、非線性運(yùn)動誤差校(xiào)驗、機床結(jié)構誤差補(bu)償及數控(kòng)代碼轉換(huàn)等。因此，采(cǎi)用正确的(de)後置處理(li)對于保證(zheng)加工質量(liàng)、效率與機(jī)床可靠運(yun)行具有重(zhong)要作用。
五(wu)、機床操作(zuo)者環節
機(jī)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(hang)人，他們對(duì)數控加工(gong)質🚶量🚶的控(kong)制也是很(hěn)明顯的。他(ta)們在執行(hang)加工任務(wu)的🚶過程中(zhong)對機床、刀(dao)柄、刀具、加(jiā)工工藝和(he)切削參數(shù)的實時狀(zhuàng)态了解，他(ta)們的各項(xiàng)操作對數(shù)控加工影(ying)響直接，所(suo)以機床操(cāo)作者的技(jì)能和責任(ren)心也是提(tí)高數控加(jiā)工質量的(de)重要因素(sù)。
我們知道(dào)，雖然機床(chuang)等硬件設(shè)備是很關(guan)鍵的，但人(rén)才是影響(xiǎng)☂️數控加工(gōng)質量的決(jue)定性因素(su)，因爲程序(xù)設計員和(hé)機床操作(zuo)者的職業(ye)道德、技能(néng)水平以及(ji)崗位責任(ren)心決定了(le)各種先進(jin)設備能否(fǒu)發揮出多(duō)大的效能(néng)。所以我們(men)一定要重(zhòng)視人才的(de)培養和引(yǐn)進，爲數控(kòng)加工質量(liàng)的持續提(ti)高打下堅(jian)實的基礎(chu)。
通過對數(shu)控加工中(zhong)影響加工(gong)質量因素(su)的分析, 爲(wei)合理♈有效(xiao)地提高數(shù)控機床的(de)利用率提(tí)供了可行(hang)的依據。其(qi)🔴應用可有(yǒu)🧑🏽🤝🧑🏻效保證數(shù)控機床的(de)加工精度(dù)及良好的(de)加工效果(guo)。
