數(shù)控加工作(zuò) 爲一種先(xian)進的加工(gōng)方法, 被廣(guǎng)泛地用于(yu)♌航空工⭕業(ye)、艦船工業(yè)以及電子(zǐ)工業等高(gāo)精度、複🤩雜(za)零㊙️件的加(jiā)工生産。在(zài)數控加工(gong)中，影響數(shu)控加工💃🏻質(zhì)量的因素(sù)很多，即工(gong)藝系統中(zhōng)的各組成(cheng)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(mó)損等都直(zhi)接影響工(gong)件的加工(gong)精度。也就(jiu)是說，在加(jia)工過程中(zhong)整個工藝(yì)系統會産(chǎn)生🌈各種誤(wù)差，從而改(gai)變刀 具和(he)工件在切(qiē)削運動過(guo)程中的相(xiang)互位置關(guān)系而影✉️響(xiǎng)零件的加(jiā)工精度及(jí)質量。
一、機(jī)床的合理(li)選用環節(jie)
數控加工(gōng)在中國制(zhì)造業 中已(yǐ)經有了較(jiao)長的使用(yòng)時⭕間🐇，雖然(rán)有嚴格的(de)數控機床(chuang)操作規範(fàn)、良好的機(jī)床維護保(bǎo)養，但是其(qí)本身的精(jīng)度損失是(shì)不可避免(mian)的。爲了控(kòng)制産品的(de)加工質量(liàng)，我們定🈲期(qī)對 數控設(shè)備進行檢(jian)測維修，明(ming)确每台設(shè)備的加工(gōng)精度，明确(què)🌈每台設備(bèi)的🌈加工任(rèn)務。對🧑🏽🤝🧑🏻于大(dà)批量成批(pi)生産的零(líng)件加工工(gong)廠，應嚴格(ge)區分粗、精(jing)加工的設(she)備使用，因(yin)🌏爲粗加 工(gōng)時追求🌂的(de)是高速度(du)、高的去除(chu)率、低的加(jiā)工精度，精(jing)加工則相(xiang)反，要求高(gāo)的加工精(jing)度。而粗加(jiā)工時對設(shè)備的精度(du)損害是嚴(yan)重的，因此(cǐ)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(she)🏃🏻♂️備，新設備(bèi)和精度好(hǎo)的設備定(ding)爲精加工(gong)設備，做到(dao)🆚對現有設(she)備資源的(de)合理搭配(pei)、明确分工(gong)，将機床對(duì)👨❤️👨加工質量(liang)♌的影響降(jiàng)到了很低(dī)，同 時又🔞保(bao)護了昂貴(gui)的數控設(she)備，延長了(le)設備的壽(shòu)命。
二、刀柄(bǐng)的合理選(xuǎn)用環節
當(dang)我們的機(jī)床不可改(gǎi)變時，與機(ji)床相關的(de)刀柄、刀具(ju)✉️對數控💃加(jia)工質量的(de)影響又變(biàn)得突出了(le)。在任何旋(xuán)轉刀具加(jia)工系統中(zhōng)，主軸與夾(jia)頭(或其組(zǔ)合體)的聯(lián)結是刀具(jù)加㊙️工性能(néng)實現的基(ji)石。
1.刀柄與(yu)機床的聯(lián)結
目前企(qǐ)業常用刀(dao)柄與機床(chuáng)的 接口主(zhǔ)要有BT刀柄(bǐng)和🔴HSK刀🛀🏻柄，刀(dāo)🚶♀️柄結構如(ru)圖1所示。BT刀(dao)柄與機床(chuáng)主軸的接(jie)口錐柄💋錐(zhuī)度爲7∶24，這種(zhǒng)方😍式的刀(dao)柄隻适合(he)于低速加(jia)工，因BT刀柄(bing)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(zēng)大🔱，從而影(yǐng)響⛹🏻♀️數控加(jia)工質量。當(dang)機床高💞轉(zhuan)速達到15000 轉(zhuǎn)/分時，通常(chang)需🚶♀️要采用(yong)HSK型刀柄，HSK刀(dao)杆爲過定(dìng)位🍉結構，提(tí)供與機床(chuang)标準聯結(jie)，在機床拉(la)力作用下(xià)，保證刀杆(gan)短錐和端(duan)面與機床(chuáng)緊密配合(he)。
2.刀柄與刀(dao)具的聯結(jie)
對 刀柄另(lìng)一個重要(yao)的技術要(yào)求就是刀(dao)柄與刀具(jù)的聯結方(fāng)式， 包括加(jia)工時的夾(jiá)持力度、徑(jìng)向跳動精(jing)度和平衡(heng)質量，刀柄(bǐng)♈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(dong)，主軸、刀柄(bing)和刀 具的(de)總重量越(yuè)小，對獲得(de)優良切削(xuē)效果 越有(you)利。根據客(kè)戶各自的(de)⛷️需求，都能(neng)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(duì)刀杆 、刀具(ju)的夾緊方(fāng)式主要有(yǒu)4種刀☔柄：側(ce)固式刀柄(bǐng)🌈、彈🚶♀️性夾緊(jin)式刀柄、液(ye)壓刀柄和(hé)熱脹冷🚶♀️縮(suo)刀柄等。
側(cè)固式刀柄(bing)的 特點是(shì)簡單容易(yi)操作、快速(sù)方便、安全(quán)㊙️性極高💰;彈(dan)性夾緊式(shì)刀柄的特(te)點是刀具(ju)的夾緊或(huò)松開是在(zài)刀柄材料(liao)的彈性形(xíng)變範圍内(nei)實現的，不(bu)僅可以提(tí)供極高的(de)刀柄回轉(zhuǎn)精 度🐪，而且(qiě)對刀具使(shi) 用壽命🔅沒(mei)有限制🔴;液(ye)壓刀柄🌐特(tè)點爲采👨❤️👨用(yong)這一刀具(ju)夾緊系統(tong)，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(bing)内存在有(yǒu)高壓油🍉液(yè)壓力，當刀(dao)具 被夾緊(jin)時，内藏的(de)油腔結構(gòu)及高壓油(you)的存在大(da)大地增✍️加(jia)了結構阻(zu)尼，可有效(xiao)防止刀🤟具(ju)和機床主(zhǔ)軸的振動(dòng)✏️;熱脹冷縮(suo)刀柄的優(you)點是徑向(xiang)跳動誤差(chà)小，精度很(hen)高，可達到(dao) 3μm以下水平(ping)，傳動扭🍉矩(ju)大，而刀柄(bing)的設計相(xiang)對比♍較小(xiǎo)巧，但其缺(que)陷在于✊，相(xiàng)比液壓刀(dāo)柄或應力(li)鎖緊式刀(dao)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(dao)具應用範(fan)圍在企業(ye)越來越廣(guang)，硬質合金(jīn)👈将代替大(dà)部分高速(su)鋼刀具，包(bāo)括鑽頭、立(lì)銑刀和絲(sī)錐🈲等簡樸(pǔ)通用刀具(ju)，使♋這一類(lei)刀具的切(qie)削速度🧡有(you)很大的提(tí)高🌂，硬質 合(he)金将在刀(dao)具材料中(zhōng)占主導地(dì)位，覆蓋大(da)部分常規(gui)的加工領(ling)域。我公司(sī)在粗加工(gōng)中盡可能(néng)采用大直(zhi)徑的牛鼻(bí)刀，使🈲用R2左(zuo)右的硬質(zhi)合金刀片(pian)💜，做到粗加(jia)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(xiang)片🏃🏻♂️立銑刀(dāo)，做到半精(jing)加工走刀(dāo)“快”;精加工(gong)時盡量選(xuan)用硬質合(he)金刀✍️杆💯和(hé)高精度球(qiu)頭鏡面🤟刀(dao)片，這樣可(ke)✉️在保正♻️ 加(jia)工質量的(de)同♈ 時節🔅省(shěng)選用整體(ti)合金🧑🏾🤝🧑🏼刀具(jù)的高昂費(fei)用。精加工(gōng)中所用🔴小(xiao)刀具的半(bàn)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(shì)在拐角加(jia)工時，應選(xuǎn)用半徑小(xiǎo)于拐角🔞處(chu)圓 角半徑(jìng)的刀具，并(bing)以圓弧插(chā)補的方式(shì)進行加工(gong)，這樣可以(yi)避免采用(yong)直👌線插補(bu)而出現過(guo)切現象，做(zuò)到精加工(gong)質量“好”。因(yin)此，刀具的(de)準确選擇(ze)和使用是(shi)影響數控(kòng)加工質量(liang)的重要🚶因(yīn)素。
四、數控(kong)編程環節(jie)
程序是數(shù)控機床惟(wéi)一能夠識(shi)别的語言(yán)，它向機床(chuáng)發出一條(tiáo)一💛條加工(gong)指令，控制(zhì)着機床的(de) 每一步驟(zhou)‼️，程序的好(hao)壞直接影(yǐng)響到👈加工(gōng)的質量和(he)效率。這就(jiu)👅需要在全(quán)面了解機(ji)床性能、加(jiā)🐕工的每一(yī)環節以及(jí)必要的相(xiàng)關知識的(de)🏃♀️基礎上, 通(tong)過不斷的(de)實踐，提高(gao)編程技能(néng)，從而達到(dao)提高數控(kòng)加工質量(liàng)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(gōng)🐪程🚶♀️序應保(bao)證加工出(chu)符合産品(pǐn)圖樣要求(qiú)的合格工(gong)件，同㊙️時應(ying)能使🈲數控(kòng)機床的功(gōng)能得到合(hé)理的應用(yòng)與充分的(de)發揮，使數(shu)控機床安(ān)全、可靠、 高(gāo)效地工作(zuo)，加工出高(gāo)質量的産(chǎn)品。
從得到(dao)産品零件(jian)圖樣到獲(huò)得數控加(jiā)工程序的(de)編制✉️過程(cheng)。
程序定型(xíng)階段由主(zhu)管領導審(shěn)核數控編(biān)程刀路，合(hé)格後填寫(xie)數控加工(gōng)程序單，繪(hui)制加工簡(jian)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(shù)控編程的(de)關鍵問題(ti)
(1)零件數字(zì)化模型：一(yi)般情況下(xia)依據産品(pǐn)設計圖，采(cǎi)用🤩線框建(jiàn)模、特征建(jian)模和實體(tǐ)建模等不(bú)同方式，建(jian)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(jì)術，零件的(de)幾何數字(zì)化模型直(zhi)接由設計(jì)而來。
(2)加工(gōng)方案的确(què)定：主要針(zhēn)對産品結(jié)構特點、質(zhì)量要求選(xuan)擇不👣同的(de)加工方法(fa)，如：曲面加(jiā)工是選擇(zé)投影㊙️加工(gong)還是✔️放射(she)加工。不同(tóng)的加工方(fāng)法對零件(jiàn)的表面質(zhi)量💁影響較(jiào)💃🏻大。
(3)加工參(can)數的選擇(zé)：加工參數(shù)的選擇主(zhu)要取決于(yú)工件材料(liao)、刀具形狀(zhuang)和材料、機(jī)床性能等(děng)因素。加工(gong)參數選擇(ze)的合理🧑🏾🤝🧑🏼性(xing)對零件♌的(de)表面質量(liang)也有較大(dà)影響。
(4) 刀具(ju)軌迹的生(shēng)成：刀具軌(gui)迹生成是(shì)複雜零件(jian)、多軸數控(kong)♍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(kě)能性☎️、質量(liang)與效率。刀(dāo)具軌迹的(de)生成首要(yao)目标是使(shi)所 生成的(de)刀具軌迹(ji)滿足平穩(wěn)、光滑、負荷(hé)變化小、軌(gui)迹連續，切(qie)入、切出次(cì)數少，無幹(gan)涉及⁉️碰撞(zhuang)等要求。同(tong)時，刀具軌(guǐ)迹還需滿(mǎn)足穩定性(xìng)好、編🚶程效(xiao)率高和💋程(cheng)序量小等(děng) 條件。
(5)數控(kòng)加工仿真(zhen)：由于零件(jian)形狀及加(jiā)工環境的(de)複雜性☁️，要(yào)🌐确保所生(shēng)成的加工(gong)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(jian)🏃♀️的幹涉碰(pèng)撞等問題(ti)。特别對于(yú)高速加工(gong)，這些問題(tí)常常❌是緻(zhi)命的。因此(cǐ)，在加工前(qian)對加工程(chéng)序進行仿(pang)真驗證是(shi)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(gui)迹與材料(liào)🆚切除過程(chéng)來檢驗程(cheng)序，具有成(chéng)本低、效率(lü)高且安全(quán)可靠等特(tè)點，是提高(gao)數控編程(chéng)質量及加(jia)工質量的(de)重要‼️手段(duàn)。
(6)後置處理(lǐ)：後置處理(lǐ)是數控加(jiā)工編程中(zhōng)的一項重(zhong)🔱要内容，其(qí)技術内容(róng)包括：機床(chuáng)運動學建(jian)模與求解(jie)、機床坐标(biāo)運動變換(huàn)、非線性運(yun)動誤差校(xiao)驗、機床結(jie)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(lǐ)對于保證(zheng)🧑🏽🤝🧑🏻加工質量(liang)、效率與機(ji)床可靠運(yun)行具有重(zhòng)要作用。
五(wǔ)、機床操作(zuo)者環節
機(ji)床操作者(zhe)是數控加(jiā)工的執行(háng)人，他們對(duì)數控加工(gong)質量的控(kong)制也是很(hen)明顯的。他(ta)們在執行(hang)加工任務(wù)的過程中(zhong)對機床、刀(dao)柄💜、刀具、加(jia)工工藝和(hé)切削參數(shu)的實時狀(zhuàng)态了解，他(ta)們的各項(xiàng)操作💚對數(shu)控加工影(yǐng)響直接，所(suǒ)以機床操(cao)作者的技(jì)能和責任(rèn)心也是👉提(ti)高數控加(jiā)工質量的(de)重要因素(su)。
我們知道(dao)，雖然機床(chuáng)等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人(ren)才🌈是影㊙️響(xiang)數控加工(gōng)質量的決(jue)定性因素(sù)，因爲程序(xu)設計員和(hé)機床操作(zuò)💜者的職業(ye)道德、技能(néng)水平以及(jí)崗位責❤️任(rèn)心決定了(le)各種先進(jin)設備能否(fǒu)發揮出多(duō)大的效能(neng)。所以我們(men)一定要重(zhòng)視人才的(de)🌈培養和引(yǐn)進，爲數控(kong)加工質量(liàng)的持續提(tí)高打下堅(jian)實的基礎(chu)🛀🏻。
通過對數(shù)控加工中(zhōng)影響加工(gōng)質量因素(sù)的分析, 爲(wèi)👨❤️👨合理有效(xiao)地提高數(shu)控機床的(de)利用率提(ti)供了可行(hang)的依據。其(qí)應用😘可有(you)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)。
