數控加工作(zuo) 爲一種先進的加(jia)工方法, 被廣泛地(dì)用于⭐航🚩空工業、艦(jiàn)船工業以及電子(zi)工業等高精度、複(fu)雜零件的加工生(sheng)産。在數控加工中(zhong)，影響數控加工質(zhi)量的因素很多，即(ji)工藝系統中的各(gè)組成部分，包括 機(jī)床、刀具、夾具的㊙️制(zhì)造誤差🚶♀️、安裝誤差(chà)以及刀具❌使用中(zhōng)的磨♉損等都直接(jiē)影響工件的加工(gong)精度。也🍓就是說，在(zài)加工過程中整個(ge)工藝系統會産生(shēng)各種誤差，從而⛷️改(gǎi)變刀 具和工件在(zai)切削運動過程中(zhōng)的相互位置關系(xi)而影響零件的加(jiā)工精度及質量。
一(yi)、機床的合理選用(yong)環節
數控加工在(zai)中國制造業 中已(yi)經有了較長的使(shi)用時間，雖然有嚴(yán)格的數控機床操(cao)作規範、良好的機(ji)床維護保養，但是(shi)其本身的精度損(sun)失是不可避免的(de)。爲了控制産品的(de)加工質量，我們定(ding)期對 數控設備進(jin)行檢測維修，明确(que)每台設備的加工(gōng)精度，明确每台設(she)備的加工任務。對(duì)于大批量成😍批生(shēng)産的零⭐件加工工(gong)廠，應嚴格區分粗(cu)、精加工的設備使(shi)👉用，因爲粗加 工時(shí)追求的是高速度(du)、高的去除率、低的(de)加工精度，精加工(gong)則相💜反，要求高的(de)加工精☎️度。而粗加(jiā)工時對設備的精(jing)度損害是嚴❌重的(de)，因此我們将使用(yòng)年限較長、精度差(chà)的設備定爲專用(yong)的粗加工設備，新(xīn)設備和精度好的(de)設備定爲精加工(gong)設備，做到🚩對現有(yǒu)設備資源的合理(lǐ)搭配、明🏃🏻♂️确分工，将(jiang)機床對加工質量(liang)的影響降到了很(hěn)低，同 時又保護了(le)昂貴的數控設備(bei)，延💜長了設備的壽(shòu)命。
二、刀柄的合理(lǐ)選用環節
當我們(men)的機床不可改變(bian)時，與機床相關的(de)刀柄、刀具對數控(kong)♋加工質量的影響(xiang)又變得突出了。在(zai)任何旋轉刀具🌈加(jia)工系統中，主軸與(yu)夾頭(或其組合體(ti))的聯結是刀具加(jia)工性能實現的基(ji)石。
1.刀柄與機床的(de)聯結
目前企業常(cháng)用刀柄與機床的(de) 接口主要有BT刀柄(bing)和HSK刀柄，刀柄結構(gou)如圖1所示。BT刀柄與(yu)機床主軸的接口(kou)錐柄錐度爲7∶24，這種(zhǒng)方式的♋刀柄隻适(shi)合于低速加工，因(yīn)BT刀柄與主軸 隻是(shì)錐面配合，當轉速(su)太高時，由于離心(xin)力的作用會使錐(zhui)面配合☎️間隙增大(dà)，從而影響🌈數控加(jia)工質量。當機床高(gao)轉速達到15000 轉/分時(shi)，通常需🐉要采用HSK型(xing)刀柄，HSK刀杆爲過定(ding)位結構，提供與機(ji)床标準聯結，在機(jī)床拉力作用下，保(bǎo)證刀杆短錐和端(duān)面🐕與機床緊密配(pèi)合。
2.刀柄與刀具的(de)聯結
對 刀柄另一(yī)個重要的技術要(yào)求就是刀柄與刀(dao)具的聯🌈結方式， 包(bao)括加工時的夾持(chí)力度、徑向跳動精(jing)度和平衡質量👄，刀(dāo)柄的徑向跳動精(jing)度要小于0.003mm。爲支持(chi)機床的線性傳動(dòng)，主🔞軸、刀柄和刀 具(jù)☔的總重量越小，對(duì)獲得優良切削效(xiào)果 越有利。根據客(kè)💘戶各自的需求，都(dou)能夠找到一種完(wán)美的刀柄系統，因(yīn)爲不同的系統能(néng)夠提供不同的技(ji)術特征和優勢。 刀(dao)🏃🏻柄對🏃刀杆 、刀具的(de)夾緊方式主要有(you)4種刀柄：側固式刀(dao)柄☔、彈性夾緊式刀(dāo)柄、液💰壓刀柄和熱(re)脹冷縮刀柄等。
側(ce)固式刀柄的 特點(dian)是簡單容易操作(zuò)、快速方便、安❓全性(xing)極高;彈性夾緊式(shi)刀柄的特點是刀(dāo)具的夾緊或松開(kai)是在刀柄材料的(de)彈性形變範圍内(nèi)實現的，不僅可以(yǐ)提供極高的刀柄(bǐng)回轉精 度，而且對(duì)刀具使 用壽命沒(mei)有限制;液壓刀柄(bǐng)特點爲采用這一(yī)刀具夾緊系統，可(ke)使系統徑向跳動(dong)誤差精度和重複(fú)定位精度控制在(zai)3μm以下。由于刀柄内(nei)存在有高壓油液(ye)壓力，當刀具 被夾(jiá)緊時，内藏的油腔(qiang)結構及高壓油🐆的(de)存在大大地增加(jia)了結構阻尼，可有(yǒu)效防止刀具和機(ji)床主軸的振動♉;熱(rè)脹冷縮刀柄的優(you)點是徑向跳動誤(wù)差小，精度很高，可(kě)達到 3μm以下水平，傳(chuán)動扭矩大，而刀柄(bing)的設計相對比較(jiào)小巧，但其缺陷在(zai)于，相比✂️液壓刀柄(bing)或應力鎖緊式刀(dāo)柄來講，其防振性(xing)能較差。
三、刀具的(de)準确選擇和使用(yong)環節
硬 質合金刀(dāo)具應用範圍在企(qi)業越來越廣，硬質(zhi)合金将代替大部(bu)分高速鋼刀具，包(bao)括鑽頭、立銑刀和(he)絲錐等簡❗樸通用(yong)刀具，使這一類刀(dāo)具的切削速度有(yǒu)很大的提高，硬質(zhì) 合金将在刀具材(cai)料中占主導地位(wei)，覆蓋大部分常規(gui)的加工🎯領域。我公(gōng)🐕司在粗加工中盡(jin)可能采用大直徑(jing)的牛鼻刀，使用R2左(zuǒ)右的硬🈲質合金刀(dao)片，做到粗加工排(pái)屑 “多”;半精加工選(xuan)用高轉速高進給(gěi)R0.8左右的鑲片🧑🏽🤝🧑🏻立銑(xi)刀，做🍉到半精加工(gōng)走刀“快”;精加工時(shi)盡量選用硬質合(hé)金刀杆和高精度(du)球頭鏡面刀片，這(zhe)樣可在保正🏃♀️ 加工(gong)質量的同 時節💔省(shěng)選用整體合金刀(dao)具的高昂費用。精(jing)加工中所用小刀(dāo)具的半徑應小于(yú)或等于被加工零(ling)件上的内輪廓圓(yuán)角半徑，尤其是在(zài)✉️拐角加工時，應選(xuǎn)用半徑小于拐角(jiao)✂️處圓 角半徑的刀(dāo)具，并以圓弧㊙️插補(bǔ)的方式進行加工(gōng)，這樣可以避免采(cǎi)用直線插補而出(chū)現👣過切現象，做到(dào)精加工質量“好”。因(yīn)此，刀具的準确選(xuan)擇和使用是影響(xiang)數控加♌工質量的(de)重要因素。
四、數控(kong)編程環節
程序是(shì)數控機床惟一能(néng)夠識别的語言，它(ta)向機床📞發出一☂️條(tiao)一📧條加工指令，控(kòng)制着機床的 每一(yi)步驟，程序的好壞(huài)直接影😘響到加工(gong)的質量和效率。這(zhè)就需要在全面了(le)解機床性能、加工(gong)的每一環節以及(jí)必要的相關知識(shí)的基礎上, 通過不(bú)斷的實踐，提高編(bian)程技能，從而達到(dao)提高🌈數控加工質(zhì)量的要求。
1.數控編(biān)程的步驟
程序編(bian)制是數控加工中(zhōng)的一項重要工作(zuo)，理想的加工程序(xu)應保證加工出符(fú)合産品圖樣要求(qiu)的合格工件，同時(shí)應能使數控機床(chuang)的功能得到合理(li)的應用與充分的(de)發揮，使數控機🔴床(chuang)安全、可靠、 高效地(dì)工作，加工出高質(zhi)量㊙️的産品。
從得到(dào)産品零件圖樣到(dào)獲得數控加工程(chéng)序的編制過程。
程(cheng)序定型階段由主(zhu)管領導審核數控(kòng)編程刀路，合格後(hou)填寫☂️數控加工程(chéng)序單，繪制加工簡(jian)圖。到現場了解程(chéng)序⚽執行🌈情況❤️，并優(yōu)💯化、固化數控加工(gong)程序。
2.數控編程的(de)關鍵問題
(1)零件數(shu)字化模型：一般情(qíng)況下依據産品設(shè)計圖，采用線框建(jiàn)🌈模👅、特征建模和實(shi)體建模等不同方(fang)式，建立零件的🧡幾(ji)何☎️數字化模❄️型。或(huo)者是采用無紙化(hua)設🔴計制造⛷️技術，零(líng)件的幾何數字化(hua)模型直接由設計(ji)而來。
(2)加工方案的(de)确定：主要針對産(chan)品結構特點、質量(liang)要求選💜擇不同的(de)加工方法，如：曲面(mian)加工是選擇投影(ying)加工還是放射加(jiā)工。不同的加工方(fang)法對零件的表面(mian)質量影響較大。
(3)加(jiā)工參數的選擇：加(jia)工參數的選擇主(zhu)要取決于工件材(cai)料、刀具形狀和材(cái)料、機床性能等因(yin)素。加工參數選擇(ze)的合理性對零件(jiàn)的表面質量也有(yǒu)較大影響。
(4) 刀具軌(guǐ)迹的生成：刀具軌(guǐ)迹生成是複雜零(ling)件、多軸數控加工(gong)中👨❤️👨的重要内容，有(you)效的刀具軌迹直(zhi)接決定了加工的(de)可能性、質量與效(xiao)率。刀具軌迹的生(sheng)成首要目标是使(shǐ)🥵所 生成的刀具✔️軌(gui)迹滿足平穩、光滑(hua)、負荷變化小、軌迹(jì)連續，切入、切🌐出次(cì)數少💯，無幹涉及碰(pèng)撞等要求。同時，刀(dāo)具軌迹還需滿足(zu)㊙️穩定性好、編程效(xiao)率高和程序量小(xiǎo)等 條件。
(5)數控加工(gong)仿真：由于零件形(xing)狀及加工環境的(de)複雜性，要确保所(suo)生成的加工程序(xu)不存在任何質量(liàng)問題十分困難，其(qi)中主要的是加工(gōng) 過程中的過切、機(ji)床各部件之間的(de)幹涉碰撞等💰問題(ti)。特别對于高速加(jiā)工，這些問題常常(chang)是緻命的。因此，在(zài)加🏃🏻♂️工前對加工程(cheng)序進行仿真驗證(zheng)是十分必要的。數(shu)控加工 仿真通過(guo)軟件模拟加工環(huán)境，刀具軌迹與材(cái)料切除過程來檢(jian)驗程序，具有成👣本(ben)低、效率👣高且安全(quan)可靠㊙️等特點，是提(ti)高數控編程質量(liang)及加工質量的重(zhong)要手段。
(6)後置處理(li)：後置處理是數控(kòng)加工編程中的一(yi)項重要内容，其技(jì)術内容包括：機床(chuáng)運動學建模與求(qiú)解、機床坐标運動(dòng)變換、非線性運動(dòng)誤差校驗、機床結(jié)構誤差補償及數(shù)控代碼轉換等。因(yīn)此，采用正确的後(hòu)置處理對于保證(zhèng)加工質量、效率與(yǔ)機床可靠運行具(ju)有重要作用。
五、機(ji)床操作者環節
機(jī)床操作者是數控(kòng)加工的執行人，他(ta)們對數控加工質(zhì)量💯的控制也是很(hen)明顯的。他們在執(zhi)行加工任務的過(guò)程中對機床、刀柄(bǐng)、刀具、加工工藝和(he)切削參數的實時(shí)狀态✂️了解，他們的(de)各項操作對數控(kong)加工影響直接🍓，所(suo)以機床操作者的(de)技能和責✊任心也(yě)是提高數控加工(gong)質量的重要因素(su)。
我們知道，雖然機(jī)床等硬件設備是(shi)很關鍵的，但人才(cai)是影響數🙇♀️控加工(gōng)質量的決定性因(yin)素，因爲程序設計(ji)🌂員和機床操作🧑🏾🤝🧑🏼者(zhe)的職業道德、技能(neng)水平以及崗位責(ze)任心決‼️定了各種(zhǒng)先進設備能否發(fā)揮出多❄️大的效能(neng)。所以我們一定要(yào)重視人才的培養(yǎng)和引進，爲數控加(jiā)工質量的持續提(tí)高打下堅實的基(ji)礎🔴。
通過對數控加(jia)工中影響加工質(zhì)量因素的分析, 爲(wei)合理有效🔞地提高(gao)數控機床的利用(yòng)率提供了可行🏒的(de)依據。其應用可有(you)效保證數控機床(chuang)的加工精度及良(liang)好的加工效果。
