數(shù)控加工(gong)作 爲一(yi)種先進(jìn)的加工(gōng)方法, 被(bei)廣泛地(di)用于航(háng)🌏空工業(ye)⁉️、艦船工(gōng)業以及(ji)電子工(gong)業等高(gao)精度、複(fú)雜零件(jiàn)的加工(gōng)生産。在(zài)數控加(jiā)工中，影(ying)響數控(kòng)加工質(zhì)量的因(yin)素很多(duō)，即工藝(yì)系統中(zhong)的各🏃🏻♂️組(zǔ)成部分(fèn)，包括 機(ji)床、刀👨❤️👨具(jù)、夾具的(de)制造誤(wù)差、安裝(zhuang)誤差以(yǐ)及刀具(jù)使用中(zhōng)的磨損(sǔn)等都直(zhí)接影響(xiǎng)工件的(de)🌈加工精(jīng)度。也就(jiu)是說，在(zài)加工過(guo)程中整(zhěng)個工㊙️藝(yì)系統會(hui)産生✍️各(ge)種誤差(chà)，從而💰改(gai)變刀 具(jù)和工件(jian)在切削(xuē)💰運動過(guo)程中的(de)相互位(wei)置關系(xì)而影響(xiǎng)零件的(de)加工精(jīng)度及質(zhi)量。
一、機(ji)床的合(he)理選用(yong)環節
數(shù)控加工(gōng)在中國(guo)制造業(yè) 中已經(jing)有了較(jiào)長的使(shǐ)用時間(jian)，雖然有(you)嚴格的(de)數控機(jī)床操作(zuò)規範、良(liáng)好的機(jī)床維護(hu)保養，但(dan)是其㊙️本(ben)身的精(jīng)度損失(shi)是不可(kě)避免的(de)。爲了控(kòng)制産品(pǐn)的加♉工(gong)質量，我(wo)們定期(qī)對 數控(kòng)設備進(jìn)行檢測(cè)維修，明(míng)㊙️确每台(tái)設備的(de)加工精(jing)度，明确(què)每台設(shè)備的加(jiā)工任務(wu)。對于大(dà)批量成(cheng)✏️批生産(chǎn)的零🐪件(jiàn)加工工(gōng)廠，應嚴(yan)格區分(fèn)粗、精加(jiā)工的設(shè)備使用(yòng)，因爲粗(cu)加 工時(shi)追求的(de)是高速(su)度、高的(de)去除率(lü)、低的加(jia)工精度(dù)，精加工(gōng)則相🐉反(fan)，要求高(gāo)的加工(gong)精🈲度。而(er)粗加工(gong)時對設(shè)備的精(jing)度損害(hai)是嚴重(zhòng)的，因此(ci)我們将(jiāng)使💚用年(nian)限較長(zhǎng)、精度差(chà)的設備(bei)定爲專(zhuan)用的粗(cu)加工設(she)備，新設(she)備和精(jīng)度好的(de)設備定(ding)爲精加(jiā)工設備(bei)，做到對(dui)現🤟有設(she)備資源(yuan)的合理(lǐ)搭配、明(ming)确分工(gōng)，将機床(chuang)對🐇加工(gong)質量的(de)影響降(jiang)到了很(hěn)低，同🏃♀️ 時(shi)又保護(hu)了昂貴(gui)的數控(kong)設備，延(yan)長了設(she)備的壽(shòu)命。
二、刀(dāo)柄的合(hé)理選用(yòng)環節
當(dāng)我們的(de)機床不(bú)可改變(bian)時，與機(ji)床相關(guan)的刀柄(bing)、刀具對(duì)數控加(jiā)工質量(liàng)的影響(xiǎng)又變得(dé)突出了(le)。在任何(he)旋轉刀(dao)具🏃♂️加工(gōng)系統🚩中(zhōng)，主🥰軸與(yu)夾頭(或(huo)其組合(he)體)的聯(lian)結是刀(dao)具加工(gōng)性能實(shí)現的基(jī)石。
1.刀柄(bing)與機床(chuáng)的聯結(jie)
目前企(qi)業常用(yong)刀柄與(yǔ)機床的(de) 接口主(zhu)要有BT刀(dao)柄和HSK刀(dao)柄，刀柄(bǐng)結構如(ru)圖1所示(shì)。BT刀柄與(yǔ)機床主(zhǔ)軸的接(jiē)口錐柄(bǐng)錐度爲(wei)7∶24，這種方(fāng)🔞式的刀(dao)柄隻适(shì)合于低(di)速加工(gong)，因BT刀柄(bing)與主軸(zhóu)👈 隻是錐(zhui)面配合(he)，當轉速(su)太高時(shi)，由于離(li)心力的(de)作用會(hui)使錐面(miàn)配合間(jian)隙增大(dà)📐，從而影(yǐng)響✨數控(kong)加工質(zhi)量。當機(jī)床高❌轉(zhuǎn)速達到(dao)15000 轉☀️/分時(shí)，通常需(xū)要采用(yòng)HSK型刀柄(bing)，HSK刀杆爲(wei)過定位(wei)結構，提(tí)供與機(ji)床标準(zhun)聯結，在(zai)機床拉(la)力作用(yòng)下，保證(zheng)刀杆短(duan)錐和端(duan)面與機(ji)床緊密(mi)配合。
2.刀(dāo)柄與刀(dāo)具的聯(lián)結
對 刀(dāo)柄另一(yi)個重要(yao)的技術(shu)要求就(jiu)是刀柄(bǐng)與刀具(jù)的聯結(jie)方式， 包(bao)括加工(gong)時的夾(jiá)持力度(du)、徑向跳(tiao)動精度(du)和平衡(heng)質量，刀(dao)柄🌐的徑(jing)向跳動(dong)精度要(yao)小于0.003mm。爲(wei)支持機(jī)床👅的線(xian)性傳動(dòng)，主軸、刀(dao)柄❤️和刀(dao) 具的總(zong)重量越(yue)小，對獲(huo)得優良(liáng)切削效(xiao)果 越有(you)㊙️利。根據(ju)客戶各(ge)自的需(xu)求，都能(néng)夠找到(dào)一種完(wan)美的刀(dao)柄系統(tong)，因爲不(bú)同📐的系(xì)統能夠(gòu)提供不(bú)同的技(ji)術特征(zhēng)和優勢(shi)。 刀柄對(duì)刀杆 、刀(dao)具的夾(jia)緊方式(shi)主要有(yǒu)4種刀柄(bǐng)：側固式(shi)刀柄、彈(dàn)👣性夾緊(jǐn)式刀柄(bǐng)、液🧑🏾🤝🧑🏼壓刀(dāo)柄和熱(re)脹冷縮(suō)✂️刀柄等(deng)。
側固式(shì)刀柄的(de) 特點是(shi)簡單容(rong)易操作(zuò)、快速方(fāng)便、安全(quán)性極高(gāo);彈性夾(jia)緊式刀(dao)柄的特(tè)點是刀(dāo)具的夾(jia)緊或松(song)開是在(zài)刀柄材(cai)料的彈(dàn)性形變(bian)範圍内(nèi)實現的(de)，不僅可(ke)以提供(gong)極高的(de)刀柄回(huí)🌐轉精 度(du)，而且對(dui)刀具使(shi) 用壽命(ming)沒有限(xiàn)制🎯;液壓(ya)刀柄特(te)點爲采(cai)用這一(yī)刀具夾(jiá)緊系統(tǒng)，可使系(xi)統徑向(xiang)跳動誤(wù)差精度(dù)和重複(fu)定位精(jing)度控制(zhì)在3μm以下(xia)。由于刀(dāo)🔞柄内存(cun)在有高(gāo)壓油液(yè)壓力，當(dāng)刀具 被(bèi)夾緊時(shí)，内藏的(de)油腔結(jie)構及高(gāo)壓油的(de)存在大(da)大地增(zēng)加了結(jie)構阻尼(ni)，可💞有效(xiao)防止刀(dāo)具和機(ji)床主軸(zhóu)的振動(dong)🏃🏻♂️;熱脹冷(leng)縮刀柄(bǐng)的優點(diǎn)是徑💁向(xiàng)跳動誤(wu)差小，精(jing)度很高(gao)，可達到(dao) 3μm以下水(shui)平，傳動(dòng)扭🙇♀️矩大(dà)，而刀柄(bing)的設計(jì)相對比(bi)☁️較小巧(qiao)，但其缺(quē)陷在于(yú)，相比液(ye)壓刀柄(bǐng)或應力(lì)鎖⭕緊式(shi)🌈刀柄來(lái)講，其防(fang)振性能(neng)較差。
三(sān)、刀具的(de)準确選(xuan)擇和使(shǐ)用環節(jiē)
硬 質合(he)金刀具(ju)應用範(fàn)圍在企(qǐ)業越來(lái)越廣，硬(yìng)質合金(jīn)将代替(ti)大部分(fen)高速鋼(gang)刀具，包(bāo)括鑽頭(tou)、立銑刀(dāo)和絲錐(zhuī)🔞等簡樸(pǔ)通用刀(dao)具，使🧑🏽🤝🧑🏻這(zhè)一類刀(dāo)具的切(qie)削速度(dù)有很大(da)的提高(gāo)💘，硬質 合(he)金将在(zai)刀具材(cái)料中占(zhàn)主導地(di)位，覆蓋(gài)大部分(fèn)常規的(de)加工領(lǐng)域。我公(gōng)司在粗(cū)加工中(zhōng)盡可能(néng)采用大(da)直徑的(de)牛鼻刀(dāo)，使用R2左(zuǒ)右的硬(yìng)質合金(jin)刀片，做(zuò)到粗加(jia)工排屑(xiè) “多”;半精(jing)加工選(xuǎn)用高🐉轉(zhuan)速高進(jin)給R0.8左右(yòu)的鑲片(pian)立銑刀(dāo)，做到半(ban)精加工(gong)走刀“快(kuài)”;精加工(gōng)時盡量(liang)🐉選用硬(ying)質合金(jin)刀杆和(he)高精度(du)㊙️球頭鏡(jing)面刀片(pian)，這樣可(ke)在保正(zheng)❄️ 加工質(zhì)量的同(tong) 時節😍省(sheng)選用整(zhěng)體合金(jin)刀具的(de)高昂費(fèi)用。精加(jiā)工中所(suǒ)用小刀(dao)具的半(bàn)徑應小(xiǎo)于或✊等(deng)🥰于被加(jia)工零件(jian)上的内(nèi)輪廓📞圓(yuán)角半徑(jìng)，尤其是(shì)在👨❤️👨拐角(jiǎo)加工時(shí)，應選用(yòng)半徑小(xiǎo)于拐角(jiǎo)處圓 角(jiao)半徑的(de)刀具，并(bìng)以圓弧(hú)插補的(de)方式進(jìn)行加工(gōng)，這樣可(kě)☔以避免(mian)采用直(zhi)線插補(bu)而出現(xian)過切現(xian)象，做到(dao)精加工(gong)質量“好(hǎo)🔴”。因此，刀(dāo)⭕具的準(zhun)确選🈲擇(zé)和使用(yong)是🙇🏻影響(xiang)數控加(jiā)工質量(liàng)的重要(yao)因素。
四(sì)、數控編(biān)程環節(jiē)
程序是(shì)數控機(ji)床惟一(yi)能夠識(shí)别的語(yu)言，它向(xiang)機床發(fa)⚽出一條(tiáo)一條加(jia)工指令(lìng)，控制着(zhe)機床的(de) 每一步(bù)驟，程序(xù)的好壞(huài)直接影(yǐng)響到加(jia)工的質(zhi)量和效(xiao)率。這就(jiù)需要在(zài)全面了(le)解機床(chuáng)性能、加(jia)♻️工的每(měi)一環節(jie)以及必(bi)要的相(xiang)關知識(shí)的基礎(chǔ)上, 通過(guò)不斷的(de)實踐，提(tí)高🌈編程(chéng)技能，從(cóng)而達到(dào)提高數(shu)控加工(gōng)質量的(de)要求。
1.數(shù)控編程(chéng)的步驟(zhou)
程序編(biān)制是數(shu)控加工(gōng)中的一(yī)項重要(yao)工作，理(lǐ)想的加(jia)工程序(xù)應保證(zhèng)加工出(chū)符合産(chǎn)品圖樣(yang)要求的(de)合格工(gong)件，同時(shí)應能使(shi)數控機(jī)床的功(gōng)能得到(dào)合理的(de)應用與(yǔ)充分的(de)發揮，使(shǐ)數控機(jī)床安全(quán)、可靠、 高(gāo)效地工(gōng)作，加工(gong)出高質(zhi)量的産(chan)品。
從得(dé)到産品(pin)零件圖(tu)樣到獲(huo)得數控(kòng)加工程(chéng)序的編(bian)制過程(chéng)。
程序定(ding)型階段(duan)由主管(guǎn)領導審(shen)核數控(kòng)編程刀(dao)路，合格(gé)後填♊寫(xiě)⚽數控加(jiā)工程序(xu)單，繪制(zhì)加工簡(jian)圖。到現(xiàn)場了解(jiě)👣程序執(zhí)行👈情況(kuang)，并優化(huà)、固化數(shù)控加工(gōng)程序。
2.數(shu)控編程(chéng)的關鍵(jiàn)問題
(1)零(líng)件數字(zì)化模型(xíng)：一般情(qíng)況下依(yī)據産品(pin)設計圖(tu)，采用線(xiàn)⛱️框建模(mo)😘、特征建(jiàn)模和實(shi)體建模(mó)等不同(tóng)方式，建(jian)立零件(jian)的幾何(hé)數字化(hua)模📐型。或(huo)者是采(cai)用無紙(zhi)化設計(ji)制造㊙️技(jì)術，零件(jiàn)的幾何(hé)數字♌化(hua)模型直(zhi)接由設(she)計而來(lái)。
(2)加工方(fang)案的确(que)定：主要(yào)針對産(chǎn)品結構(gou)特點、質(zhi)量要求(qiu)選擇不(bú)同的加(jia)工方法(fa)，如：曲面(miàn)加工是(shi)選擇投(tóu)影加工(gong)✌️還是放(fang)射加工(gong)。不同🥰的(de)加工方(fāng)法對零(ling)件的表(biao)面質量(liang)影響較(jiao)大。
(3)加工(gōng)參數的(de)選擇：加(jia)工參數(shu)的選擇(zé)主要取(qǔ)決于工(gōng)📱件材料(liao)、刀具形(xing)狀和材(cai)料、機床(chuáng)性能等(děng)因素。加(jiā)工參數(shù)選擇的(de)⛷️合理性(xìng)對零件(jiàn)📱的表面(miàn)質量也(ye)有較大(da)影響。
(4) 刀(dāo)具軌迹(jì)的生成(chéng)：刀具軌(gui)迹生成(cheng)是複雜(za)零件、多(duō)軸數控(kong)加工中(zhōng)的重要(yao)内容，有(yǒu)效的刀(dāo)具軌迹(jì)直接決(jue)定了加(jia)工🏃的可(ke)能性🛀🏻、質(zhì)量與效(xiào)率。刀具(ju)軌迹的(de)生成首(shǒu)要目标(biao)是使所(suo) 生成✌️的(de)刀具軌(guǐ)迹滿足(zu)平穩、光(guāng)滑、負荷(hé)變化小(xiao)、軌迹連(lian)續，切入(rù)、切出次(cì)數少，無(wú)幹涉及(jí)✏️碰撞等(děng)要求。同(tóng)時，刀具(jù)軌迹還(hai)需滿足(zú)穩定性(xìng)好、編❓程(cheng)效率高(gao)和程⛱️序(xu)量小等(děng) 條件。
(5)數(shu)控加工(gōng)仿真：由(yóu)于零件(jian)形狀及(ji)加工環(huán)境的複(fú)雜♈性，要(yao)确保所(suo)🏃♀️生成的(de)加工程(cheng)序不存(cun)在任何(he)質量問(wen)題十分(fèn)困✏️難，其(qí)中主☂️要(yào)的是加(jia)工 過程(chéng)中的過(guo)切、機床(chuang)各部🎯件(jian)之間的(de)幹涉碰(pèng)撞等問(wèn)題。特别(bié)對于高(gāo)速加工(gong)，這些㊙️問(wen)題常常(cháng)是緻命(ming)的。因此(ci)，在加工(gōng)前對加(jia)🐅工程序(xù)進行🔞仿(pang)真驗證(zheng)是十分(fèn)必要的(de)🆚。數控加(jia)工 仿真(zhēn)通過軟(ruǎn)件模拟(nǐ)加工環(huan)境，刀具(ju)軌迹與(yu)材料切(qie)除過程(cheng)來檢驗(yàn)程序，具(ju)有成本(ben)低、效率(lǜ)💰高且安(an)全可靠(kào)😘等特點(dian)，是提高(gao)數控編(biān)程質量(liang)及加工(gōng)質🌂量的(de)重要📐手(shǒu)段。
(6)後置(zhì)處理：後(hou)置處理(li)是數控(kong)加工編(biān)程中的(de)一項重(zhong)要内容(róng)，其技術(shù)内容包(bāo)括：機床(chuang)運動學(xue)建模與(yǔ)求解、機(ji)床坐标(biao)⁉️運動變(biàn)換、非線(xian)💋性運動(dong)誤差校(xiào)驗、機床(chuáng)結🙇🏻構誤(wu)差💘補償(chang)及數控(kong)代❄️碼轉(zhuǎn)換等。因(yin)此，采用(yòng)正确的(de)後置處(chu)理對于(yú)保證加(jiā)工質量(liang)、效率與(yu)機床可(ke)靠運♌行(hang)具有重(zhong)要⛷️作用(yong)。
五、機床(chuáng)操作者(zhe)環節
機(ji)床操作(zuò)者是數(shu)控加工(gōng)的執行(hang)人，他們(men)對數控(kong)加工質(zhì)量的控(kòng)制也是(shì)很明顯(xian)的。他們(men)在執行(háng)加工任(ren)務的過(guo)程中對(dui)機床、刀(dao)柄、刀具(ju)、加工工(gong)藝和切(qie)削參數(shù)的實時(shí)狀态了(le)解，他🙇🏻們(men)的各👣項(xiang)操作對(duì)數控加(jiā)工❌影響(xiǎng)直接🌏，所(suǒ)以機床(chuáng)操作者(zhě)的技能(néng)和責任(ren)心也是(shi)提高數(shù)控加工(gong)質量的(de)重要因(yīn)素。
我們(men)知道，雖(suī)然機床(chuáng)等硬件(jiàn)設備是(shi)很關鍵(jiàn)的，但人(ren)才是✌️影(ying)響數控(kòng)加工質(zhì)量的決(jué)定性因(yīn)素，因爲(wèi)程序設(shè)計員和(he)💚機床操(cāo)作者的(de)職業道(dào)德、技能(neng)水平以(yǐ)及崗位(wei)責🈲任心(xīn)決定了(le)各🔆種先(xiān)進設備(bei)能否發(fa)揮出多(duo)大的效(xiao)能🆚。所以(yi)我們一(yi)定要重(zhong)🤟視人才(cai)的🐆培養(yǎng)和引🈲進(jin)，爲數控(kòng)加工質(zhì)量的持(chi)續提高(gao)打下堅(jiān)實的基(jī)礎💔。
通過(guo)對數控(kòng)加工中(zhōng)影響加(jiā)工質量(liàng)因素的(de)分析, 爲(wèi)合🌐理有(yǒu)效地提(ti)高數控(kong)機床的(de)利用率(lǜ)提供了(le)可行的(de)依據。其(qi)應用可(kě)有效保(bǎo)證數控(kòng)機床的(de)加工精(jing)度及良(liang)好的加(jia)工☎️效果(guǒ)。
