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數控加工作(zuò) 爲一種先進(jìn)的加工方法(fa), 被廣泛地用(yòng)⁉️于航👨‍❤️‍👨空工業(ye)、艦船工業以(yǐ)及電子工業(yè)等高精度、複(fu)雜零件的加(jiā)工生産。在數(shù)控加工中,影(ying)響數控加工(gōng)質量的因素(sù)很多,即工藝(yì)系統中的各(gè)組成部分,包(bāo)括 機床、刀具(jù)、夾具的制造(zao)誤差、安裝誤(wu)差以及刀具(ju)使用中的磨(mo)損等都直接(jie)影響工件的(de)加工精度。也(yě)就是說,在加(jia)工過程中整(zheng)個工藝系統(tǒng)會産生各種(zhong)誤差,從而改(gai)變刀 具和工(gong)件在切削運(yùn)動過程中的(de)相🤩互位置關(guān)系而影響零(ling)件的加工精(jing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度及質量。


  一(yī)、機床的合理(lǐ)選用環節
  數(shù)控加工在中(zhōng)國制造業 中(zhōng)已經有了較(jiào)長的使用時(shi)🐅間,雖然有嚴(yan)格的數控機(ji)床操作規範(fàn)、良好的機床(chuáng)維護保養,但(dàn)是其⛱️本身的(de)精度損失是(shi)不可避免的(de)。爲了☁️控制産(chǎn)品的加工質(zhì)量,我們定期(qi)對 數控設備(bèi)進行檢👨‍❤️‍👨測維(wéi)修,明🐇确每台(tái)設備的加工(gōng)精度,明确⭐每(mei)台設備的加(jiā)工任務。對于(yú)大批量成批(pī)生産的零件(jian)加工工廠,應(ying)嚴格區分粗(cū)、精加工的設(shè)備使用,因爲(wèi)粗加 工時追(zhuī)求的是高速(sù)度、高的去除(chú)率、低的加工(gōng)精度,精加工(gong)則相反,要求(qiú)高的加工精(jing)度。而粗加工(gōng)時對設備的(de)精度損📞害是(shi)嚴重的,因此(ci)我們将使用(yong)年限較長、精(jīng)度差的設🌂備(bei)定爲專用的(de)粗加工設備(bei),新設備和😄精(jing)度好的設備(bèi)㊙️定爲精加工(gong)設備,做到對(dui)現✨有設備資(zi)源的合理搭(da)配、明确分工(gōng),将機床對加(jia)工質量的影(ying)響降到了很(hen)低,同 時又保(bǎo)護了昂貴的(de)數控設備,延(yán)長了設備的(de)壽命。
  二、刀柄(bǐng)的合理選用(yong)環節
  當我們(men)的機床不可(kě)改變時,與機(jī)床相關的刀(dāo)柄、刀具對數(shu)控㊙️加工質量(liang)的影響又變(bian)得突出了。在(zai)任何旋轉刀(dāo)具加工系統(tǒng)中,主軸與夾(jia)頭(或其組合(hé)體)的聯結是(shì)🛀🏻刀具加工性(xing)能實現的基(ji)石。
  1.刀柄與機(ji)床的聯結
  目(mu)前企業常用(yòng)刀柄與機床(chuang)的 接口主要(yào)有BT刀柄和HSK刀(dāo)柄,刀柄🈚結構(gou)如圖1所示。BT刀(dao)柄與機床主(zhǔ)軸的接口錐(zhuī)柄錐度爲7∶24,這(zhe)種方式的刀(dao)柄隻适合于(yu)低速加工,因(yin)BT刀柄與主軸(zhou) 隻是錐面配(pèi)合,當轉速太(tài)高時,由于離(lí)心力的✊作用(yong)會使錐面配(pèi)合🐕間隙增大(dà),從而影響🍓數(shu)控加工質量(liang)。當機床高轉(zhuan)速達到15000 轉/分(fen)時,通常需要(yào)采用HSK型刀💁柄(bing),HSK刀杆爲過定(dìng)位結構,提供(gong)與機床标✉️準(zhun)聯結,在機床(chuáng)拉力作用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻下(xià),保證刀🥵杆短(duǎn)錐和端面與(yu)機床緊密配(pèi)合。
  2.刀柄與刀(dāo)具的聯結
  對(duì) 刀柄另一個(ge)重要的技術(shù)要求就是刀(dao)柄與刀具的(de)㊙️聯🚶‍♀️結方式, 包(bāo)括加工時的(de)夾持力度、徑(jìng)向跳動精度(du)和🌂平衡質量(liang),刀柄的徑向(xiàng)跳動精度要(yao)小于0.003mm。爲支持(chí)機床的線性(xìng)傳動,主🤩軸、刀(dao)柄和刀 具的(de)總重量越小(xiao),對獲得優良(liáng)切削🈲效果 越(yuè)有✔️利。根據客(ke)戶各自的需(xū)求,都能夠找(zhao)到一種完美(mei)的刀柄系統(tong),因爲不同👉的(de)系統能夠提(ti)供不同的技(ji)術特征和優(you)勢。 刀柄對刀(dāo)杆 、刀具的夾(jia)緊方式主要(yào)有4種刀柄:側(cè)固式刀柄、彈(dan)性夾緊式刀(dāo)柄、液🌍壓刀柄(bǐng)和熱脹冷🌈縮(suō)刀柄等。
  側固(gu)式刀柄的 特(te)點是簡單容(róng)易操作、快速(su)方便、安全性(xìng)極高;彈性夾(jia)緊式刀柄的(de)特點是刀具(jù)的夾緊或松(song)開是在刀柄(bing)材料的彈性(xing)形變範圍内(nèi)實現的,不僅(jǐn)可以提供極(jí)高的刀柄回(huí)轉精 度,而且(qie)對刀具使 用(yong)壽命沒有限(xiàn)制;液壓刀柄(bǐng)🔆特點爲采用(yong)這一刀具夾(jia)緊系統,可使(shi)系統徑向跳(tiào)動誤差精度(du)和重複定位(wèi)精度控制⛷️在(zai)3μm以下。由于刀(dao)🈲柄内存在有(you)高壓油液壓(ya)力,當刀具 被(bèi)夾緊時,内藏(cang)的油腔結構(gou)及高壓油的(de)存在大大地(dì)增🔱加了結構(gou)阻尼,可有效(xiào)防止刀具和(hé)機床主軸的(de)振動;熱脹冷(lěng)縮刀柄的優(yōu)點🏃‍♀️是徑向跳(tiào)動誤差小,精(jīng)度很高,可達(dá)到 3μm以下水平(píng),傳動扭🐕矩大(dà),而刀柄的設(shè)計相對⚽比較(jiào)小巧,但其缺(que)陷在于,相比(bi)液壓刀柄或(huo)應力鎖🌍緊式(shì)刀柄來講,其(qí)防振性能較(jiao)差。
  三、刀具的(de)準确選擇和(hé)使用環節
  硬(yìng) 質合金刀具(ju)應用範圍在(zai)企業越來越(yuè)廣,硬質合金(jīn)将代🍉替🛀大部(bu)分高速鋼刀(dāo)具,包括鑽頭(tóu)、立銑刀和絲(sī)錐等簡樸通(tong)🚩用刀具,使這(zhe)一類刀具的(de)切削速度有(you)很大的提高(gāo),硬質 合☂️金将(jiāng)在⛱️刀具材料(liào)中占主導地(di)位,覆蓋👄大部(bù)分常🔅規的加(jia)工領域。我公(gong)司在粗加工(gōng)中盡可能💜采(cai)用大直徑的(de)牛鼻刀,使用(yòng)R2左右的硬質(zhi)合金刀片,做(zuò)到粗加工排(pai)屑🔴 “多”;半精加(jia)工選用高轉(zhuǎn)速高進🐕給R0.8左(zuǒ)右的鑲片立(li)銑刀,做到半(bàn)精加工走😍刀(dao)“快”;精加工時(shí)盡量💚選用硬(yìng)質合金刀杆(gǎn)和高精度球(qiu)頭鏡面刀片(pian),這樣可在保(bǎo)正 加工質量(liàng)的同 時節省(sheng)選用整體合(hé)金刀具的高(gāo)昂費用。精加(jia)工中所用小(xiǎo)刀具的半徑(jìng)應小于或等(deng)于被加工零(ling)件上的内輪(lun)廓圓角半徑(jing),尤其是在拐(guǎi)角💯加工時,應(ying)選用半徑小(xiao)于拐角處圓(yuán) 角半徑的刀(dao)具,并以圓弧(hú)插補的方式(shi)進行加工,這(zhè)樣可以避免(mian)采用直線插(cha)補而出現😘過(guò)切現象,做到(dao)精加♊工質量(liàng)“好”。因此,刀🔅具(ju)的準确選擇(ze)和⛱️使用是影(ying)響數控加工(gong)質量的重要(yào)因素。
  四、數控(kòng)編程環節
  程(cheng)序是數控機(jī)床惟一能夠(gou)識别的語言(yán),它向機床發(fa)出一♋條⛷️一條(tiao)加工指令,控(kong)制着機床的(de) 每一步驟,程(cheng)序的好壞直(zhí)👅接影響到加(jiā)工的質量和(he)效率。這就需(xū)要在全面了(le)解機床性能(néng)、加工的每一(yi)環節以及必(bi)要的相📞關知(zhi)識的🈲基礎上(shang), 通過不斷的(de)實踐,提高👄編(biān)程技能,從而(er)達到提高數(shu)控加工質量(liàng)的要求。
  1.數控(kong)編程的步驟(zhou)
  程序編制是(shi)數控加工中(zhōng)的一項重要(yào)工作,理想的(de)加工程序應(ying)保證加工出(chu)符合産品圖(tu)樣要求的合(he)格工✏️件,同時(shí)應能使數控(kòng)機床的功能(néng)得到合理的(de)應用與充分(fen)的發揮,使數(shù)控機床安全(quán)、可靠、 高效地(di)🏃‍♀️工作,加工出(chu)高質量🤞的産(chǎn)品。
       從得到産(chan)品零件圖樣(yang)到獲得數控(kòng)加工程序的(de)編制過程。
  程(cheng)序定型階段(duàn)由主管領導(dao)審核數控編(biān)程刀路,合格(gé)後填㊙️寫數🈚控(kong)加工程序單(dan),繪制加工簡(jiǎn)圖。到現場了(le)解程序執行(háng)情況,并優化(huà)、固化數控加(jiā)工程序。
  2.數控(kòng)編程的關鍵(jiàn)問題
  (1)零件數(shu)字化模型:一(yi)般情況下依(yī)據産品設計(jì)圖,采用🐆線框(kuàng)建☔模、特征建(jian)模和實體建(jian)模等不同方(fang)式,建🧑🏽‍🤝‍🧑🏻立零件(jiàn)的幾何🈲數字(zì)化模💋型。或者(zhě)是采用無紙(zhi)化設計制造(zào)🌈技術,零件的(de)幾何數字🌈化(hua)模型直接由(you)設計而來。
  (2)加(jia)工方案的确(què)定:主要針對(duì)産品結構特(tè)點、質量要求(qiú)選擇不同的(de)加工方法,如(ru):曲面加工是(shi)選擇投影加(jiā)工❌還是放射(she)👌加工。不同🌈的(de)加工方法對(dui)零件的表面(mian)質量影響較(jiào)大。
  (3)加工參數(shu)的選擇:加工(gong)參數的選擇(zé)主要取決于(yú)工件材料、刀(dāo)♈具形狀和材(cai)料、機床性能(néng)等因素。加工(gong)參⚽數選擇的(de)📐合理性對零(ling)件的表面質(zhì)量也有較大(da)影響。
  (4) 刀具軌(gui)迹的生成:刀(dāo)具軌迹生成(chéng)是複雜零件(jian)、多軸數☎️控加(jia)工中的重要(yao)内容,有效的(de)刀具軌迹直(zhí)接決定了加(jia)工的可能性(xing)、質量與效率(lǜ)。刀具軌迹的(de)生成首要目(mù)标是使所 生(sheng)成的刀具🥵軌(gui)迹滿足平穩(wen)、光滑、負荷變(bian)化小、軌迹連(lian)續,切入、切出(chū)次數少,無幹(gàn)涉及❌碰撞等(deng)要求🛀。同時,刀(dāo)具軌迹還需(xū)滿足🏃穩定性(xìng)好、編程效率(lü)高和📧程序量(liàng)小等 條件。
  (5)數(shu)控加工仿真(zhēn):由于零件形(xíng)狀及加工環(huan)境的複雜性(xìng)㊙️,要确☂️保所👈生(shēng)成的加工程(chéng)序不存在任(rèn)何質量問題(ti)十分困難,其(qi)中主要的是(shì)加工 過程中(zhong)的過切、機床(chuáng)各部件之間(jiān)的幹涉📧碰撞(zhuang)等🔅問題。特别(bié)對于高速加(jia)工,這些問題(ti)常常👉是緻命(mìng)的。因此,在加(jiā)工前對加🐪工(gōng)程序進行🏃‍♀️仿(páng)真驗證是十(shi)分必要的。數(shù)控加工 仿真(zhēn)通過軟件模(mó)拟加工環境(jìng),刀㊙️具軌迹與(yu)材料切除過(guo)程來檢驗程(cheng)序🐇,具有成本(běn)低、效率高且(qie)安全可靠等(deng)特點,是提高(gao)數控⛷️編程質(zhi)量及加工♻️質(zhì)量的重要💁手(shǒu)段。
  (6)後置處理(li):後置處理是(shì)數控加工編(biān)程中的一項(xiàng)重要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻内容,其(qi)技術内容包(bāo)括:機床運動(dòng)學建模與求(qiu)解🤟、機床坐标(biāo)運動變換、非(fēi)線性運動誤(wù)差校驗、機床(chuáng)結構誤差補(bǔ)償及📐數控代(dài)碼轉換🌈等。因(yin)此,采用正确(què)的後置處理(li)對于保證加(jiā)工質量、效率(lǜ)與機床可靠(kao)運💚行具有重(zhong)要作用。
  五、機(jī)床操作者環(huan)節
  機床操作(zuo)者是數控加(jia)工的執行人(ren),他們對數控(kòng)加♋工✊質量的(de)控制也是很(hen)明顯的。他們(men)在執行加工(gōng)任✊務的過程(chéng)中對👌機床、刀(dāo)柄、刀具、加工(gōng)工藝和切削(xuē)參數的實時(shi)狀态了解,他(ta)們的各項操(cao)作對數控加(jiā)工影響直接(jie),所以機床操(cao)作者的技能(néng)和責任心也(ye)是提高數控(kòng)加工質量的(de)重要因素。
  我(wǒ)們知道,雖然(rán)機床等硬件(jian)設備是很關(guan)鍵的,但人才(cái)❓是🏃🏻影響💋數控(kòng)加工質量的(de)決定性因素(sù),因爲程序設(shè)計🍉員和機床(chuáng)👈操作者的職(zhí)業道德、技能(neng)水平以及崗(gǎng)位責任心決(jue)✊定了各✂️種先(xiān)進設備能否(fǒu)發揮出多大(dà)的效能。所以(yi)我們一定要(yao)重視人才的(de)培養和引✌️進(jin),爲數控加工(gong)質量的持續(xù)提高打下堅(jiān)實的基礎📞。
  通(tōng)過對數控加(jia)工中影響加(jia)工質量因素(sù)的分析, 爲合(hé)理有效地提(ti)高數控機床(chuáng)的利用率提(tí)供了可行⛹🏻‍♀️的(de)依據。其應用(yòng)可有效保證(zhèng)數控機床的(de)加工精度及(jí)良好的加工(gong)效果。

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