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影響數控加工質量的因素有哪些?

文章出處:宏康機械人氣:-发表时间:2016-08-26 00:00:00【
摘要 : 数控加工作为一种先进的加工方法, 被广泛地用于航空工业、舰船工业以及电子工业等高精度、复杂零件的加工宅宅网。

数控加工作为一种先进的加工方法, 被广泛地用于航空工业、舰船工业以及电子工业等高精度、复杂零件的加工宅宅网。在数控加工中,影响数控加工质量的因素很多,即工艺系统中的各组成部分,包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差以及刀具使用中的磨损等都直接影响工件的加工精度。也就是说,在加工过程中整个工艺系统会产生各种误差,从而改变刀 具和工件在切削运动过程中的相互位置关系而影响零件的加工精度及质量。 


一、機床的合理選用環節 

数控加工在中国制造业中已经有了较长的使用时间,虽然有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养,但是其本身的精度损失是不可避免的。为了控制宅宅网的加工质量,我们定期对数控设备进行检测维修,明确每台设备的加工精度,明确每台设备的加工任务。对于大批量成批宅宅网的零件加工工厂,应严格区分粗、精加工的设备使用,因为粗加工时追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度,精加工则相反,要求高的加工精度。而粗加工时对设备的精度损害是最严重的,因此我们将使用年限较长、精度 最差的设备定为专用的粗加工设备,新设备和精度好的设备定为精加工设备,做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工,将机床对加工质量的影响降到了最低,同时又保护了昂贵的数控设备,延长了设备的寿命。


二、刀柄的合理選用環節 

當我們的機床不可改變時,與機床相關的刀柄、刀具對數控加工質量的影響又變得突出了。在任何旋轉刀具加工系統中,主軸與夾頭(或其組合體)的聯結是刀具加工性能實現的基石。

1.刀柄與機床的聯結 

目前企业常用刀柄与机床的接口主要有BT刀柄和HSK刀柄,。BT刀柄与机床主轴的接口锥柄锥度为7∶24,这种方式的刀柄只适合于低速加工,因BT刀柄与主轴只是锥面配合,当转速太高时,由于离心力的作用会使锥面配合间隙增大,从而影响数控加工质量。当机床最高转速达到15000 转/分时,通常需要采用HSK型刀柄,HSK刀杆为过定位结构,提供与机床标准联结,在机床拉力作用下,保证刀杆短锥和端面与机床紧密配合。 

2.刀柄與刀具的聯結 

对刀柄另一个重要的技术要求就是刀柄与刀具的联结方式,包括加工时的夹持力度、径向跳动精度和平衡质量,刀柄的径向跳动精度要小于0.003mm。为支持机床的线性传动,主轴、刀柄和刀具的总重量越小,对获得优良切削效果 越有利。根据客户各自的需求,都能够找到一种完美的刀柄系统,因为不同的系统能够提供不同的技术特征和优势。 刀柄对刀杆、刀具的夹紧方式主要有4种刀柄:侧固式刀柄、弹性夹紧式刀柄、液压刀柄和热胀冷缩刀柄等,。 

側固式刀柄的特點是簡單容易操作、快速方便、安全性極高;彈性夾緊式刀柄的特點是刀具的夾緊或松開是在刀柄材料的彈性形變範圍內實現的,不僅可以提供極高的刀柄回轉精度,而且對刀具使用壽命沒有限制;液壓刀柄特點爲采用這一刀具夾緊系統,可使系統徑向跳動誤差精度和重複定位精度控制在3μm以下。由于刀柄內存在有高壓油液壓力,當刀具被夾緊時,內藏的油腔結構及高壓油的存在大大地增加了結構阻尼,可有效防止刀具和機床主軸的振動;熱脹冷縮刀柄的優點是徑向跳動誤差小,精度很高,可達到3μm以下水平,傳動扭矩大,而刀柄的設計相對比較小巧,但其缺陷在于,相比液壓刀柄或應力鎖緊式刀柄來講,其防振性能較差。 


三、刀具的准確選擇和使用環節 

硬质合金刀具应用范围在企业越来越广,硬质合金将代替大部分高速钢刀具,包括钻头、立铣刀和丝锥等简朴通用刀具,使这一类刀具的切削速度有很大的提高,硬质合金将在刀具材料中占主导地位,覆盖大部分常规的加工领域。粗加工中尽可能采用大直径的牛鼻刀,使用R2左右的硬质合金刀片,做到粗加工排屑 “多”;半精加工选用高转速高进给R0.8左右的镶片立铣刀,做到半精加工走刀“快”;精加工时尽量选用硬质合金刀杆和高精度球头镜面刀片,这样可在保正 加工质量的同时节省选用整体合金刀具的高昂费用。精加工中所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径,尤其是在拐角加工时,应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具,并以圆弧插补的方式进行加工,这样可以避免采用直线插补而出现过切现象,做到精加工质量“好”。因此,刀具的准确选择和使用是影响数控加工质量的重要因素。 


四、數控編程環節 

程序是数控机床惟一能够识别的语言,它向机床发出一条一条加工指令,控制着机床的每一步骤,程序的好坏直接影响到加工的质量和效率。这就需要在全面了解机床性能、加工的每一环节以及必要的相关知识的基础上, 通过不断的实践,提高编程技能,从而达到提高数控加工质量的要求。1.数控编程的步骤 

程序编制是数控加工中的一项重要工作,理想的加工程序应保证加工出符合宅宅网图样要求的合格工件,同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控机床安全、可靠、高效地工作,加工出高质量的宅宅网。  

程序定型階段由主管領導審核數控編程刀路,合格後填寫數控加工程序單,繪制加工簡圖。到現場了解程序執行情況,並優化、固化數控加工程序。 

2.數控編程的關鍵問題 

(1)零件數字化模型:一般情況下依據宅宅网設計圖,采用線框建模、特征建模和實體建模等不同方式,建立零件的幾何數字化模型。或者是采用無紙化設計制造技術,零件的幾何數字化模型直接由設計而來。 

(2)加工方案的確定:主要針對宅宅网結構特點、質量要求選擇不同的加工方法,如:曲面加工是選擇投影加工還是放射加工。不同的加工方法對零件的表面質量影響較大。 

(3)加工參數的選擇:加工參數的選擇主要取決于工件材料、刀具形狀和材料、機床性能等因素。加工參數選擇的合理性對零件的表面質量也有較大影響。 

(4) 刀具轨迹的生成:刀具轨迹生成是复杂零件、多轴数控加工中的重要内容,有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。刀具轨迹的生成首要目标是使所生成的刀具轨迹满足平稳、光滑、负荷变化小、轨迹连续,切入、切出次数少,无干涉及碰撞等要求。同时,刀具轨迹还需满足稳定性好、编程效率高和程序量小等条件。 

(5)數控加工仿真:由于零件形狀及加工環境的複雜性,要確保所生成的加工程序不存在任何質量問題十分困難,其中最主要的是加工過程中的過切、機床各部件之間的幹涉碰撞等問題。特別對于高速加工,這些問題常常是致命的。因此,在加工前對加工程序進行仿真驗證是十分必要的。數控加工仿真通過軟件模擬加工環境,刀具軌迹與材料切除過程來檢驗程序,具有成本低、效率高且安全可靠等特點,是提高數控編程質量及加工質量的重要手段。 

(6)後置處理:後置處理是數控加工編程中的一項重要內容,其技術內容包括:機床運動學建模與求解、機床坐標運動變換、非線性運動誤差校驗、機床結構誤差補償及數控代碼轉換等。因此,采用正確的後置處理對于保證加工質量、效率與機床可靠運行具有重要作用。

 

五、機床操作者環節 

機床操作者是數控加工的執行人,他們對數控加工質量的控制也是很明顯的。他們在執行加工任務的過程中對機床、刀柄、刀具、加工工藝和切削參數的實時狀態最了解,他們的各項操作對數控加工影響最直接,所以機床操作者的技能和責任心也是提高數控加工質量的重要因素。 

我們知道,雖然機床等硬件設備是很關鍵的,但人才是影響數控加工質量的決定性因素,因爲程序設計員和機床操作者的職業道德、技能水平以及崗位責任心決定了各種先進設備能否發揮出多大的效能。所以我們一定要重視人才的培養和引進,爲數控加工質量的持續提高打下堅實的基礎。 

通过对数控加工中影响加工质量因素的分析, 为合理有效地提高数控机床的利用率提供了可行的依据。其应用可有效保证数控机床的加工精度及良好的加工效果。


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