影（yǐng）響數控加工質量的因素有哪些？

數控加（jiā）工（gōng）作為（wéi）一種先進的加工方法, 被廣泛地用於航空工業、艦船工業以及電子工業等高精度、複雜（zá）零件的加工生產。在數控加工中（zhōng），影響數控加工質量的因素很（hěn）多，即（jí）工藝（yì）係（xì）統（tǒng）中的各組成部（bù）分，包括機床、刀具、夾（jiá）具的製造誤差、安裝誤（wù）差以及刀具使用中的磨損等都直（zhí）接影響工件的加工精度。也就是說，在加工過程中整個（gè）工藝係統會產生各種誤差，從而改變（biàn）刀（dāo） 具和工件在切削運動過程中的相互位置關係（xì）而影響（xiǎng）零件的加工精度及質（zhì）量。 

一、機床的合理選用（yòng）環節 

數控加工在中國製造業中已經（jīng）有了較長的（de）使用時間（jiān），雖然有嚴格的數控機床操作規範、良好的機床維護保養，但是其（qí）本身的精（jīng）度損失是不可避免的。為了控製產品的加工質量（liàng），我們定期對數控設備（bèi）進行檢測維修，明確每台設備的（de）加工精度，明確每台設（shè）備的加工（gōng）任務。對於大批量成批生產的零（líng）件加工工（gōng）廠（chǎng），應嚴格區分粗、精加工的設備使用，因為粗加工時追求的是高速度、高的去除率（lǜ）、低的加工（gōng）精度（dù），精（jīng）加工則相反，要求高的加工精度。而粗加工時對設（shè）備的精度損害是最嚴重的，因此我們將使（shǐ）用年限較（jiào）長、精度（dù） 最差的設備定為專用的粗加工設備，新設（shè）備和精度好的設備定為精加工設備，做到對現有設備資源的合理搭配、明（míng）確分工，將機床對加工質量的影響降到（dào）了最低，同時又保護了昂貴（guì）的數控（kòng）設備，延（yán）長了設備的壽命。

二、刀柄的合理（lǐ）選用環（huán）節 

當我們的機床不可改變時，與機（jī）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（xuán）轉刀具加工（gōng）係統中，主軸（zhóu）與夾頭(或其組合體)的（de）聯結是刀具加工性能實現的基石。

1.刀柄與機床的聯結 

目前企業常用刀柄（bǐng）與機床的接口主要有BT刀柄和HSK刀柄，。BT刀（dāo）柄與機床主軸的接口錐柄錐度為7∶24，這種方式的刀柄隻適合於低速加工，因BT刀柄與（yǔ）主軸隻是錐（zhuī）麵（miàn）配合（hé），當轉（zhuǎn）速太高時，由於離心力的作用會使錐麵配（pèi）合間隙增（zēng）大，從而影響數控加工質量。當機床最高轉速達到15000 轉/分時（shí），通常需要采用HSK型刀柄，HSK刀（dāo）杆為過定位結構（gòu），提供與機床標準聯（lián）結，在機床（chuáng）拉力（lì）作用下，保證刀杆短錐和端（duān）麵與機床緊密配合。 

2.刀柄與刀具的聯結 

對刀（dāo）柄另一個重要的技術要求就是（shì）刀柄與刀具的聯結方式，包括加工時的夾持力度、徑向跳動精度和平衡質量，刀柄的徑向跳動精（jīng）度要小於0.003mm。為支持機床（chuáng）的線性傳動，主軸、刀柄和刀具的總（zǒng）重量（liàng）越小，對獲得優（yōu）良切削效果 越有利。根據客戶各自的需求，都能夠找到一種完美的刀柄係統，因為不同的係統能夠提供不同的技術特征（zhēng）和優勢。 刀柄對刀杆、刀具的夾緊方式主要有4種刀柄：側固式刀柄、彈性夾緊（jǐn）式刀柄、液壓刀柄和熱脹冷縮刀柄等，。 

側固式（shì）刀柄的（de）特點（diǎn）是簡單容易操作、快速方便、安全性（xìng）極高;彈性夾（jiá）緊（jǐn）式刀柄的特點是刀具的夾緊或鬆開是在刀柄材料的彈性形（xíng）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（jù）使用壽命（mìng）沒（méi）有限製;液壓刀柄特點為采用（yòng）這一刀具夾（jiá）緊係統，可使係統徑向跳動誤差精度和重複定位精度控製在（zài）3μm以下。由於刀柄內存在有高壓油液壓力，當刀（dāo）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（fáng）止刀（dāo）具和機（jī）床主軸（zhóu）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（píng），傳動扭矩大（dà），而刀柄的設計相（xiàng）對比（bǐ）較小巧，但其（qí）缺陷在於，相（xiàng）比液壓刀柄或應力鎖緊（jǐn）式刀柄來講，其防振性能較差（chà）。 

三、刀具的準確（què）選擇和使用環節 

硬質合金刀具應用範圍在企業越（yuè）來越（yuè）廣，硬質合金將代替大部分高速鋼（gāng）刀具，包括鑽頭、立銑刀和絲錐等（děng）簡樸通用刀具，使這一類刀具的切削速度有很大的提高，硬（yìng）質合金將在刀具材料（liào）中占主導地位，覆蓋大部分常規的加工領域（yù）。粗加工中盡可能采用大直徑的牛鼻刀，使用（yòng）R2左右的（de）硬質合金刀片，做到粗加工排屑 “多”;半精加工選用高（gāo）轉（zhuǎn）速高進給R0.8左右的鑲片立銑刀，做到半精（jīng）加工走刀“快”;精加工時盡量選用硬質合金（jīn）刀杆和高精（jīng）度球頭鏡麵刀片，這樣可在保正 加工質量的（de）同時（shí）節省選用整體合金刀具的高昂費用。精加工中所用最小刀具（jù）的半徑應小於或等於被加工零件上的內輪廓圓角（jiǎo）半徑，尤其是在拐角加工時，應選用半徑小於拐角處圓角半徑的刀具，並以圓弧插（chā）補的方（fāng）式進行加工，這樣可以避免采用直線插補而出現過切（qiē）現象，做到精（jīng）加工質量“好”。因此，刀具的準確選擇和使用是影響數控加工質量的重要因素。 

四、數控編程環節 

程序是（shì）數控機床惟一能夠識（shí）別的語言，它向機床發出一條一條加工指令（lìng），控製著機床的每一步驟，程序的好壞直接影響到加工（gōng）的質量和效率。這就需要在全麵了解機床性能、加工（gōng）的每一環節以及必要的相關知識的（de）基礎上, 通過（guò）不斷的（de）實踐，提高編程技（jì）能，從而達到提（tí）高數控加工質量的要求。1.數控編程的步驟（zhòu） 

程（chéng）序編製（zhì）是數控加工（gōng）中的一項重要工作，理想的加工程序應保證加工出（chū）符合產品（pǐn）圖樣要求（qiú）的合（hé）格（gé）工件，同時（shí）應能使數控機床的功能得到合（hé）理的應用與充分的（de）發揮，使數控機床安全、可靠、高效地工作，加工（gōng）出高質量的產品。  

程序定型階（jiē）段由主管領導審核數控編程刀路，合格後填寫（xiě）數控加工程序（xù）單，繪製加工簡（jiǎn）圖。到現場了解程序執行情況，並優化、固（gù）化數控加工（gōng）程序。 

2.數控編程的關鍵問題 

(1)零件數字化模型：一般情況下依據產（chǎn）品（pǐn）設計圖，采（cǎi）用線框建模、特征建模和（hé）實體建模等不同方式，建（jiàn）立零件的幾何數（shù）字化模型。或者是采用無紙化設計製造技術，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：主要針對產品結構特點、質量要求選擇不同的加工方法，如：曲麵加工是選擇投影加工還是放射加工。不（bú）同的（de）加工方法對零件的表麵質量影響較大。 

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

(4) 刀具軌跡的生（shēng）成：刀具軌跡（jì）生（shēng）成是複雜零（líng）件、多軸數控加（jiā）工中的重要內容，有效的刀具軌跡直（zhí）接（jiē）決定了加工的可能（néng）性、質量與效率。刀具軌跡的生成首要目標是使所（suǒ）生成的刀具軌跡（jì）滿足平穩、光滑（huá）、負荷變化小、軌跡連續，切（qiē）入、切出次（cì）數少，無（wú）幹涉及碰撞等要求。同時，刀具軌跡還需滿足穩（wěn）定性好、編程（chéng）效率高和程序量小等條件。 

(5)數控加（jiā）工仿真：由於零件形狀（zhuàng）及加工環境的複雜性，要確保所生（shēng）成的加工程序不存在任何質量問題十分困難，其（qí）中最主要的是加工過程中的過切、機床（chuáng）各部（bù）件之間的幹（gàn）涉碰（pèng）撞等問題。特別對於高速加工，這（zhè）些問題常常是致命的。因（yīn）此，在加工前對加工程序進行（háng）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，刀具軌跡與材（cái）料切除過程來檢驗程序，具有成本低（dī）、效率高且安全可靠等特（tè）點，是提高數控編程質量及加工質量的重要（yào）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（bāo）括：機床運動（dòng）學建模與求解、機（jī）床坐標運動變換（huàn）、非線性運動誤差校驗、機床結構（gòu）誤差補償（cháng）及數控代碼轉換等。因此，采用（yòng）正確的後置處理對於保證加工質量、效率與機床可靠運行具有重（chóng）要（yào）作用。

五、機床操作者環節 

機（jī）床操作者是數控加工的執行人，他們對（duì）數控加工質量的控（kòng）製也（yě）是很明（míng）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（gōng）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（zuì）直（zhí）接，所（suǒ）以機床操作者的技能和責（zé）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（děng）硬件設備是很關（guān）鍵的，但人才是影響數控加工質量的決定性因素，因為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（xīn）決（jué）定了各（gè）種（zhǒng）先進設備能否發揮出多大的效能。所以我們一定（dìng）要重（chóng）視（shì）人才的培養和引進（jìn），為（wéi）數控加工（gōng）質（zhì）量的持續提高打下堅實的基礎。 

通過對數控加工中影響加（jiā）工質量因素的分析, 為合理有效地提高數（shù）控機床的利用率提供了可行的依據。其應用可（kě）有效保證數控機床的加工精度及（jí）良好的加（jiā）工效果。