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論如何保證數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量
影響工件最終的加工精度和加工效率，除了數(shù)控機(jī)床自身的原因以外，還應(yīng)從合理的加工路線設(shè)置、刀具的選擇和正確安裝、切削量的合理選擇、編程的技巧以及尺寸精度快速控制等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。下面是小編精心整理的論如何保證數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量，歡迎閱讀與收藏。
論如何保證數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量
質(zhì)量是表示產(chǎn)品優(yōu)劣程度的參數(shù)。機(jī)械產(chǎn)品的工作性能和使用壽命在很大程度上取決于零件的機(jī)械加工質(zhì)量，零件的加工質(zhì)量是整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。零件的加工質(zhì)量包括機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量兩個(gè)方面。一般情況下，零件的加工精度越高，則對(duì)應(yīng)的加工成本也越高，生產(chǎn)效率越低。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)零件的使用要求，合理地規(guī)定零件的加工精度。工藝人員則應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、生產(chǎn)條件等采取適當(dāng)?shù)墓に嚪椒�，在保證加工精度的前提下，盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。
1、加工精度
1.1 加工精度的概念
加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)(尺寸、幾何形狀和相互位置)的實(shí)際值與理想值之間的符合程度。而實(shí)際值與理想值之間的偏離程度(即差異)則為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。零件的加工精度包含三方面的內(nèi)容:尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，這三者之間是有聯(lián)系的。在機(jī)械加工中，零件的尺寸、幾何形狀和表面間相對(duì)位置的形成，主要取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過程中的相互位置關(guān)系;而工件和刀具，又是安裝在夾具和機(jī)床上，并受到夾具和機(jī)床的約束。因此，在機(jī)械加工時(shí)，機(jī)床、夾具、刀具和工件就構(gòu)成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，稱之為工藝系統(tǒng)。零件加工精度的問題實(shí)質(zhì)上是整個(gè)工藝系統(tǒng)的精度問題。
1.2 影響加工精度的主要因素
1.2.1 加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的成型運(yùn)動(dòng)或近似形狀的刀具進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。在曲線或曲而的數(shù)控加工中。刀具相對(duì)于工件的成型運(yùn)動(dòng)是近似的。進(jìn)一步地說.數(shù)控機(jī)床在做直線或圓弧插補(bǔ)時(shí)，是利用平行坐標(biāo)軸的小直線段來逼近理想直線或圓弧的.這里存在著加工原理誤差。
1.2.2 機(jī)床誤差
機(jī)床誤差是由機(jī)床的制造、安裝誤差和使用中的磨損造成的。在機(jī)床的各類誤差中.對(duì)工件加工精度影響較大的主要是主抽回轉(zhuǎn)誤差和導(dǎo)軌誤差。
1.2.3 夾具誤差
產(chǎn)生夾具誤差的主要原因是各夾具元件的制造精度不高、裝配精度不高以及夾具在使用過程中工作表面的磨損。夾具誤差將直接影響到工件表面的位置精度及尺寸精度，其中對(duì)加工表面的位置精度影響最大。
1.2.4 刀具誤差
刀具的制造誤差和使用中磨損是產(chǎn)生刀具誤差的主要原因。刀具誤差對(duì)加工精度的影響，因刀具的種類、材料等的不同而異.如定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀等)的尺寸精度將直接影響工件的尺寸精度。如成型刀具(如成型車刀、成型銑刀等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。
2、加工表面質(zhì)量
機(jī)器零件的機(jī)械加工質(zhì)量除了加工精度外，還包括零件在加工后的表面質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品的工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性，在很大程度上取決于其主要零件的表面質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器向著高速重載、高溫高壓等方向發(fā)展、對(duì)零件表面質(zhì)量的要求也越來越高。
2.1 表面質(zhì)量的概念
表面質(zhì)量是指零件加工后的表面層狀態(tài)，它包含表面粗糙度和波度以及表面層的物理機(jī)械性能兩方面的內(nèi)容。
2.1.1 表面粗糙度和波度
表面粗糙度是指加工表面的微觀幾何形狀誤差。通常是機(jī)械加工中切削刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的，其波距與波高的比值一般小50。
2.1.2 表面層物理機(jī)械性能
表面層冷作硬化。它是指工件經(jīng)切削加工后表面層強(qiáng)度、硬度有所提高的現(xiàn)象，也稱冷硬或強(qiáng)化;表面層金相組織變化。它是指切削加工(特別是磨削)中產(chǎn)生的高溫使工件表層金屬的金相組織發(fā)生變化，使表層硬度降低的現(xiàn)象;表面層殘余應(yīng)力。它是指切削加工中所產(chǎn)生的切削力和切削熱使工件表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響零件的疲勞強(qiáng)度。
2.2 影響表面粗糙度的因素
機(jī)械加工中，形成表面粗糙度的主要原因有兩個(gè)方面:一是刀刃和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的切削殘留面積-幾何因素;二是和被加工材料性質(zhì)及切削機(jī)理有關(guān)的因素-物理因素，它是指切削過程中的塑性變形、摩擦、積屑瘤、鱗刺以及工藝系統(tǒng)中的振動(dòng)等。
3、提高數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量的措施
3.1 提高加工精度的途徑
生產(chǎn)實(shí)際中有許多減小誤差的方法和措施，從消除或減小誤差的技術(shù)上看，可將這些措施分成如下幾種。
3.1.1 誤差預(yù)防技術(shù)
誤差預(yù)防技術(shù)是指采取相應(yīng)措施來減少或消除誤差，亦即減少誤差源或改變誤差源與加工誤差之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。
為減少或消除幾何形狀誤差，可采用如下一些措施。
采用跟刀架，消除徑向力的影響，采用反向走刀，使軸向力的壓縮作用變?yōu)槔熳饔�，同時(shí)采用彈性頂尖，消除可能的壓彎變形。
3.1.2 誤差補(bǔ)償技術(shù)
誤差補(bǔ)償技術(shù)是指在現(xiàn)有條件下。通過分析、測量，并以這些誤差為依據(jù)，人為地在工藝系統(tǒng)中引人一個(gè)附加的誤差，使之與工藝系統(tǒng)原有的誤差相抵消。以減小或消除零件的加工誤差。
3.1.3 減小數(shù)控系統(tǒng)累積誤差的影響
數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行快速移動(dòng)和插補(bǔ)的運(yùn)算過程中，會(huì)產(chǎn)生累積誤差，當(dāng)它達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生移動(dòng)和定位誤差，影響加工精度。以下措施可減小數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差。
盡量用絕對(duì)方式編程，絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)(工件坐標(biāo)原點(diǎn))為基準(zhǔn)，每一段程序和整個(gè)加工過程都以此為基準(zhǔn)。而增量方式編程，是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)，連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生累積誤差。
插入回參考點(diǎn)指令，機(jī)床回參考點(diǎn)時(shí)，會(huì)使各坐標(biāo)清零，這樣便消除了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算的累積誤差。在較長的程序中適當(dāng)插入回參考點(diǎn)指令有益于保證加工精度。有換刀要求時(shí)，可回參考點(diǎn)換刀，這樣一舉兩得。
4、提高表面質(zhì)量的措施
4.1 提高操作者技能
操作者須掌握裝刀與對(duì)刀技術(shù)裝刀與對(duì)刀是數(shù)控機(jī)床加工中及其重要并十分棘手的一項(xiàng)基本工作。裝刀與對(duì)刀的好與差，將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。只有掌握好裝刀與對(duì)刀技術(shù)才能保證加工質(zhì)量。對(duì)刀一般分為手工對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床采用手工對(duì)刀，常用的是試切對(duì)刀法。它可以得到較準(zhǔn)確和可靠的結(jié)果。
利用數(shù)控車床的仿真系統(tǒng)來檢查程序：程序在機(jī)床面板輸入后必須先仿真，讓加工程序在CRT上模擬加工顯示加工軌跡，看機(jī)床(刀具)的運(yùn)動(dòng)及模擬加工出的工件形狀是否正確。通過程序仿真，可以檢查程序是否正確合理，避免因程序錯(cuò)誤而造成事故，從而減少設(shè)備和刀具的損耗，確保人身安全，保證加工質(zhì)量。
4.2 降低表面粗糙度值的措施
合理選擇切削用量：適當(dāng)減少進(jìn)給盆，選擇合理的切削速度及切深，都能減小表面粗糙度值。
選擇適當(dāng)?shù)牡毒卟牧虾蛶缀螀?shù)：采用先進(jìn)的刀具材料，增大刃傾角，減小刀具的主偏角和副偏角，增大刀尖圓弧半徑，都可以減小表面粗糙度值。
改善材料的切削加工性能：采用熱處理正火或退火工藝，細(xì)化晶粒，可獲得表面粗糙度很細(xì)的表面。
結(jié)語
數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用了當(dāng)代最新科技成果而發(fā)展起來的新型機(jī)械加工機(jī)床。自其產(chǎn)生以來，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展在品種、數(shù)量、加工范圍與加工精度等方面有了驚人的發(fā)展。作為機(jī)械加工行業(yè)的從業(yè)者，我們應(yīng)該熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作技能，提高加工質(zhì)量，為提高企業(yè)效益做出貢獻(xiàn)。
如何保證數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量？
選用優(yōu)質(zhì)的機(jī)床
機(jī)床的剛性、精度、穩(wěn)定性和耐用性等方面對(duì)加工質(zhì)量有較大影響。因此，應(yīng)選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的數(shù)控機(jī)床。可以通過參考廠家的宣傳資料、客戶評(píng)價(jià)、實(shí)地考察等方式進(jìn)行選擇。
選用合適的刀具
不同的工件需要使用不同的刀具，應(yīng)根據(jù)加工要求選擇合適的刀具。刀具的刃口尺寸、材質(zhì)和形狀等也會(huì)影響加工質(zhì)量。應(yīng)選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的刀具，并根據(jù)加工要求進(jìn)行切削參數(shù)的調(diào)整。
選用合適的切削參數(shù)根據(jù)工件材料、形狀、大小、加工難度等因素，選擇合適的切削參數(shù)，如進(jìn)給速、主軸轉(zhuǎn)速、切削深度等。應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能地提高加工效率。
保證數(shù)控系的穩(wěn)定性
數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，穩(wěn)定性和可靠性對(duì)加工質(zhì)量影響較大。應(yīng)保證系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備完好，程序正確，操作規(guī)范。同時(shí)，應(yīng)定期進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)，及時(shí)排除故障。
保養(yǎng)和維護(hù)機(jī)床
定期檢查和保養(yǎng)機(jī)床，檢查各部件是否正常，潤滑是否充足，保證機(jī)床的正常運(yùn)行和加工質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)定期更換易損和維修故障，延長機(jī)床壽命和保持加工。
對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)
在使用新機(jī)床或更換關(guān)鍵部件后，應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)，以保證加工精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，應(yīng)定期進(jìn)行機(jī)床的重新校準(zhǔn)和調(diào)整，避免因長時(shí)間使用而導(dǎo)致的誤差積累。
進(jìn)行質(zhì)量檢測
對(duì)加工完成的工件進(jìn)行質(zhì)量檢測，如尺寸精度、表面光潔度、形狀精度等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。通過質(zhì)量檢測，可以了解加工質(zhì)量情況，及時(shí)改進(jìn)加工工藝和調(diào)整切削參數(shù)，提高加工精度和穩(wěn)定性。
干數(shù)控怎樣才能提高工件加工精度和加工效率？
1、靈活運(yùn)用主程序與子程序
在進(jìn)行復(fù)雜模具加工中，一般采用一模多件的形式進(jìn)行加工。如果模具上有幾處相同的形狀，應(yīng)靈活運(yùn)用主程序與子程序的關(guān)系，在主程序中反復(fù)調(diào)用子程序，直到完成加工。不僅可以確保加工尺寸的一致性還可以提高其加工效率。
2、減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差
一般使用增量方式進(jìn)行工件的編程，是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行加工的，這樣連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生一定累積誤差，所以在程序編制時(shí)盡量使用絕對(duì)方式進(jìn)行編程，使每個(gè)程序段都以工件原點(diǎn)為基準(zhǔn)，這樣就能減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差，保證加工精度。
加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度，加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語。但任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。
機(jī)械加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。
下面簡單介紹下提高工件加工精度的方法有哪些：
一、對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整
1）試切法調(diào)整通過試切-測量尺寸-調(diào)整刀具的吃刀量-走刀切削-再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。
2）調(diào)整法通過預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。
二、減小機(jī)床誤差
1）應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度 :
�、龠x用高精度的滾動(dòng)軸承
�、诓捎酶呔鹊亩嘤湾泟�(dòng)壓軸承
�、鄄捎酶呔鹊撵o壓軸承
2）提高與軸承相配件的精度:
�、偬岣呦潴w支撐孔、主軸軸頸的加工精度
②提高與軸承相配合表面的加工精度
�、蹨y量及調(diào)節(jié)相應(yīng)件的徑向跳動(dòng)范圍，使誤差補(bǔ)償或相抵消。
3）對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊：
①可消除間隙
�、谠黾虞S承剛度
③均化滾動(dòng)體誤差。
4）使主軸回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上
三、減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差
1）傳動(dòng)件數(shù)少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高;
2）采用降速傳動(dòng)是保證傳動(dòng)精度的重要原則，且越接近末端的傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比應(yīng)越小;
3）末端件精度應(yīng)高于其他傳動(dòng)件。
四、減小刀具磨損
1）在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀
2）選用專用的切削油進(jìn)行充分潤滑
3）刀具材質(zhì)應(yīng)當(dāng)符合工藝要求
五、減小工藝系統(tǒng)的受力變形
1）提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度;
2）減小載荷及其變化
六、減小工藝系統(tǒng)熱變形
1）減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源
2）均衡溫度場
3）采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)
4）加速達(dá)到傳熱平衡
5）控制環(huán)境溫度
七、減少殘余應(yīng)力
1）增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序;
2）合理安排工藝過程。以上就是加工工件減少誤差的方法，合理安排工藝可以有效提高工件的精度。
合理的設(shè)置加工路線
合理的設(shè)置加工路線和加工順序是優(yōu)化工件加工程序編制的重要基礎(chǔ)�？梢詮募庸ぼ壽E方面和進(jìn)刀方式方面加以考慮。
在進(jìn)行工件數(shù)控銑削加工時(shí)，要結(jié)合工件的工藝性要求去選擇合適的進(jìn)刀方式，以確保工件的切削加工精度和加工效率。在銑削平面工件外輪廓時(shí)，應(yīng)安排好刀具的切入、切出路線。盡量沿輪廓曲線的延長線切入、切出，以免交接處出現(xiàn)刀痕。同時(shí)在銑削加工中應(yīng)根據(jù)工件情況選擇順銑還是逆銑。
刀具的選擇和正確安裝
不論是數(shù)控加工還是普通加工，刀具因是直接作用于工件的，所以它的選擇和安裝時(shí)工件加工精度和表面質(zhì)量最主要的因素。特別是工件在數(shù)控加工中心上加工，刀具事先都儲(chǔ)存在刀庫中，一旦開始加工不得隨意更換。所以刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高等。
切削用量的合理選擇
切削用量的確定是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容，它的大小是機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的重要參數(shù)，對(duì)工件加工精度、加工效率以及刀具磨損有著重要的影響。切削用量的選擇包括切削速度、背吃刀量以及進(jìn)給量。基本的選擇原則是：在剛度允許的條件下，粗加工取較大的切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高工件生產(chǎn)率；精加工一般取較小的切削深度，以獲得較高的表面質(zhì)量。
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