浅谈影响数控加工质量的因素与处理

数控加工是一项先进的加工方法,近年来被广泛应用于电子工业、舰船工业、航空工业等复杂零件、高精度零件的加工生产。在数控加工中,数控加工质量受一系列因素影响,也就是工艺系统中的各个组成部分,诸如刀具、夹具、机床的制造误差、安装误差及刀具磨损等均会不同程度影响攻坚的加工精度。换而言之,在数控加工过程中全面工艺系统会出现诸多误差,进而会转变刀具与工件在加工生产时的相互位置关系,进一步引导数控加工的质量及精度。

1数控机床运行原理

数控机床不仅可极大水平提高机床加工质量、效率,并且配置有可编程控制的自动化系统及多工位刀塔,可实现对复杂零件、高精度零件的加工生产,表现出高实用性、高自动化及高精度等特征,数控机床运行原理,如图1所示。数控机床在运行过程中,主要是依据既定的流程对加工工件开展处理,结合设定参数和数控要求的数控语言,对加工程序开展编制,然后传输进计算机数字化控制装置中,实现对加工程序的进一步处理完事,接着向系统下达指令,由系统驱动机床部件推动刀具运行,最终实现对零件的加工生产。

图1数控机床运行原理示意图

2数控加工质量的影响因素

2.1编程影响因素

编程是数控加工的重要前提。在数控加工过程中,数控机床运行是依据程序员编制的程序展开的。如果编程出现问题,势必会从源头影响到数控加工的质量。在实际运行中,数控机床要求编译原点,而编译原点主要通过程序员结合零件实际情况予以确定。与此期间,如果编译原点选择不合理,便会导致数控加工过程产生极大误差,进而会对数控加工质量造成严重影响。

2.2刀具影响因素

数控加工过程中需要运用到刀具,而刀具同样是通过制造而成的,在刀具制造过程中往往出现一些设计原理上的误差。在实际生产中,即便可将该部分误差控制在一定范围内,然而随着后期运用便会出现相应的磨损,在磨损达到一定程度后便会极大程度地影响到加工零件的精度,进而造成生产产品质量不尽人意。

2.3位置影响因素

在实际数控加工过程中,大部分零件均会设计出对应的轴线、表面形位公差要求,为了满足这些设计要求,必须要在数控加工时,有效应对由于机床传动间隙、弹性形变所产生的摩擦力,缩减偏差,通常情况下该部分偏差会伴随闭环系统获取相应修正,从而对其不会构成过大影响。然而在一些开环数控加工系统中,便会造成整个加工过程产生误差。

2.4几何影响因素

在数控加工中,所引发的误差通常可分为内部原因和外部原因。其中,内部原因指的是数控机床自身技术所产生的集合误差,诸如刀具误差、刀具磨损等;外部原因则指的是在数控加工时零件受温度影响所引发的形变。

2.5机床定位影响因素

机床定位误差是影响数控加工质量的一项重要因素,并且主要可分成在开环和闭环状态下所产生的一系列情况。其中,在开环情况下,一系列影响因素会使得数控机床难以精准定位,进而形成误差;在闭环情况下,便可通过定位检测装置进而实现对偏差的修复。

3数控加工质量影响因素的处理策略

3.1提高编程质量

第一,设定合理的编程方式。编程方式涵盖了相对坐标编程与绝对坐标编程。其中,绝对坐标编程是将坐标原点为起点,所导致的误差相对较小;相对坐标编程在应用中也会形成累积误差,但是编程工作更加高效。在数控加工中,为了尽可能的减少累积误差的出现,保障数控加工质量,在对重点零件进行编程的过程中可以考虑使用绝对坐标编程方式。第二,优化零件加工过程。科学合理运用不同加工循环指令,能够在以宏程序为基础的前提下对编制程序进行优化处理,可以在降低编程难度的同时使得编程过程更加便捷,还能够提升加工程序质量,确保零件加工进度。第三,合理处理编程计算尺寸。在进行编程过程中需要对不同刀具计算尺寸进行精准换算,将标注的非对称尺寸以移动公差带的方式进行换算,计算出对称公差。将自身处于公差带下的零件部位尺寸通过相同的公差带进行计算,使得零件各个细节尺寸均处于允许公差范围内,全面保障零件的加工精度。

3.2合理选择刀具

刀具是数控机床开展工件切削的重要部件,合理选择刀具是提高数控加工质量的一条有效途径。要想通过刀具选择来提高数控加工质量,并要求推进刀具管理的统一化、规范化及标准化。首先,正确选择刀具材料,刀具材料选择必须符合数控机床高速切削使用性能,必须具备可靠的热稳定性、机械性能以及抵御冲击性能等。其次,合理选择刀具几何参数、切削用量及冷却液等,缩减刀具尺寸磨损,条件允许可借助补偿装置对刀具尺寸磨损开展自动补偿。最后,为了保障加工人员及数控机床的安全性,应当对高速切削刀具结构设置严格要求,即为必须同时满足动平衡、静平衡两方面要求,面对加工大直径、盘类零件刀具及刀具外伸较长等情况时,应当有效考虑动平衡问题。

3.3合理定位及安装刀具

工件的装夹与定位很大程度上影响着工件的加工质量及效率,定位的基准选择优劣不仅影响着零件加工质量,还影响着生产效率。首先,应当合理设置刀具刀位点,确保对刀点与刀位点的有效重合,在对对刀点进行设置过程中,既可设置于加工零件上,也可设置于夹具中,但需要始终保质其与零件定位基准建立相关坐标尺寸相联系,以使得刀点的设置能够始终位于零件的设计基础上,始终保障数控机床坐标系与零件加工坐标系之间存在紧密联系,避免对数控机床工作造成影响,从而改善零件的质量精度。

3.4提高导轨几何精度

机床导轨在数控加工中扮演着十分重要的角色,不论是刀具的运行还是工件的运行均有赖于机床导轨。所以,为了提高数控加工质量,必须要对机床导轨开展严格校核,提高导轨几何精度。倘若数控机床为一体式,可通过设置斜床式机床床身,以提高导轨结合精度。这是因为斜床式机床有助于精简机床自身质量,进而达到提高导轨精度的目的。除此之外,通过精简机床质量,还有助于增强机床负载能力、抗拉强度及抗弯强度,并可提高机床在高负荷情况下运行的精度。除去该项措施外,机床导轨在设计过程中,还应当合理选择滚珠。即为为了确保数控机床可在高负荷下依然实现高精度,通常采用具有较强负载能力的圆柱滚珠。

3.5提高数控机床设计合理性

本质上而言,影响数控加工质量的重中之重,还是在于数控机床的设计。即便近年来我国在数控加工领域实现了长足发展,然而,受机床结构设计局限影响,使得我国综合机械制造技术水平相较于发达国家依旧存在一定差距。因而,提高数控机床设计合理性尤为关键。为了提高数控加工质量,在机床设计环节应当开展好下述几项工作:首先,为了确保数控机床主机质量,可采用外购方式得到某些关键设备部件,进而提高数控加工质量。其次,在数控机床设计过程中,应当开展全面系统的考虑,并且要特别关注数控机床在高负荷下可能产生的误差和故障。换言之,数控机床设计应当考虑其整体负载能力,确保其各部分受力的均衡性,特别是处理好相关零件或机构的连接部分受负载影响,而可能引发的结构变形或断裂情况。再次,应当注意工件或机床部件在加工时引发振动现象,这些振动往往会对数控加工质量造成极大影响。所以,在数控机床设计过程中,应当考虑降低机床高低以确保其加工稳定性。同时,为了缩减由于摩擦形成热量对加工质量的影响,机床设计还应当考虑设计完善的冷却水循环。最后,在工件加工前,应当对其实际情况进行有效分析,并结合其具体精度要求,合理选择刀具,开展好编程及切削参数设置工作。这一系列因素需要开展全面系统靠,并需要确保工件加工时不会出现停顿情况,进而促进数控加工的有序开展。

4结语

总而言之,影响数控加工质量的因素多种多样,所以产生的误差也尤为复杂。因此,数控加工相关人员必须要加强对数控加工质量影响因素的全面分析,提高编程质量,合理选择刀具,合理定位及安装刀具,提高导轨几何精度,提高数控机床设计合理性,等等,积极促进数控加工质量精度的有效提高。