陳 祥

（江蘇省高淳中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校 江蘇 南京 211300）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，對(duì)零部件的加工精度要求越來(lái)越高，這就需要我們加強(qiáng)對(duì)加工過(guò)程的完善，保證零件加工的精度。隨著數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上提高了零件的加工精度，但并不能做到完全無(wú)誤差，那么如何提高加工精度、提升生產(chǎn)效率，本文結(jié)合數(shù)控機(jī)床的加工，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討，從而保證在加工過(guò)程中精度達(dá)到規(guī)定要求。

2 機(jī)床控制方式

（1）開(kāi)環(huán)控制：這種數(shù)控機(jī)床不自帶檢測(cè)系統(tǒng)，沒(méi)有反饋裝置，使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

（2）半閉環(huán)控制：該種數(shù)控機(jī)床在伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢查裝置，通過(guò)檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲桿轉(zhuǎn)角間接測(cè)量移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控系統(tǒng)裝置中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，以彌補(bǔ)移動(dòng)部件位移，直至差值消除為止。

（3）閉環(huán)控制：該種數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床的移動(dòng)部件位置上直接裝有直線(xiàn)位置檢測(cè)裝置，將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到數(shù)控裝置中，與輸人的原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值控制移動(dòng)部件作補(bǔ)充位移，直到差值消除時(shí)才停止，達(dá)到精度要求。

開(kāi)環(huán)控制，加工精度最低；半閉環(huán)控制，角位移反饋到數(shù)控系統(tǒng)，精度比較高；閉環(huán)控制，光柵尺將直線(xiàn)位移反饋到數(shù)控系統(tǒng)，精度最高。選擇不同，加工的零件的精度也不同[1]。

3 數(shù)控加工工藝制定

數(shù)控加工工藝就是根據(jù)零件加工圖紙及工件的要求，確定零件的裝夾方式、加工路線(xiàn)及編制數(shù)控加工程序，并將程序輸入到數(shù)控機(jī)床，通過(guò)控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最終完成零件加工的過(guò)程。

數(shù)控加工工藝是零件加工中數(shù)控程序編制時(shí)最重要而又非常復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)是設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝方案的核心工作，必須在制定數(shù)控加工方案前完成。一個(gè)合格的零件加工工藝必須全面地體現(xiàn)影響數(shù)控加工的每個(gè)環(huán)節(jié)，這樣才能避免因工藝方案考慮不周全而造成零件加工的不合格，造成人力、物力、財(cái)力等資源的浪費(fèi)，工藝的合理與否直接關(guān)系到加工零件的精度。

工藝制定的一般原則[2]如下。

3.1 一次定位原則

數(shù)控加工就是按照?qǐng)D紙將零件合格的加工出來(lái)，因此加工時(shí)的工藝必須與設(shè)計(jì)者的工藝相適應(yīng)，為了保證這一原則，整個(gè)流程必須與設(shè)計(jì)高度統(tǒng)一，這樣才能?chē)?yán)格控制加工工序。

堅(jiān)持一次定位原則，不僅更加集中了加工過(guò)程，同時(shí)還縮減了加工流程，更能將誤差值縮到最小范圍內(nèi)，由于這種加工精度值在每一次定位環(huán)節(jié)都會(huì)發(fā)生一定的改變,所以這種誤差值的存在將會(huì)直接導(dǎo)致零件加工精度下降。

3.2 循序漸進(jìn)的精細(xì)化加工原則

在進(jìn)行粗加工開(kāi)始時(shí)，程序編制人員需要對(duì)刀具工作量按照實(shí)際進(jìn)行削減，這樣就會(huì)留有充足的精加工余量，既能保證加工精度，又能提高工作效率。在后續(xù)精加工進(jìn)行時(shí)，還需要對(duì)因粗加工導(dǎo)致的零件形狀的變形等一系列問(wèn)題進(jìn)行有效地解決，充分考慮這一因素后，運(yùn)用精加工方法，就可以實(shí)現(xiàn)零件加工精度的提高。

3.3 由近及遠(yuǎn)的原則

在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，為了使每次刀具能夠發(fā)揮最大的加工效率，就需要遵循由遠(yuǎn)及近的主體設(shè)計(jì)思路原則，這是因?yàn)樵诹慵募庸み^(guò)程中，刀具每次的位置不是固定的，只有保證刀具每次的路徑最短，才能減少加工時(shí)間，提高零件的加工效率，因此，在加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，合理規(guī)劃刀具移動(dòng)線(xiàn)路及距離是至關(guān)重要的。當(dāng)零件加工時(shí)，所選刀具按照最短路徑進(jìn)行零件的加工，才能充分保證其加工精度。采用由近及遠(yuǎn)的原則進(jìn)行走刀，才能夠?qū)崿F(xiàn)加工資源的合理利用，這樣不僅能夠提高工件的加工效率，同時(shí)也能夠提高零件的加工精度。

3.4 盡可能減少刀具調(diào)用次數(shù)

在零件的加工過(guò)程中，為了進(jìn)一步使加工效率和加工精度得到提高，還需要在結(jié)合實(shí)際情況加工的情況下，對(duì)換刀次數(shù)及換刀時(shí)間合理安排，不僅要合理縮減換刀次數(shù)，同一把刀具的工序要進(jìn)行集中統(tǒng)一，這樣才能使加工精度和效率得到提高，這就要求加工工藝制定人員對(duì)零件的加工進(jìn)行總體把握。

4 加工刀具的選擇

數(shù)控加工是靠刀具對(duì)毛坯進(jìn)行切削、磨削、鏜削、鉆削等工序的加工，最終實(shí)現(xiàn)零件的完整加工過(guò)程。在加工過(guò)程中，刀具的磨損、不對(duì)稱(chēng)、強(qiáng)度等因素都會(huì)對(duì)加工零件的精度產(chǎn)生影響，因此，在數(shù)控加工過(guò)程中刀具的選擇也是非常重要的，需要在工藝制定的過(guò)程中按照零件的特征，對(duì)每個(gè)工序的刀具進(jìn)行嚴(yán)格的確定。

數(shù)控刀具的合理選擇，直接關(guān)系到零件加工的精度合格與否，不同的加工材料，其硬度不一樣，選擇的刀具材料也就不同；在刀具選擇時(shí)，盡量選擇通用類(lèi)的刀具，避免選擇專(zhuān)用刀具或定制類(lèi)的刀具，并且要求刀具的結(jié)構(gòu)性、剛性、硬度和韌性都非常好，同時(shí)要求刀具在裝夾過(guò)程中，便于快速定位。因此，對(duì)數(shù)控刀具的選擇主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）加工材料；（2）加工深度；（3）與機(jī)床匹配度；（4）刀具規(guī)格；（5）刀具材料；（6）機(jī)床功率；（7）切削刃數(shù)；（8）刀具結(jié)構(gòu)；（9）刀具標(biāo)準(zhǔn)；（10）刀具價(jià)格。

5 數(shù)控夾具的選擇

零件加工夾具是機(jī)床上用來(lái)裝夾加工零件的一種機(jī)構(gòu)。其作用就是對(duì)加工零件進(jìn)行定位，保證零件在加工過(guò)程中的位置不發(fā)生改變，從而確定零件與刀具的位置，夾具的可靠與否直接影響加工零件的精度，因此，數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要符合下列原則[3]。

（1）必須滿(mǎn)足零件加工過(guò)程中工件定位的穩(wěn)定性及可靠性。

（2）工件在裝夾具上進(jìn)行加工的過(guò)程中必須要有足夠的承載和夾持力度來(lái)保證。

（3）在裝夾過(guò)程中能夠做到裝夾過(guò)程的簡(jiǎn)單與快速。

（4）夾具上的易損零件必須是通用件，同時(shí)做到更換時(shí)能夠簡(jiǎn)單和快速，在更換條件滿(mǎn)足時(shí)最好不采用其他專(zhuān)用工具進(jìn)行。

（5）盡量避免使用專(zhuān)用夾具，夾具的使用最好做到更換和調(diào)整時(shí)充分保證其重復(fù)定位的可靠性。

（6）盡量避免選用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的夾具、會(huì)造成加工成本的提高。

（7）夾具的零部件最好選用通用件，損壞時(shí)可以及時(shí)購(gòu)買(mǎi)和更換。

（8）夾具的使用必須符合國(guó)家和地區(qū)的安全法令法規(guī)。

（9）設(shè)計(jì)方案必須遵循依次優(yōu)先選用原則，按照手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓、伺服進(jìn)行選擇。

（10）最好選用具有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的夾具。

6 其他因素的影響

除上述因素外，還有其他一些因素，如生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（電磁干擾、電壓波動(dòng)、粉塵影響、濕度影響、溫度影響等）、員工的操作水平（工件裝夾穩(wěn)定、量具的使用規(guī)范、刀具參數(shù)合理的輸入等）、機(jī)床的設(shè)計(jì)是否合理、機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)是否得當(dāng)?shù)?，這些因素都有可能影響加工過(guò)程中零件的精度。

為了避免這些因素的影響，我們要合理的安排：（1）生產(chǎn)環(huán)境的選擇，最好車(chē)間要安裝電磁、電壓、粉塵、濕度、溫度等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，隨時(shí)了解車(chē)間的環(huán)境，機(jī)床與機(jī)床之間最好采用壕溝隔開(kāi)，防止振動(dòng)的影響[4]；（2）定期對(duì)員工進(jìn)行技能提升的培訓(xùn)，隨時(shí)了解員工的動(dòng)向，避免因員工的操作而影響零件的加工精度；（3）數(shù)控機(jī)床各零部件的質(zhì)量以及組裝后的精度也會(huì)對(duì)加工中的零件精度產(chǎn)生影響，因此，機(jī)床各零部件的選擇首先要保證其質(zhì)量合格，這樣組裝之后才能保證機(jī)床的合格，同時(shí)在組裝機(jī)床時(shí)，還需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)這種方式生產(chǎn)出的機(jī)床才可能是合格的，才能保證加工零件的精度；（4）定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，檢查機(jī)床的幾何精度，如果不符合國(guó)家機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)及時(shí)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，可采用地腳螺栓或斜鐵的松緊的方法來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)要定期對(duì)機(jī)床的電氣柜進(jìn)行打掃，保證機(jī)床控制系統(tǒng)的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)和液壓、潤(rùn)滑系統(tǒng)的正常工作。調(diào)整機(jī)床的定位精度，各個(gè)指定點(diǎn)位的誤差值可以通過(guò)激光干涉儀、高精度編碼器等測(cè)量?jī)x器測(cè)出，通過(guò)輸入補(bǔ)償誤差值對(duì)機(jī)床的位置進(jìn)行補(bǔ)償。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于數(shù)控機(jī)床具有較高的技術(shù)含量，是集機(jī)械和電氣為一體的設(shè)備，所以影響零件加工精度的因素非常多，因此必須準(zhǔn)確找出其加工的影響因素，有針對(duì)性地采取有效措施，降低生產(chǎn)成本，提高加工生產(chǎn)效率，同時(shí)提高零件的加工精度。只有這樣，才能有效地提升我國(guó)加工制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展水平，促進(jìn)我國(guó)早日加入制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的行列。