提高数控加工质量的工艺措施

0 引言

       数控加工作为一种先进的加工方法，因其具有高的加工精度和生产效率，在现代制造业中担当了越来越重要的角色。随着自动编程系统的发展，如CAXA、Pro/E等软件的普及应用，数控机床编程工作越来越被简化。但零件加工质量的保证，除了数控机床自身的精度以外，与数控加工的工艺措施更是密切相关的。讨论数控加工中的工艺问题，研究采取什么样的工艺措施，有效地保证数控机床加工质量，以便充分地利用数控机床加工精度高的优势，具有现实的指导意义。

1 提高数控加工精度的工艺措施

       数控加工精度包括被加工零件的尺寸精度和形位精度。在加工中，我们要切实注意工艺问题对加工精度的影响。

       1.1确定合理的加工余量与编程数据

       当加工余量较大时，为了提高零件的加工精度，可采用多次走刀方法，能控制零件的形位公差。例如，某零件表面加工余量为2～2.5mm，如一次走刀切除，则该平面的平面度误差为0.4～0.6mm，若采用三次走刀切除余量，最后一次走刀为0．1～0.2mm，则误差稳定在0.1mm左右。在程序编制时，应灵活运用子程序功能，通过主程序多次调用子程序，就可以实现对同一表面的多次走刀加工，提高加工精度。非圆曲线与列表曲线在编程时要选择正确的拟合方法，争取使拟合误差控制在脉冲当量的1/2以内，这样才能从源头上减少误差，保证加工精度的实现。

       编制程序时，应正确处理零件图上的尺寸标注，如标注的是非对称尺寸，则要转换成对称尺寸来编程，如图l中括号内的尺寸，其公差带均作了相应改变，计算与编程时应用括号内的尺寸来进行，实际生产中有许多与此相类似的情况，编程时一定要引起注意。

       1.2实施合适的加工路线与工艺参数

       合适的加工路线是提高加工精度的重要保障。如在数控车削加工中，通常进给运动都是沿着-Z方向的，但这种加工进给路线安排有时并不合理，甚至可能车坏工件。如图2所示的零件加工中，当用尖形车刀加工零件的大圆弧内表面时，有两种不同的加工进给路线，其结果极不相同。对于图2(a)所示的一Z方向加工进给路线，因切削时尖形车刀的主偏角约为1000～1050，这时切削力在X方向的分力Fp(吃刀抗力)将沿着+X方向，当刀尖运动到圆弧的换象限处，即由-Z、-X方向向-Z、+X方向变换时，吃刀抗力Fp立刻与传动横拖板的传动力方向相同，若机床X轴进给传动系统传动链有传动间隙，就可能使刀尖嵌入零件表面(即“扎刀”)，其嵌入量在理论上等于其传动链的传动间隙量。对于图2(b)所示的+Z加工进给路线，刀尖运动到圆弧的换象限处，即由+Z、-X方向+Z、+X方向变换时，吃刀抗力Fp与滚珠丝杆传动横向拖板的传动力方向相反，不会受X轴进给传动系统传动链间隙的影响而产生嵌刀现象，加工进给路线是较合理的。

       工艺参数选择的合理性对零件的表面质量也有较大影响。在高速进给的轮廓加工中，由于工艺系统的惯性，在轮廓的拐角处易产生“欠切”和“过切”现象，如图3所示。避免此现象的办法是在接近拐角前适当地降低进给速度，过了拐角后再逐渐增速，即在拐角处前后采用变化的进给速度，从而减少误差。在加工圆弧段时，由于圆弧半径的影响，切削点的实际进给速度V_T，并不等于选定的刀具中心进给速度v_f。由图4可加，加工外圆弧时，切削点的实际进给速度为：
的实际进给速度将变得非常大，有可能损伤刀具或工件，这是如果机床面板上设有“进给速率修调”旋钮时，则操作者可利用它实时修改程序上进给速度指令值来减少误差。