影响数控加工质量的因素分析

【摘要】随着我国制造业的快速发展，数控加工技术得到了广泛使用，如何有效提高数控加工质量和效率，发挥好数控机床的优势成为人们十分关注的问题。影响数控加工质量的因素是多方面的，既有机床、刀柄、刀具等方面的客观因素，又有数控程序编制、操作人员等主观因素。因此，要提高数控加工的质量就必须在机床、刀具、数控编程等方面采取措施，减少误差。

【关键词】数控加工；机床；质量

中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-116-01

数控技术是一门先进的加工技术，它在复杂、高精度零件加工方面有着独特的优势，因而被广泛应用到电子工业、航空航天、高端设备制造等领域。数控加工对产品质量有着很高的要求，而机床、刀柄、刀具等机械设备以及数控编程、机床操作者等主观因素都可能会影响到数控加工的质量。也就是说，加工过程中的每一点误差都会影响加工零件的精密程度。

一、 机床的选用上

虽然在数控机床的操作流程、设备维护等有了严格而具体的规定，但是，由于机器自身的磨损而带来精度损失是在所难免的。为了减少产品质量误差、保证设备的加工精度，我们必须严格按照设备检测与维修标准对设备进行检测。同时，还应对设备的使用进行严格地区分。因为粗加工设备追求的速度和效率，而精加工设备追求的是加工的精确度，粗加工可能给设备带来严重的损害，因而应将使用时间较长、精度较差的设备作为粗加工设备，将精度高的新设备作为精加工设备。这种明确的分工、合理的搭配既可以保证产品的质量，又可以降低加工成本，还有利于价格昂贵机床设备。

二、 刀柄和刀具的选择和使用

（一）刀柄的选择

除了机床之外，刀柄、刀具对数控加工质量也有着重要的影响。在旋转刀具数控加工中，夹头与主轴的质量至关重要。ＢＴ刀柄与ＨＳＫ刀柄是企业数控加工中使用最多刀柄。前者与机床主轴接口的锥柄锥度是7:24,因而这种刀柄只能用于低速加工，如果刀柄的旋转速度过高，可能会在离心力的作用下产生较大的锥面配合间隙，从而影响到产品质量。在机床加工中，如果转速超过1.5万转每分时就应使用ＨＳＫ刀杆进行定位。①

刀柄与刀具的联结是确定刀具质量的重要指标，包含加工时的平衡质量、跳动精度等，通常要求径向跳动精度小于0.003毫米。刀具、刀柄以及主轴的重量往往也是越少越好，因为这样可以产生良好的切割效果。常用的刀柄主要是液压刀柄、侧固式刀柄等。液压刀柄采用的是刀具夹紧系统，可以将径向跳动误差控制在3%em之下。由于刀柄内部有较高的液压，刀柄被夹紧是会产生较大的结构阻尼，这样可以大大减少刀具的震动。侧固式刀柄有着安全性高、使用方便、操作简单等特点，因而在机床加工中也有着广泛的应用。

（二）刀具的选择和使用

当前在企业机床加工中，使用最为广泛刀具的是硬质合金刀，它逐步代替了丝锥、钻头等通用刀具。同样，硬质合金也在刀具材料中占据了主导地位。在数控加工中，应根据实际情况选择刀具。②例如，在粗加工中应采用大直径的牛鼻刀，以实现多排屑的目的；半精加工中可采用高转速的镶片立铣刀，实现走刀快的目的；精加工中应使用硬质合金刀杆与球头镜面刀片，以确保加工零件的精准度。由此可见，在数控机床加工中应当高度重视刀具的选择和使用。

三、 数控编程和机床操作环节

数控加工技术是一门与机械制造、计算机技术相关的综合性技术，因而数控机床是一种技术含量很高的机电一体化设备。数控加工的质量不仅与机床、刀柄、刀具等硬件设施有着密切的联系，同时也和操作人员的技术水平、计算机编程技术等密切相关。

（一）在数控编程环节上

程序是数控机床的操作系统，它控制着机床的操作步骤，决定着机床的零件加工质量和效率。只有全面了解机床的性能以及具体的操作程序，并在此基础上掌握编程的相关知识，才能使用好数控机床。

编程是数控机床操作的一项基本工作，只有按照产品图样的要求科学地进行计算机编程，才能使数控机床安全高效的运行，从而加工出高质量、高精度的产品。数控程序的编制的一般流程有分析零件图样和定制工艺方案、数学处理、编写程序、程序校检、修改。在程序设计完成之后，应让部门技术主管进行审核，然后填写加工程序单，绘制加工图纸。在具体的操作过程中应对数控加工程序进行优化。在数控程序编制过程中，应注意零件数字化模型、加工方案确定、加工参数选择、刀具轨迹生成、后置处理等关键环节，确保加工程序不出现问题。③例如，在加工方案的确定上，应充分考虑产品质量要求和具体情况制定加工方案，确定是用放射加工还是用投影加工。

（二）在机床操作者方面

数控机床的操作者是人，因而操作人员的技术水平、熟练程度等对加工质量有着明显的影响。④在具体的操作中，加工人员应对刀柄、刀具、机床、切削参数等信息有着准确的了解，对操作程序、技术的使用方式等有着熟练的掌握。此外，操作人员的职业道德素质、责任心、敬业程度等也对数控加工产生着重要的影响。

综上所述，影响数控加工质量的因素是多方面的，既有机床、刀具等客观因素，又有程序编制、操作人员素质等主观因素。因而，只有控制好机床操作的每一个环节，对操作过程进行全面优化，才能确保数控加工的质量。

注释：

①霍苏萍,解金榜.数控加工的工艺与编程优化[J].煤矿机械,2005(9).

②许广芳.关于数控加工中的若干问题[J].机械管理开发,2008,23(3).

③朱民.数控加工中常见问题的处理[J].机械制造,2001(12).

④张宁菊.提高数控加工质量的几个措施[J].机床与液压,2005(3).