解決數(shù)控銑床加工中品質(zhì)缺陷的對(duì)策分析與研究

馮揚(yáng)

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安710089）

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)中的重要內(nèi)容，數(shù)控加工地位越來越高，很多制造企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)用數(shù)控銑床等現(xiàn)代化數(shù)控設(shè)備，并帶來較為明顯的應(yīng)用效益。但在實(shí)際加工生產(chǎn)中，數(shù)控銑床加工也會(huì)存在一些品質(zhì)缺陷，加工工件精度低，表面質(zhì)量差，造成工件返工或是報(bào)廢等現(xiàn)象，影響數(shù)控銑床加工效益的提升。對(duì)此，本文深入分析數(shù)控銑床加工中的品質(zhì)缺陷，制定針對(duì)性解決對(duì)策，并分析影響數(shù)控銑床加工質(zhì)量的內(nèi)在因素，規(guī)避品質(zhì)缺陷問題，進(jìn)而促進(jìn)數(shù)控銑床的應(yīng)用和發(fā)展。在這樣的環(huán)境背景下，探究解決數(shù)控銑床加工中品質(zhì)缺陷的對(duì)策具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)控銑床加工特征

數(shù)控銑床的加工功能極強(qiáng)，數(shù)控銑削工藝比較復(fù)雜，在實(shí)際加工應(yīng)用中需要解決的問題比較多，在數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)編程語言軟件研究中，一直將銑削加工當(dāng)成重點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)控銑床加工部位為框型平面各級(jí)臺(tái)階，除了具備普通銑床特征外，還具備以下功能特征：第一，在加工零件的過程中，數(shù)控銑床具有極強(qiáng)的靈活性與適應(yīng)性，特別是針對(duì)輪廓復(fù)雜、尺寸難控這一類零件，數(shù)控銑床都可以滿足加工要求，包括殼體類零件或是磨具類零件。第二，針對(duì)普通銑床無法加工的零件而言，數(shù)控銑床可以實(shí)現(xiàn)加工要求，例如三維空間曲面類零件，并開展多道工序零件加工。第三，數(shù)控銑床可以加工精度要求極高的零件，通過自動(dòng)化加工程序，減少人為操作，防止普通銑床加工中的人為失誤問題。第四，數(shù)控銑床的加工自動(dòng)化程度高，可以減少操作人員的勞動(dòng)量，有利于生產(chǎn)管理的自動(dòng)化發(fā)展。第五，數(shù)控銑床加工中，零件加工效率高，無須專用夾具或是專用工藝設(shè)備，工件更換操作過程中，在運(yùn)行裝置中設(shè)置加工程序，并調(diào)整刀具數(shù)據(jù)，做好工具裝夾等工作即可，縮短生產(chǎn)周期，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效益。

2 數(shù)控銑床加工中的品質(zhì)缺陷分析

2.1 加工表面粗糙

在數(shù)控銑床加工中，切削加工中的面精加工是基礎(chǔ)性工序，對(duì)表面質(zhì)量要求較高，實(shí)際加工中常常得到粗糙的平面，加工平面不平也不光，崎嶇不平，猶如“山路”。其實(shí)，造成這種品質(zhì)缺陷主要是在加工過程中進(jìn)給速度過快，在刀具快速移動(dòng)的過程中，振動(dòng)造成的加工表面凹凸不平。

2.2 精銑側(cè)面出現(xiàn)接刀痕

在數(shù)控銑床加工中，要對(duì)工件進(jìn)行精銑側(cè)面，而加工中的精銑側(cè)面常常出現(xiàn)很明顯的接刀痕，屬于精加工中的工件品質(zhì)缺陷，這種接刀痕除了在X、Y 方向上，還在Z 方向上，并呈現(xiàn)分級(jí)刀痕，對(duì)工件尺寸精度和外觀美感有很大的影響。事實(shí)上，這種品質(zhì)缺陷主要是因?yàn)檫M(jìn)刀、退刀位置與參數(shù)選取不合理造成的，在深度Z 分層下刀，進(jìn)而造成精銑側(cè)面接刀痕的問題。

2.3 精銑換刀出現(xiàn)接刀痕

無論是在普通數(shù)控加工還是高速加工，都會(huì)發(fā)生精銑換刀時(shí)工件表面出現(xiàn)接刀痕的問題，很多加工人員在完成換刀工序后，沒有適當(dāng)調(diào)整加工參數(shù)，就會(huì)造成換刀后和上一刀具之間的接刀痕，形成工件品質(zhì)缺陷。在實(shí)際加工中，底面、側(cè)面精銑中由于換刀而發(fā)生接刀痕十分常見，但在問題分析時(shí)，大多數(shù)編程人員都會(huì)將問題的根源落在操作人員對(duì)刀不認(rèn)真或是刀具誤差方面，其實(shí)并不是這樣，主要是因?yàn)閾Q刀時(shí)和上一刀具會(huì)有高度誤差，換刀后的對(duì)刀基準(zhǔn)相同，使得無論換刀后對(duì)刀是否存在誤差，在換刀過程中都會(huì)形成一個(gè)誤差，進(jìn)而造成工件表面的接刀痕。

2.4 精加工側(cè)面出現(xiàn)批鋒或毛刺

在現(xiàn)代精益加工中，為了達(dá)到加工標(biāo)準(zhǔn)，使得加工零件表面質(zhì)量要求很高，不允許出現(xiàn)任何位置的批鋒或是毛刺，一旦出現(xiàn)加工件側(cè)面批鋒或是毛刺，使用銼刀來修整側(cè)面，會(huì)影響加工件的整體外觀，還可能會(huì)改變加工件的原有尺寸，無法滿足加工生產(chǎn)要求。而針對(duì)精密車間數(shù)控加工而言，零件CNC 銑削后會(huì)馬上使用，無須銼刀修整，也不需要用砂紙進(jìn)行打磨。但是就當(dāng)前加工生產(chǎn)而言，受到加工工藝的影響，或是加工參數(shù)選擇不合理，會(huì)讓加工件側(cè)面表面出現(xiàn)一些毛刺或批鋒，降低了數(shù)控銑床加工生產(chǎn)效率。

3 解決數(shù)控銑床加工中品質(zhì)缺陷的對(duì)策

3.1 控制進(jìn)刀速度

為了解決工件表面不平整這一品質(zhì)缺陷，加工人員要將面銑精加工f 值控制在1000mm/min 以內(nèi)，其主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為4000mm/min，這樣可以有效避免由于進(jìn)給速度過快而形成工件表面的振動(dòng)路徑，保證加工表面的光滑。還有一種情況，就是相鄰兩個(gè)刀路間出現(xiàn)刀痕不一致的情況，這主要是因?yàn)榈毒咔邢鬟^程中，銑削方向不一致，造成受力大小不同，在工件表面形成不同刀痕。這就要求加工人員在實(shí)際操作中，選擇全順銑方式進(jìn)行切削，防止工件表面不同刀痕的情況，保證工件表面的光滑與平整。

3.2 調(diào)整控制參數(shù)

為了解決精銑側(cè)面的接刀痕問題，要正確選擇加工軟件中的出入刀參數(shù)、下刀深度控制，具體則從以下幾方面入手：第一，合理選擇進(jìn)刀點(diǎn)，盡量不要在工件側(cè)面中部進(jìn)刀，選擇最邊拐角位置進(jìn)刀，進(jìn)退到盡量不在同一側(cè)面。第二，必須在側(cè)面中間位置下刀的情況下，特別是全圓加工的情況下，進(jìn)退刀的過程中要增加5mm 左右的重疊量。第三，側(cè)面精加工的過程中，選擇全切深加工的方式，即為一刀過，如果為錐度側(cè)面，加工人員可以選擇錐度刀，進(jìn)而保證工件的質(zhì)量。

3.3 調(diào)整對(duì)刀基準(zhǔn)

為了解決精銑換刀時(shí)工件表面的接刀痕，加工人員要明確這一品質(zhì)缺陷產(chǎn)生的根本原因，不能過多歸咎在操作人員人為失誤或是刀具誤差方面，明確換刀時(shí)的高度誤差，在加工工藝卡中重新調(diào)整對(duì)刀基準(zhǔn)，明確對(duì)刀基準(zhǔn)為上一刀具精加工底面，并在數(shù)控程序中調(diào)整深度Z，將正留量控制在0.005-0.015mm 之間，避免精銑換刀過程中工件表面接刀痕的問題。同時(shí)，加工人員在工件內(nèi)凹拐角位置加工時(shí)，更換小刀具進(jìn)行深精加工，加工中的刀具會(huì)受力擺動(dòng)，而刀具越小其擺動(dòng)會(huì)越大，更換刀具后，工件表面拐角位置會(huì)產(chǎn)生接刀痕，加工人員要把X、Y 留量調(diào)整到0.01-0.02mm，使得大小刀具接刀處光滑平整，提高加工效率。

3.4 使用精加工刀具

為了解決精加工時(shí)加工件表面毛刺或批鋒的品質(zhì)缺陷，在實(shí)際加工生產(chǎn)中，加工人員要合理使用精加工刀具，即為專用光面或側(cè)邊新刀具，要求切削鋒利，對(duì)加工件進(jìn)行細(xì)節(jié)加工，進(jìn)而防止加工件側(cè)面表面批鋒或是毛刺的出現(xiàn)。同時(shí)，在規(guī)劃刀路的過程中，根據(jù)加工需求和實(shí)際情況，加工人員可以加設(shè)二次精光刀路，就是先光表面或側(cè)面之后，在對(duì)加工件表面或側(cè)面進(jìn)行精加工，并進(jìn)行表面?zhèn)让娴亩尉庸?，完全消除批鋒或是毛刺的可能。

結(jié)束語

綜上所述，在數(shù)控銑床加工過程中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)加工表面粗糙、精銑側(cè)面出現(xiàn)接刀痕、精銑換刀出現(xiàn)接刀痕、精加工側(cè)面出現(xiàn)批鋒或毛刺等品質(zhì)缺陷，這就要求加工人員要控制進(jìn)刀速度、調(diào)整控制參數(shù)、調(diào)整對(duì)刀基準(zhǔn)、使用精加工刀具，解決加工件的品質(zhì)缺陷，并加強(qiáng)對(duì)加工件品質(zhì)缺陷的預(yù)防，引入復(fù)合控制系統(tǒng)，正確選擇刀具，加強(qiáng)加工過程控制，進(jìn)而提高數(shù)控銑床加工效率與加工精度。