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隨著加工制作業(yè)的持續(xù)發(fā)展，一些高度復(fù)雜的曲面工件和多工序加工工件已經(jīng)司空見慣，并且其精細(xì)化加工要求也原來越高。對(duì)其最終加工精度的要求和表面質(zhì)量動(dòng)輒都在0.01mm甚至更高。這類工件通過傳統(tǒng)加工機(jī)床進(jìn)行加工很難很好的完成。特別是復(fù)雜曲面工件，因傳統(tǒng)加工設(shè)備是通過手工操控，根本無法進(jìn)行高精度的曲線走位因而也就無法加工；對(duì)于多工序工件的加工，只能說是勉強(qiáng)勝任。不過加工效率是很低下的。為了打破這種加工局限，立式數(shù)控加工中心得到批量應(yīng)用也就不足為奇了。原因在于這種加工機(jī)床不僅是由CNC數(shù)控系統(tǒng)控制，而且還配置有刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置，通過這些先進(jìn)功能部件的控制，可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和復(fù)合集中加工的能力。因而是高度復(fù)雜工件和多工序加工工件進(jìn)行高精、高效加工的主力生產(chǎn)設(shè)備。賢集網(wǎng)小編總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單介紹一下，影響立式數(shù)控加工中心工件高速切削的幾個(gè)重要方面，希望能帶給大家一點(diǎn)啟示。
對(duì)高度復(fù)雜曲面和多工序工件進(jìn)行高效率的精細(xì)化加工，是立式數(shù)控加工中心最為主要的加工特性。這種加工設(shè)備除了因配置有刀庫(kù)及自動(dòng)換刀裝置，使得機(jī)床可以進(jìn)行工件各加工刀具的自動(dòng)更換以外，還具有高速加工的特點(diǎn)。其主軸轉(zhuǎn)速一般都在8000轉(zhuǎn)每分鐘有些機(jī)型甚至達(dá)到了幾萬轉(zhuǎn)，進(jìn)給系統(tǒng)的快移速度更是達(dá)到了24米每分鐘以上。這些優(yōu)秀的機(jī)床屬性為工件進(jìn)行高速切削奠定了基礎(chǔ)。不過，高速切削不同于普通切削，對(duì)工件最終的加工精度和表面質(zhì)量影響因素很多。歸納起來主要有機(jī)床方面的因素、刀具因素、工藝系統(tǒng)方面的因素、加工工藝因素及工件自身因素等幾個(gè)重要方面，我們著重看一下幾個(gè)較為典型的因素。
一、影響立式數(shù)控加工中心高速切削之機(jī)床方面的因素
我們所說的工件高速切削是指在保證工件加工精度的前提下完成的高效率加工。當(dāng)然，機(jī)床具有高速切削性能是實(shí)現(xiàn)工件高速切削的必要條件。前面我們說過，立式數(shù)控加工中心具有這種高速加工的特點(diǎn)。
總體上來說，實(shí)現(xiàn)這種加工形式機(jī)床方面需要具有下面幾個(gè)：
1、具有較高轉(zhuǎn)速的主軸及進(jìn)給系統(tǒng)
立式數(shù)控加工中心最為核心的部件是主軸和進(jìn)給系統(tǒng)，主軸系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)精度和回轉(zhuǎn)速度是保證工件高速切削的關(guān)鍵，這就要求所配置的主軸系統(tǒng)要結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、剛性強(qiáng)、慣性極小以及相應(yīng)特性好等幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。
進(jìn)給系統(tǒng)方面也和主軸的要求一樣在保證高速進(jìn)給的同時(shí)，還要保證機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度要達(dá)到機(jī)床設(shè)定的參數(shù)要求。
2、較為靈活的潤(rùn)滑及冷卻方式
機(jī)床主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的高溫，為了不使高溫對(duì)主軸系統(tǒng)造成變形，潤(rùn)滑和冷卻就是非常重要的一環(huán)，一般情況下對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)的立式數(shù)控加工中心主軸我們一般采用加裝油冷機(jī)的方式進(jìn)行冷卻。潤(rùn)滑方面一般采用封閉油浸式，通過這兩種手段可以確保機(jī)床主軸高速運(yùn)行時(shí)的精度。
二、影響立式數(shù)控加工中心高速切削之刀具方面的因素
刀具是直接作用于工件上的部件，它的優(yōu)劣直接關(guān)系立式數(shù)控加工中心高速切削的正常與否。除了幾何參數(shù)的選擇要合理以外，刀具的材質(zhì)是其關(guān)鍵的因素。
一般來說，適合工件高速切削的刀具材料要具備一下幾點(diǎn)：
1、所使用的刀具要具有較高的耐磨性，只有這樣才能保證刀具在高速切削中，不易形成鋸齒形和厚度變化的斷續(xù)切屑，有效防止刀具的動(dòng)平衡性破壞，而導(dǎo)致刀具加速磨損。
2、要有較高的硬度和韌性，同時(shí)滿足這兩條才能承受刀具高速回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，不發(fā)生崩刃和斷裂現(xiàn)象。
三、影響立式數(shù)控加工中心高速切削之加工工藝方面的因素
我們知道，立式數(shù)控加工中心是通過執(zhí)行工件的加工程序來完成其加工任務(wù)的。數(shù)控加工程序編制的優(yōu)劣直接影響高速切削時(shí)工件最終的加工精度和加工效率。而加工程序編制的關(guān)鍵是工件工藝處理的選擇。切削工藝主要包括適合高速切削的工藝路線、下刀方式、走刀路線、優(yōu)化的高速加工參數(shù)以及充分冷卻潤(rùn)滑的方式等。
高速切削的刀具軌跡原則上多采用分層環(huán)切加工，一般使用斜線軌跡進(jìn)刀方式，直接垂直向下進(jìn)刀極易出現(xiàn)崩刃等現(xiàn)象，因此不宜采用；斜線軌跡進(jìn)刀方式的銑削力是逐漸增大的，因此對(duì)刀具和立式數(shù)控加工中心主軸的沖擊比垂直下刀小，可明顯減少下刀崩刃的現(xiàn)象。
立式數(shù)控加工中心加工工藝守則
1、 開機(jī)前準(zhǔn)備：
（1）機(jī)床在每次開機(jī)或機(jī)床按急停復(fù)位后，首先回機(jī)床參考零位（即回零），使機(jī)床對(duì)其以后的操作有一個(gè)基準(zhǔn)位置。
（2）裝夾工件：
（3）工件裝夾前要先清潔好各表面，不能粘有油污、鐵屑和灰塵，并用銼刀（或油石）去掉工件表面的毛刺。
4）裝夾用的等高鐵一定要經(jīng)磨床磨平各表面，使其光滑、平整。碼鐵、螺母一定要堅(jiān)固，能可靠地夾緊工件，對(duì)一些難裝夾的小工件可直接夾緊在虎鉗上。
（5）機(jī)床工作臺(tái)應(yīng)清潔干凈，無鐵屑、灰塵、油污。
（6）墊鐵一般放在工件的四角，對(duì)跨度過大的工件須要在中間加放等高墊鐵。
（7）根據(jù)圖紙的尺寸，使用拉尺檢查工件的長(zhǎng)寬高是否合格。
（8）裝夾工件時(shí)，根據(jù)編程作業(yè)指導(dǎo)書的裝夾擺放方式，要考慮避開加工的部位和在加工中刀頭可能碰到夾具的情況。
（9）工件擺放在墊鐵上以后，就要根據(jù)圖紙要求對(duì)工件基準(zhǔn)面進(jìn)行拉表，工件長(zhǎng)度方向誤差小于0.02mm，頂面X、Y方向水平誤差小于0.05mm。對(duì)于已經(jīng)六面都磨好的工件要校檢其垂直度是否合格。
（10）工件拉表完畢后一定要擰緊螺母，以防止裝夾不牢固而使工件在加工中移位的現(xiàn)象。
（11）再拉表一次，確定夾緊好后誤差不超差。
12）工件碰數(shù)：對(duì)裝夾好的工件可利用碰數(shù)頭進(jìn)行碰數(shù)定加工參考零位，碰數(shù)頭可用光電式和機(jī)械式兩種，碰當(dāng)選方法有分中碰數(shù)和單邊碰數(shù)兩種，機(jī)械式轉(zhuǎn)速450——600rpm。
（13）認(rèn)真把工件X軸上零位的機(jī)械坐標(biāo)值記錄在G54——G59的其中一個(gè)里，讓機(jī)床確定工件X軸上的零位。再一次認(rèn)真檢查數(shù)據(jù)的正確性。
（14）根據(jù)編程作業(yè)指導(dǎo)書準(zhǔn)備好所有刀具。
（15）根據(jù)編程作業(yè)指導(dǎo)書的刀具數(shù)據(jù)，換上要進(jìn)行加工的刀具，讓刀具去碰擺在基準(zhǔn)面上的高度測(cè)量器，當(dāng)測(cè)量器紅燈亮?xí)r把這點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值設(shè)定為零。
（16）移動(dòng)刀具到安全的地方，手動(dòng)向下移動(dòng)刀具50mm，把這點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值再設(shè)定為零，這點(diǎn)就是Z軸的零位。
（17）把這點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)Z值記錄在G54——G59其中一個(gè)里。這就完成了工件X、Y、Z軸的零位設(shè)定。再一次認(rèn)真檢查數(shù)據(jù)的正確性。
（18）檢查零點(diǎn)的正確性，把X、Y軸移動(dòng)到工件的邊懸，根據(jù)工件的尺寸，目測(cè)其零點(diǎn)的正確性。
2、開機(jī)加工：
（1）執(zhí)行每一個(gè)程序的開始時(shí)必須認(rèn)真檢查其所用的刀具是否編程指導(dǎo)書上所指定的刀具。開始加工時(shí)要把進(jìn)給速度調(diào)到最小，單節(jié)執(zhí)行，快速定位、落刀、進(jìn)刀時(shí)須集中精神，手應(yīng)放在停止鍵上有問題立即停止，注意觀察刀具運(yùn)動(dòng)方向以確保安全進(jìn)刀，然后慢慢加大進(jìn)給速度到合適，同時(shí)要對(duì)刀具和工件加冷卻液或冷風(fēng)。
（2）開粗加工時(shí)不得離控制面板太遠(yuǎn)，有異?，F(xiàn)象及時(shí)停機(jī)檢查。
（3）開粗后再拉表一次，確定工件沒有松動(dòng)。如有側(cè)必須重新校正和碰數(shù)。
（4）在加工過程中不斷優(yōu)化加工參數(shù)，達(dá)最佳加工效果。
5）因本工序是關(guān)鍵工序，因此工件加工完畢后，應(yīng)測(cè)量其主要尺寸數(shù)值與圖紙要求是否一致，如有問題立即通知當(dāng)班組長(zhǎng)或編程員檢查、解決，經(jīng)自檢合格后方可拆下，并必須送檢驗(yàn)員專檢。
（6）工件拆下后及時(shí)清潔機(jī)床工作臺(tái)。
（7）直接數(shù)控（DNC）操作：
（8）在DNC數(shù)控加工前要先裝夾好工件，定好零位，設(shè)定好參數(shù)。
9）在計(jì)算機(jī)中打開要傳數(shù)的加工程序進(jìn)行檢查，然后讓計(jì)算機(jī)進(jìn)入DNC狀態(tài)，并輸入正確加工程序的文件名。
（10）在加工機(jī)床上按TAPE鍵和程序啟動(dòng)鍵，這時(shí)機(jī)床控制器出現(xiàn)閃爍的LSK字樣。
（11）在計(jì)算機(jī)上按回車鍵盤就可進(jìn)行DNC傳數(shù)加工。
3、 工人自檢內(nèi)容、范圍：
（1）加工者在加工前必須看清楚工藝卡內(nèi)容，清楚知道工件要加工的部位、形狀、圖紙各尺寸并知道其下工序加工內(nèi)容。
（2）工件裝夾前應(yīng)先測(cè)量坯料尺寸是否符合圖紙要求，工件裝夾時(shí)必須認(rèn)真檢查其擺放是否與編程作業(yè)指導(dǎo)書一致。
3）在粗加工完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行自檢，以便對(duì)有誤差的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。自檢內(nèi)容主要為加工部位的位置尺寸。如：1）工件是否有松動(dòng)； 2）工件是否正確分中； 3）加工部位到基準(zhǔn)邊（基準(zhǔn)點(diǎn)）的尺寸是否符合圖紙要求； 4）加工部位相互間的位置尺寸。在檢查完位置尺寸后要對(duì)粗加工的形狀尺進(jìn)行測(cè)量（圓弧除外）。
（4）經(jīng)過粗加工自檢后才進(jìn)行精加工。精加工后工人應(yīng)對(duì)加工部位的形狀尺寸進(jìn)自檢：對(duì)垂直面的加工部位檢測(cè)其基本長(zhǎng)寬尺寸；對(duì)斜面的加工部位測(cè)量圖紙上標(biāo)出的基點(diǎn)尺寸。
（5）工人完成工件自檢，確認(rèn)與圖紙及工藝要求相符合后方能拆下工件送檢驗(yàn)員進(jìn)行專檢。
4、出錯(cuò)的原因、特別注意、改正措施列表：
（1）沒有檢查工件的長(zhǎng)寬高尺寸：上機(jī)前的準(zhǔn)備工作，必須認(rèn)真檢查工件長(zhǎng)寬高尺寸是否符合圖紙； 利用拉尺、碰數(shù)等方法檢查其正確性
（2）工件的擺放方向：根據(jù)編程作業(yè)指導(dǎo)書要求，對(duì)照工件、圖紙確定工件的擺放方向； 認(rèn)真檢查工件的方向，然后按指導(dǎo)書的擺放進(jìn)行操作
（3）碰數(shù)偏移：碰數(shù)方法、碰數(shù)后檢查、輸入數(shù)據(jù)的檢查； 碰數(shù)后根據(jù)工件的長(zhǎng)寬尺寸，把主軸移動(dòng)到工件的邊緣，檢查碰數(shù)的正確性；輸入數(shù)據(jù)后再檢查其正確性
（4）用錯(cuò)刀具：認(rèn)真檢查所裝的刀具是否與指導(dǎo)書的一致； 在執(zhí)行程序的第一句時(shí)，必須確認(rèn)所用的刀具
（5）開粗時(shí)刀具崩碎導(dǎo)致工件過切、刀具報(bào)廢：開粗時(shí)不得離控制面板太遠(yuǎn)； 有異常現(xiàn)象及時(shí)停機(jī)檢查
（6）開粗后工件移位：裝夾時(shí)必須確保緊固； 開粗后重新拉表、碰數(shù)
（7）工件尺寸不到數(shù)：檢查所使用的刀具，通知編程檢查程序； 對(duì)于重要位置，確保使用新刀具加工；修改或增加程序
（8）輸錯(cuò)文件名：加工前必須認(rèn)真檢查程序所用的刀具對(duì)應(yīng)的文件名； 認(rèn)真檢查輸入的文件名的正確性