​數控機床高速（sù）高（gāo）精度機床加工（gōng）問（wèn）題分析（xī）

高速高精度機（jī）床加工中，對機床各（gè）個（gè）環節的要求都很高（gāo），某一（yī）個環節即便出現很小的紕（pī）漏，也可能導致機床發生振動，從而在加（jiā）工表麵出現各種振（zhèn）紋或影響加工精度。所（suǒ）以，在對加工品質要求極高的機床（chuáng）加工中，需要嚴格確保所有關鍵環節都達到要求。

通常，對於機床加工（gōng）質量會產生較大影響的有下圖中的六大因素。

遇到加工問題時，在使用北京發那（nà）科推薦的標準加工參數基礎上，建議依次從機械、NC程序、加工工藝、刀（dāo）具、CNC和伺服的（de）角度，調查（chá）分析導致加工表（biǎo）麵缺陷的原因（yīn）並采取相應措施。

1CHECK--機械（xiè）

機械作（zuò）為機床的基礎（chǔ），對加工的影響毋庸置疑，機械設計和裝配精度可大大降低對電氣側調（diào）試的依賴，因（yīn）此，在模具加工調試時，應（yīng）首先從機械側入手，分（fèn）析機床特性，保證機（jī）械部（bù）分處在（zài）較佳的水平。

機械方麵主要從（cóng）以下幾項（xiàng）內容排查：

?  配置確認（線（xiàn）軌，螺距，主軸（zhóu）轉速）

?  裝配精度

  （重點指標：Z軸反向間隙（線軌<5u，硬（yìng）軌<10u），各軸重複定位精度<10u）

?  主軸振（zhèn）動（15000rpm及以上主軸V1振動等級，15000rpm以（yǐ）下（xià）V3等級）

?  外（wài）圍振動（刀具振動、油冷機、風扇等）

振動排查例：

?排查主軸振動

- 主軸動平衡

- 來（lái）自外部設（shè）備的振動

通過調整主軸動平衡或控製外部設（shè）備（風扇電機等）的振動來減小主軸（zhóu）振動。

? 如何測量（liàng）振動

- 使用動平衡儀器測量主（zhǔ）軸

- 使用千分表測量檢棒

通常（cháng），主軸共（gòng）振點也可通過觸覺和聽覺明（míng）顯感知！

?伺服軸機械剛性

- 當加工點（diǎn）的指令跟隨性和抑（yì）製外力幹擾的性能比較低時

- 提高（gāo）機械剛性和速度增益，速（sù）度增益能設定的最大值取決於機械剛性

2CHECK—NC程序

NC程序作為模具成型的基礎，對加工表麵質量和加工（gōng）效率作用明顯，因此，檢查程序是否合理，是模具調試（shì）中需要（yào）重視的內容。

程序方麵重點關注的幾項為：

CAM軟件選擇（zé）

重要CAM參數分析

程序分析

?  重點CAM參（cān）數（shù）控製

1. 程序公差--FANUC推薦公差為1um，減小公差可提高加工表麵質量；

依據CAD模型生成的程序指令點，確保每條小線段（duàn）都（dōu）不會超出公差範圍減小公差，刀具路徑變得更平滑

（推薦（jiàn）的公差 = 1μm）

 2. 線段長度--通常根據公（gōng）差（chà）設（shè）定由CAM軟件自動確定（dìng）。程序段長（zhǎng）度直接影響加工效率（lǜ），預讀程序段越多（duō），小線段程序的最大（dà）進給速度提高的可能性越大（dà）。因此可以實（shí）現高速加工（gōng），但同時需要使用與進給速度相匹配的主軸轉速。

3. 步距--兩個切削路（lù）徑之間的水平距離，決定了切削後的殘餘高度（dù）(表麵粗糙度（dù）理論值)，步距減小，表麵粗糙度會變好，但會延長加工時間。

    步距決定了切削後的殘餘高度(表麵粗糙度（dù）理論值（zhí）)如果行距減小，表麵粗（cū）糙度會變好（hǎo）。（步距推薦值：P=0.02*刀具直（zhí）徑（jìng））

?  程序分析

使用（yòng）程（chéng）序模擬軟件對NC程序進行合理性分析，是否存在“垃圾點”。垃圾點會（huì）造成加工表麵有（yǒu）震紋或凹（āo）坑極小線（xiàn）段導致加工效率低下。

    懷疑加工程序存在垃圾點時，可以使用軟件對加工（gōng）程序分析，進行模擬仿真（zhēn）加工，驗證實際加工效果。

    如果程序仿真（zhēn）結果與實際加工效（xiào）果一致，就可以判斷程序路徑不合理（lǐ），需要修改走刀路徑（45°à0°）來解決問題。

3CHECK—工藝

工（gōng）藝作為直接作用於工（gōng）件表麵的執行方式，直接決定加（jiā）工表麵質量和效率。因此，檢查工藝是否合適，是確保機床（chuáng）加工品（pǐn）質的一（yī）項（xiàng）重要內容。

工藝方麵重點關注（zhù）的幾項為：

?  主軸轉速（避開（kāi）主軸共振（zhèn）點（diǎn），盡可能提高轉速以提高表麵光潔度）

?  進給速度（選擇適當的進給速度（F:S≈1:4），保證加工質量（liàng）的前提下提高效率）

?  切削深（shēn）度（精加（jiā）工盡量減小餘量(約50u左右（yòu）)，提（tí）高光潔度，同時保證（zhèng）刀具壽命）

?  冷卻（què）（選擇與加工材料相匹配的切削液，如鋁用切削液，鋼用切削油）

? 主軸轉速和進給速度

通過（guò）主軸轉速、進給速度、刀具齒（chǐ）數來計算每齒（chǐ）進給量，而每齒進給量必須設定（dìng）為合適數值（如果每齒進（jìn）給量減小，表（biǎo）麵粗糙度會好（hǎo））

4CHECK—刀具

刀具作為模具加工的介質，選擇是（shì）否合適對模具加工質量存（cún）在很大影響。主要從（cóng）以下幾方麵確認（rèn）刀具：

?  刀具材質（見下頁）

?  刀柄選擇

（通常15000rmp以上，建議使用HSK 真空刀具係統）

?  刀具裝夾

（低速加工，采用BT刀（dāo）柄，液壓夾頭；高（gāo）速加工，選擇HSK刀柄，液壓或熱脹刀（dāo）柄）

5CHECK—CNC

CNC側對模具加工的影響，主要體現在係統功能和（hé）高速高精的相關參數，調試思路為：

?  係統功能確認（AICC I、AICC II）

?  高速高精參數調整（由標準參數導入）

?  前述步驟無法改善加（jiā）工質量則需進行AICC參數微調

6CHECK—伺服

伺服方麵，主要是借助Servo Guide進行機床優（yōu）化（huà），提高伺服係統（tǒng）剛性，減少（shǎo）加工誤差。伺服優化主要包（bāo）含：

?  伺（sì）服參數初始化確認（確認電機初始化無誤）

?  電流（liú）環（確認HRV3+開（kāi）啟）

?  速度環（盡可（kě）能提高伺服增益）

?  濾波器（qì）（確認伺服無振動）

7總結

高速高精度機床加工問題的調（diào）試時非常複雜的（de），其原因就在於可能導致問題的（de）原因非常之多，上文敘述的六個（gè）因素（sù）是影響加（jiā）工質量的主要原因，但也並非全部，其他諸如外部環（huán）境（jìng）等也是需要考慮的（de）因素（sù）。

在平常的加工調試（shì）中，很（hěn）多人會優先修改參數，認為這是最簡單方便的做法。但事實上這種方（fāng）法並不值得推薦，頻繁的修改參數（shù）以應對不同的加（jiā）工問題（tí），雖然有些時候可（kě）以對（duì）當前問題有所改善，但長期而言不利於機床製造廠商的產品標準化和模塊化，也不利於成熟穩定的產品生產品質管理體係的建立。所以我們通（tōng）常（cháng）建議客戶在不斷優化完善產品自身參數的同時，遇到問題更應當去深（shēn）入分析造（zào）成問題的實（shí）際原因，並通過合（hé）理（lǐ）有（yǒu）效的方式（shì）解（jiě）決