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加工中心立铣刀具的加工应用 - 加工中心

用立铣刀在加工中心上加工工件，可以清楚看出刀具中心运动轨计与工件轮廓不重合，这是因为工件轮廓是立铣刀运动包络形成的。立铣刀的中心称为刀具的刀位点（4、5坐标精工机床称为刀位矢量），刀位点的运动轨计即代表刀具的运动轨迹。在精工加工中，是按工件轮廓尺寸编制程序，还是按刀位点的运动轨迹尺寸编制程序，这要根据具体情况来处理。在全功能精工机床中，精工系统有刀具补偿功能，可按工件轮廓尺寸进行编制程序，建立、执行刀补后，精工系统自动计算，刀位点自动调整到刀具运动轨迹上。直接利用工件尺寸编制加工程序，刀具磨损，更换加工程序不变，因此使用简单、方便。经济型精工机床结构简单，售价低，在生产企业中有一定的拥有量。在经济型精工机床系统中，如果没有刀具补偿功能，只能按刀位点的运动轨迹尺寸编制加工程序，这就要求先根据工件轮廓尺寸和刀具直径计算出刀位点的轨迹尺寸。因此计算量大、复杂，且刀具磨损、更换需重新计算刀位点的轨迹尺寸，重新编制加工程序。全功能精工机床系统中刀具补偿：1.精工车床刀具补偿精工车床刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。在加工程序中用t功能指定，t＊＊＊x中前两个xx为刀具号，后两个xx为刀具补偿号，如t0202.如果刀具补偿号为00，则表示取消刀补。（1）刀具位置补偿刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。办法是测出每把刀具的位置并输入到指定的存储器内，程序执行刀具补偿指令后，刀具的实际位置就代替了原来位置。如果没有刀具补偿，刀具从0点移动到1点，对应程序段是n60g00c45x93t0200，如果刀具补偿是x＝3，z＝4，并存入对应补偿存储器中，执行刀补后，刀具将从0点移动到2点，而不是1点，对应程序段是n60g00x45z93t0202.（2）刀具圆弧半径补偿编制精工车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点（假想刀尖p点），但实际上为了提高刀具的使用寿命和降低工件表面粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧（刀尖ab圆弧），这必将产生加工工件的形状误差。另一方面，刀尖圆弧所处位置，车刀的形状对工件加工也将产生影响，而这些可采用刀具圆弧半径补偿来解决。车刀的形状和位置参数称为刀尖方位，用参数0～9表示，p点为理论刀尖点。（3）刀补参数每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿（x和z值）和刀具圆弧半径补偿（r和t值）共4个参数，在加工之前输入到对应的存储器，crt上显示。在自动执行过程中，精工系统按该存储器中的x、z、r、t的数值，自动修正刀具的位置误差和自动进行刀尖圆弧半径补偿2.加工中心、精工铣床刀具补偿加工中心、精工铣床的精工系统，刀具补偿功能包括刀具半径补偿、夹角补偿和长度补偿等刀具补偿功能。（1）刀具半径补偿（g41、g42、g40）刀具的半径值预先存入存储器hxx中，xx为存储器号。执行刀具半径补偿后，精工系统自动计算，并使刀具按照计算结果自动补偿。刀具半径左补偿（g41）指刀具偏向编程加工轨迹运动方向的左方，刀具半径右补偿（g42）指刀具偏向编程加工轨迹运动方向的右方。取消刀具半径补偿用g40，取消刀具半径补偿也可用h00.使用中需注意：建立、取消刀补时，即使用g41、g42、g40指令的程序段必须使用g00或g01指令，不得使用g02或g03，当刀具半径补偿取负值时，g41和g42的功能互换。刀具半径补偿有b功能和c功能两种补偿形式。由于b功能刀具半径补偿只根据本段程序进行刀补计算，不能解决程序段之间的过渡问题，要求将工件轮廓处理成圆角过渡，因此工件尖角处工艺性不好，c功能刀具半径补偿能自动处理两程序段刀具中心轨迹的转接，可完全按照工件轮廓来编程，因此现代cnc精工机床几乎都采用c功能刀具半径补偿。这时要求建立刀具半径补偿程序段的后续两个程序段必须有指定补偿平面的位移指令（g00、g01，g02、g03等），否则无法建立正确的刀具补偿。（2）夹角补偿（g39）两平面相交为夹角，可能产生超程过切，导致加工误差，可采用夹角补偿（g39）来解决。使用夹角补偿（g39）指令时需注意，本指令为非模态的，只在指令的程序段内有效，只能在g41和g42指令后才能使用。（3）刀具长度偏置（g43、g44、g49）利用刀具长度偏置（g43、g44）指令可以不改变程序而随时补偿刀具长度的变化，补偿量存入由h码指令的存储器中。g43表示存储器中补偿量与程序指令的终点坐标值相加，g44表示相减，取消刀具长度偏置可用g49指令或h00指令。程序段n80g43z56h05与中，假如05存储器中值为16，则表示终点坐标值为72mm。存储器中补偿量的数值，可用mdi或dpl预先存入存储器，也可用程序段指令g10p05r16.0表示在05号存储器中的补偿量为16mm.经济型精工机床中刀具轨迹的计算：经济型精工机床系统，如果没有刀具补偿指令，则只能计算出刀位点的运动轨迹尺寸，然后按此编程，或者进行局部补偿加工。

 镗床深孔加工的技巧 - 加工中心

在镗床工序中，深孔精密加工一直是孔加工中的难题，加工周期长，钻头、绞刀等工具损耗严重、而本单位产品的深孔工件又比较多、为此、设计新结构的刀具和工艺系统是改善深孔精密加工效果的有效方法。针对材料为40Cr(调质)钢、长度为2800mm、孔经为Φ60+0. 08 mm、表面粗糙度为Ra0.8μm、直线度为0.12mm的缸体内孔精密加工，研制整套自导向镗铰刀及其工艺系统，经实际生产验证，加工效果较好，具体方法如下： 1、自制导向镗铰刀自制导向镗铰刀，所用刀片材料为YW1,用楔块压紧在刀体上;导向体材料为T15（经淬硬处理），其外圆比刀片部位略小0.04-0.06mm。刀片和导向套的外圆表面均需研磨，使其表面粗糙度比工件加工后的孔壁粗糙度要求至少高一级以上。导向体内孔两端有材料为ZQSn10-1的衬套，衬套内孔与刀体为间隙配合。刀体、导向套、单向推力球轴承和锁紧螺母组装后，要求导向体及单向推力球轴承转动灵活，无轴向窜动；将镗铰刀顶装在偏摆仪上，用百分表检查，其刀片部位和径向全跳动应不大于0.01mm，导向体绕刀体转动时的径向跳动应不大于0.02mm。 镗刀刀片的主要参数为：刃倾角λ=3°，前角γ=0°~3°，后角α=5°~8°，切削刃棱宽f1=0.05~0.08mm,导向刃棱宽f2=0. 2~0.25mm， 镗铰内孔时，刀具的断屑性能至关重要。如果切屑经常缠绕在镗杆或刀具上，就可能损坏刀片，损失已加工表面，且易堵塞出油管。因此，进行深孔镗铰加工时一定要保证断屑稳定可靠，即加工时切屑应定向流出，先卷曲后折断。为此需在刀片前处磨出一月牙洼状的断屑槽，使切屑卷成小卷，并越卷越大，直至受刀具前面和切屑表面的挤推而弯曲折断。月牙洼槽可在工具磨床上磨制，然后用20％白泥加80％碳化硅粉用水调成糊状作为研磨剂，用圆弧半径为1~1.5mm的铸铁研磨轮研磨15~30秒钟，即可达到要求。月牙洼槽的主要参数为：倒棱宽度f=0.55~0.85mm，槽宽B=1.3~1.5mm。 镗铰刀开始加工时，导向体对刀体可相对转动，因拉刀切削而产生的轴向力由单向推力球轴承承担，导向体与被加工孔壁保持滚动摩擦状态。过去设计的镗铰刀没有可转动导向体，而是在刀体外圆表面上布置了四处导向块，由于导向块太短，切削时，已加工孔壁处于滑动摩擦状态，导致孔壁不规则的周期性硬挤压而出现黑色条纹，未被挤压部位则呈现灰白色条纹。所以使加工后的孔壁全长表面形成明暗相间、有一定宽度的环状条纹。通过改进设计，采用可转动导向体后，加工后孔壁环状条纹消失，呈现出均匀光滑的黑色表面。 采用该镗铰刀加工时，切削参数为：转数n=100~120r/min,切深t=1.5~2.5mm(单边)，走刀量S=0.3~0.5mm/min。 2、镗铰孔的工艺系统深孔镗铰工艺系统可安装在卧式镗床或铣镗床上进行加工。首先将工件上的孔粗钻至Φ77mm；然后用两个V形块装夹工件， 两端的固定圈用螺栓与工件外圆紧固，再将端盖、O形密封圈用内六角螺钉与固定圈紧固，最后从右端将镗杆连同镗铰刀一起送进，镗杆穿过衬套后，镗杆端头插入万向节套，用锥销锁定，再把定位套连导套一起套上镗铰刀，将定位套与右端固定圈连接紧固。安装完毕后，启动油泵电机，将冷却油泵入工件内孔，然后启动机床，镗杆旋转，开始进行切削加工。油泵参数为：压力8Mpa，流量121/min。冷却液为硫化油（加入适量氯化石蜡）。冷却油初起到冷却刀具的作用外，还可在刀片、导向体与已加工孔壁之间起到润滑作用，可减小摩擦，并将切屑从左端出油管强行排除。 该工艺系统的工件进给方向为向右移动，属拉力切削方式。与 推力切削相比，其镗杆、镗铰刀不承受轴向推力，故振动明显减小， 刀片不易崩刃。刀具进入被加工孔时， 刀片的导向刃可起到导向作用，刀片导向刃和转动体始终支撑在被加工孔的孔壁上，可平衡切削产生的径向切削分力，引导刀具顺利入孔，并可增强镗杆的动态 刚度，确保已加工孔的轴线不偏向，从而提高深孔的直线度。 刀片导向刃的另一作用是对孔壁起到挤压作用。在加工中，导向刃在切削力作用下，挤压被加工孔的孔壁，使其产生剧烈的弹塑性变形，从而熨平因切削加工形成的表面刀纹，降低孔的表面粗糙度。此外，在导向刃与孔壁的强挤压接触区，挤压高温很高，可使金属发生相变。由于导向刃的作用，导致孔壁附件金属层里的金相纤维拉长，晶格畸变。在充分冷却润滑条件下，表层金属急剧冷却形成冷作硬化层，并在孔的表层金属基体内产生残余应力，从而提高了孔壁表层的金属强度。由此可知。深孔加工的质量并非只取决于刀具切削刃的加工状况，而是与刀刃的切削，导向刃的表面挤压及导向体的支承等均有很大关系。 在深孔加工中，由于镗杆较细长，其扭转振动将直接影响加工精度，刀具耐用度和切削效率。如果有效控制镗杆振动，即可提高深孔加工精度。为此、研制的自导向镗铰刀上右切削刃、导向刃和滚动导向体，工件左端又有衬套可支承镗杆，并采用拉力切削方式，从而有效解决了镗杆振动问题，提高了深孔加工精度和孔壁表面质量。 3、实际加工效果采用自导向镗铰刀及其工艺系统对缸体孔进行加工后，经检测，工件孔壁表面呈现均匀的黑色光亮表面，表面粗糙度可达Ra0.8μm,孔的尺寸偏差范围为0.02~0.05mm，孔的直线度用止、通量规检验合格。进一步采用测微法测量孔的直线度：先将工件孔调平，在孔的端口将指示器从端口探入孔中约300mm，经测量若干截面后，取其******误差值作为直线度误差，测量结果小于0.02mm，全长直线度误差值小于0.08mm。刀具耐用度可加工4个工件。每加工完一件工件后，必须用金刚石、油石精研刀片刃口，若发现刀片崩刃且经研磨无效时，应及时更换刀片。再加工过程中，若出现断屑不良或因切屑堵塞造成加工中断，应及时退出刀具进行清理。此外，断屑槽的磨制质量也直接影响断屑效果，因此应严格按照设计要求磨制断屑槽。 此项成果在企业所有产品零件深孔加工中广为应用，效果显著，在提高效率的基础上，合格率达99%。

落地镗铣与卧式铣床 - 加工中心

卧式镗铣床的发展以其注入加速度概念而倍受关注，为高速运行作技术支撑的传动元件电主轴、直线电机、线性导轨等得到广泛应用，将机床的运行速度推向了新的高度。而主轴可更换式卧式镗铣加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移动伸缩式结构各存利弊的不足，具有复合加工与一机两用的功效，也是卧式镗铣床的一大技术创新。落地式铣镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流，以高速加工为理念的无镗轴滑枕式、多种铣头交换使用的结构型式尽显风采，大有替代传统铣削加工的趋势。以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、高效复合加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地镗铣床发展的一大突破。结构特点卧式镗铣床 卧式镗铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在立柱侧面，也有少数厂家采用双立柱的热对称结构，将主轴箱置于立柱中间，这种结构******特点是刚性、平衡性、散热性能好，为主轴箱高速运行提供了可靠保证。但是，双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的厂家不多的原因。主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杠进行传动，是主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。由于主轴转速越来越高，主轴升温快，现在，已有很多厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制主轴升温，使其精度得到有效保证。主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点；另一种是现代高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。 现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。 卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到25~30m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008~0.01mm，重复定位精度0.004~0.005mm。 落地式铣镗床 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。 当今，落地式铣镗床发展的******特点是向高速铣削发展，均为滑枕式（无镗轴）结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。 传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式（无镗轴）高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。 高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，这种结构是高速切削所必需的，国外厂家在落地式铣镗床上都已采用，国内同类产品还不多见，仅在中小规格机床上采用线性导轨。高速加工还对环境、安全提出了更高的要求，这又产生了宜人化生产的概念，各厂家都非常重视机床高速运行状态下，对人的安全保护与可操作性，将操作台、立柱实行全封闭式结构，既安全又美观。 工艺特点 传统的卧式镗铣床主要适合各种机械零件的加工，尤其是机械传动箱体以及各种曲面体零件。由于各种装备技术水平的提高，对机械结构要求越来越简化，所需传动部件更少，特别是作为传动箱体的零件会越来越少，机械传动多采取直接驱动，且传动件的精度要求非常高，这对卧式镗铣床的工艺性能提出了更高要求。因此，作为传统的镗轴式结构的加工对象呈减少的趋势，将以无镗轴式电主轴所替代，即以高速加工中心完成各种零件的加工。卧式镗铣床向高速加工中心发展，一方面工艺适应性更强，另一方面也提高了性能水平和加工精度，在提高了加工工艺范围的同时，需要各种功能附件作工艺保障，既能镗铣，又能钻孔、攻丝，装上精工摆角铣头附件，还能加工各种曲面体零件。配备交换式工作台组成柔性加工单元，可对零件进行批量加工。 落地式铣镗床主要加工各种型面的大型、超大型零件，其工艺特点是配有大型落地式平台（工作台尺寸不受限），可加工超长、超宽的零件。同时，还可配备回转式工作台，即能作回转分度，还可作径向直线运动，通过分度完成对零件的多序加工，大大提高了工艺范围。现在，意大利Pama（帕玛）公司生产的落地式铣镗床专门配备了倾斜式可调角度的工作台，进一步拓宽了加工范围。而大功率、高效切削是落地式铣镗床的一大加工优势，高速、高精的技术要求越来越影响着落地式铣镗床的技术发展，是提高落地式铣镗床工艺水平的重要手段。因此，落地式铣镗床正在改变单一的大功率、高效切削，而更多地融入高速、高精的工艺技术内涵。现在，滑枕式结构成已为高速铣镗加工的主要结构型式，滑枕截面大，刚性高，高速运行稳定性好，便于装卡各种铣头附件以实现高速加工。 落地式的X行程上有很大优势，在加工重型工件时，更能达到一次装夹就出产品。卧式的精度稳定性比较好，操作更灵活，小型件加工工效高。******的区别就是X行程，仅此而已。

 五轴加工中心的动态测定和调整方法： - 加工中心

五轴机床对机床装备制造业意义非凡，RTCP功能是衡量五轴机床性能的重要指标。在执行RTCP过程中，由于旋转轴的加入，需要对直线轴进行非线性补偿，因此旋转轴和直线轴的伺服动态特性需要进行测定和调整，才能保证加工动态精度。本文对RTCP原理进行了简单介绍，设计了一种五轴动态精度测定算法，通过该算法对五轴机床的5个伺服轴特性进行了强弱排序，从而对伺服参数进行优化和调整。以五轴叶轮加工为例，将伺服参数调整前后所加工的叶轮的加工质量进行对比，证明该方法取得了较好的效果。 关键字：RTCP；五轴动态精度；伺服不匹配度 Abstract: Five-axis machine is significant for tool equipment manufacturing industry, and the function of RTCP is a very important reference to evaluate the performance of a five-axis machine tool. During the process with the RTCP function turning on, it needs a nonlinear position compensation for the linear axes because of the rotary axes, so the ability of servo following of the linear axes and rotary axes is required to guarantee the processing dynamic precision. In this paper, the principle of RTCP is introduced and a kind of five-axis dynamic precision measurement algorithm is designed. According to the algorithm ,the five axes are ordered, which helps to optimize and adjust the servo parameters . Taking five axis impeller machining as an example, the machining quality of the impellersis compared before and after the adjustment of the servo parameters, and it shows that the better results are obtained. Keywords: RTCP; five-axis dynamic precision; servo dismatching degree 五轴精工机床比原有的三轴精工机床拥有更多优点，如加工复杂曲面、减少加工工序从而提高加工效率。但是由于旋转轴的存在，在执行RTCP过程中，旋转轴和直线轴会进行非线性运动，因此需要对五轴机床的动态特性进行控制，其动态精度成为影响加工精度的主要原因之一。五轴精工机床动态精度主要源于伺服系统加减速响应性能、零件受力变形、刀 具振动、主轴转速、机床进给大小等] 1[。按照常规的伺服匹配测定方法无法准确对直线轴和旋转轴进匹配，五轴动态精度测定方法以RTCP功能特性为基础，建立直线轴和旋转轴联动模型，通过测定后的结果为依据，来调整五轴精工机床的伺服参数，使伺服系统达到更好的状态，从而提高五轴联动精工机床的动态精度，提高机床的加工精度。 1. RTCP原理介绍 RTCP是Rotation Around Tool Center Point的英文缩写，即图1中刀具中心点编程。 启用RTCP，控制系统会自动计算并保持刀具中心始终在编程的XYZ位置上，刀具中心始终在编程坐标系中，转动坐标每个运动都 会被编程坐标系XYZ的直线位移所补偿] 2[。使用RTCP，可以直接编程刀具中心的轨迹，而不用考虑五轴机床结构参数，大大简化了五轴工艺编程和提高了加精度。 2. RTCP动态精度测定原理 在三坐标机床中，经常采用圆度测试 来检测任意直线轴间的动态特性是否匹配，但在五坐标机床运动过程中，由于旋转轴的加入，必须在每个插补点对旋转轴运动而带来的直线轴偏差进行非线性补偿，因此也必须对旋转轴和直线轴间的动态特性进行伺服匹配。由于旋转轴和直线轴的控制单位不一样，不能像直线轴那样直接采用圆度测试，采用本方法，可以对五个轴的动态特性进行测试和排序，从而为伺服参数调整提供依据。

数控机床进给系统冷却技术 - 加工中心

滚珠丝杠副处于进给系统传动链的末级，起到精密传动和定位的作用，是精工机床和加工中心的关键部件，它的传动误差将直接影响到机床的定位精度。在滚珠丝杠高速化后，由于存在滚珠之间、滚珠与滚道以及两端支撑轴承和驱动电动机多处摩擦作用，滚珠丝杠温升不可避免。而且滚珠丝杠为细长件，温升会降低丝杠的轴向刚度并造成丝杠热伸长，影响定位精度。从设计方面改善滚珠丝杠的热特性主要采用3种方式。1）将丝杠预拉伸，预拉伸量可略大于热伸长量，以提高丝杠的轴向刚度和减小丝杠启动和停止瞬间弹性变形。2）加大散热的强制冷却的结构设计，如空心丝杠、螺母冷却结构和支撑轴承的冷却结构。3）选择合适黏度指数的润滑油及充分供油以减小摩擦力矩。 导轨发热使导轨产生膨胀变长和微翘等变形，这将直接导致机床加工刀具分支的扭转和倾斜，从而影响加工精度。导轨发热是因为两个滑块在导轨上的直线运动摩擦所致。这两个移动热源发热量由承载压力和滑块移动速度决定。传统导轨的散热方式主要有两种方式，即自然对流（导轨外表面与空气之间的热交换）和导轨表面使用润滑脂（油）进行润滑和冷却。近年来，在一些机床上出现了新的导轨结构设计，导轨内部设计有冷却循环孔道，并产生了导轨镶注冷却水管工艺等相关工艺技术。 除上述机床关键零部件冷却技术外，对于整个机床或关键部件可采用热源温度场平衡技术，利用人工热源，促使机床缩短温升平衡过程，减少加工过程中温升场变化，以达到稳定热态加工精度的目的。上述冷却方式设计好以后，基本都是以固定参数运行，实际上如何根据环境与加工工况的温度变化调整冷却工质的参数，从而实现冷却系统控制的智能化仍是一个没有解决的问题。

数控加工误差的原因及措施 - 加工中心

一、当用试切法对刀时，对刀误差主要来源于试切工件之后的测量误差和操作过程中目测产生的误差。二、当使用对刀仪对刀镜对刀和自动对刀时，误差主要未源于仪器的制造安装和测量误差，另外使用仪器的技巧欠佳也会造成误差。三、测量刀具时是在静态下进行的，而加工过程是动态的，同时要受到切削力和振动外力的影响，使得加工出来的尺寸和预调尺寸不一致此项误差的大小决定于刀具的质量和动态刚度。四、在对刀过程中，大多时候要执行机床回参考点的操作，在此过程中可能会发生零点漂移而导致回零误差，从而产生对刀误差。五、机床内部都有测量装置，最小度量单位的大小也与误差有关一般说来，最小度量单位大的测装置其误差就大，最小度量单位小的测量装置其误差就小减小对刀误差的主要措施有：（一）当用试切法对刀时，操作要细心对刀后还要根据刀具所加工零件的实际尺寸和编程尺寸之间的误差来修正刀具补偿值，还要考虑机床重复定位精度对对刀精度的影响以及刀位点的安装高度对对刀精度的影响。（二）当使用仪器对刀时，要注意仪器的制造安装和测量精度要掌握使用仪器的正确方法。（三）选择刀具时要注意刀具的质量和动态刚度。（四）定期检查精工机床零点漂移情况，注意及时调整机床通过采用试切法与近似定值法法对零件进行加工,每种方法均加工五个零件 分别测量其轴向尺寸与其中一个径向尺寸，求尺寸偏差绝对值的平均值，平均值大的那一组工件说明其对刀误差较大如果零件的轴向尺寸精度要求高的话，不要用手动测量的试切对刀，因为测量时的人为误差难以避免，可用系统自动测量的那种试切对刀方法，不过也要看系统测量精度是否与需要保证的尺寸精度 如果零件的径向尺寸要求较高，尽量不要用近似定值法对刀，此对刀方法很难保证刀剪准确的对准工件旋转中心 不过这种方法对刀零件的轴向尺寸不会有太大的误差，因为对刀时的轴向尺寸是系统自动测量的，避免了人为误差的介入。

数控加工技术的八种境界， - 加工中心

精工加工技术的八种境界，你能到达第几步？ 境界一简单CNC加工编程补师会使用坐标系统，知道加工坐标与设计坐标的关系。熟悉二维刀路，熟悉等高，平行加工，三维等距加工，会分割浅面陡面，了解公差与留量关系，（金属加工真不错）了解加工面边界的计算，了解浅陡面分割线计算，了解表面粗糙度的控制方法。会三种控制系统的后处理方法，熟悉ISO代码，会手工编程。了解模具结构，会拆铜公。熟悉常用刀具的切削参数。熟悉切削材料的硬度对参数的影响。勉强能写出来完整刀路，对二次开粗无法控制，对光刀理解不深刻。懂的软件只是表达思想的工具，愿意对金属切削工艺、刀具、材料、产品和模具本身去深入学习。 境界二简单CNC编程员在“一”基础上，有过一个月的经验，基本能完整锣出来软料的加工，如铜公，尺寸基本准确。基本能加工出来简单的二维钢料并熟悉流程，能把误差控制在一个丝之内。 境界三初级的CNC编程员在“一”“二”基础上，能够边写边对着加工结果写出下一个刀路，刀路基本能够准确切削到想要切削的高度或外形处。空刀比较小。刀路的节奏感比较若。刀路繁琐，思路不是很清晰，重复的浪费的地方很多。 境界四需要模具工程师带领工作在前三种高度上，能够独立不看机床加工结果，不出大问题，写出三维刀路，顺利后处理出来，并在断电等情况下修改好程序。基本不能独立分模，需要依赖模具工程师或者模具结构2D图纸。对刀具反弹，断刀，过切，角落问题，光不到位等情况有一定了解。空刀仍然比较多。但对软件参数了解已经比较深入。 境界五基本能够独立工作，但是速度较慢软件操作比较熟练，但速度不是很快，能独立分出来简单的包括五种基本模具结构的模具，能够锣简单手办。问题不多，加工基本到位，但是加工效果一般，不是很漂亮。留量不均匀，两刀路接口不顺，抛光难度大。 境界六基本能够熟练工作软件熟练，快捷键熟练，操作行云流水，了解模具装配，知道加工面的留量如何配合模具的装配，知道加工面的留量导致的产品问题并进而导致的产品将来的装配问题，知道如何保守加工以防止未来出现的模具装配和产品结构和装配问题。熟悉数据的安全。知道如何加工六面均需要加工的制品的定位。对容易变形的铜公筋，钢料懂的如何下刀。对用铣床半开粗过的模具，了解如何测绘残料，节省时间或防止撞刀。 境界七能够独立处理问题　　能够面对产品设计的问题，主动更改产品设计，以满足模具结构和加工的合理性。能准确计算加工时间，能够面对产品进行CNC加工的报价。对设计费用、加工费用计算准确。擅长与客户沟通。能够出线切割图纸。出铜公定位图纸。会拆不复杂的铜公。 境界八能够有效沟通各部门做出处理,并有大公司的工作经验软件熟悉，能够拆出复杂的铜公，能对铜公进行定料，熟悉铜公的避空，几个铜公的整合制作以降低材料成本，并出定位图。会做旋转体的铜公。会修补由于数据输入和输出导致的变形。（金属加工真不错）熟悉模具价格，模架定制，顶针位置，热流道。在一定高度上控制整个从产品零件到装配到变形到模具的思路及过程中遇到的各种问题。熟悉模具坐标与装配坐标系统在图纸中的表达，使公司各个部门之间能够充分共享数据，能够快速反映出零件装配与模具定位关系，快速查出关键尺寸，明确在工程图中需要表达的关键数据，知道那些不需要表达。

卧式加工中心基本结构及用途 - 加工中心

卧式加工中心是最常用的精工机床之一，其技术含量高，是精工机床产业发展水平的标志性产品之一。卧式加工中心主要通过精工系统、伺服驱动装置控制机床基本运动，其结构的主要特征是主轴水平设置，通常由3-5个运动部件（主轴箱、工作台、立柱或主轴套等）组成。在卧式加工中心上设置自动交换工作台，构成柔性制造单元（FMC），实现工件自动交换，即在加工的同时可进行另一个工件装卸。加工工件经一次装夹后，完成多工序自动加工，自动选择及更换刀具，自动改变机床主轴转速和进给速度，自动实现刀具与工件的运动轨迹变化以及自动实现其它辅助功能。卧式加工中心适用于零件形状比较复杂和精度要求高的产品的批量生产，特别是箱体和复杂结构件的加工。在汽车、航空航天、船舶和发电等行业被大量用于复杂零件的精密和高效加工。目前，国产卧式加工中心的水平有很大提高，可以达到一般零件的高速、精密加工，基本上可以满足用户需求，但与国际先进水平相比，在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距，因此，目前高档卧式加工中心进口量较大。

钛合金加工技巧 - 加工中心

圆刀片铣刀适用于铣削钛金属，因为它们的主偏角可适当变化。只要为这些铣刀配备专用刀片并应用正确的切削参数，一般情况下就能提高稳定性和总体性能。每齿进给量应设定最小值，这一点至关重要。---钛合金铣削需要合适条件与其他大多数金属材料加工相比，钛加工不仅要求更高，而且限制更多。这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。但是，如果选择适当的刀具并正确加以使用，并且按照钛加工要求将机床和配置优化到******状态，那么就完全可以满足这些要求，并获得令人满意的高性能和完美结果。传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免，只要克服钛属性对加工过程的影响，就能取得成功。钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料，但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。钛具备优良的强度-重量比，其密度通常仅为钢的60％。钛的弹性系数比钢低，因此质地更坚硬，挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。它容易产生振动而导致切削时出现震颤；并且，它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，从而加剧月牙洼磨损。此外，它的导热性差，由于热主要集中在切削区，因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。稳定性是成功的关键所在某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。　　必须考虑振动和热非理想环境还包含其它因素，其中之一就是，大多数精工机床目前装配的是IS0 40主轴。如果高强度地使用精工机床，就无法长时间保持新刀状态。此外，如果零件结构较复杂的话，通常就不易有效夹紧。当然挑战还不止于此，切削工序有时必须用于全槽铣、侧削或轮廓铣削，所有这些都有可能(但并非必定)产生振动及形成较差的切削条件。重要的是，在设定精工机床时，必须始终注意提高稳定性以避免振动趋势。振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生不可预见和不一致的结果。一种改进措施便是采用多级夹紧，使零件更靠近主轴以有助于抵消振动。由于钛金属在高温下仍能保持其硬度和强度，因而切削刃会遭遇高作用力和应力，再加上切削区中产生的高热，就意味着很可能出现加工硬化，这会导致某些问题产生，特别是不利于后续切削工序。因此，选择******的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。过去的历史证明，细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片牌号更可大大改进性能。精度、条件和正确的切削参数刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。例如，如果未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会迅速损坏。在切削钛金属时，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺陷或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿命。观察结果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80％都是由这些因素所造成。尽管大多数人喜欢选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除材料，并且每齿进给量可达0.5mm。但是这同时也意味着必须保持******稳定状态，即机床应非常坚固，且装夹应极其稳定。除进行插铣(最好使用圆刀片)之外，应尽量避免使用90主偏角，这样做通常有助于提高稳定性和获得总体性能，当在浅切深下使用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而使用长度可变的刀具，而不是在整个工序中使用单一长度的长刀具。调整切削参数以克服因降低每齿进给量而引起的振动是传统的解决方法，但这种方法并不恰当，因为它会对刀具寿命和切削性能产生灾难性影响。可转位刀片需要一定量的切削刃倒圆，以增加切削刃强度和获得更好的涂层粘附力。在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——通常为每齿0.1mm。如果扔有振动趋势，则刀片损坏或刀具寿命缩短问题将不可避免。可能的解决方法包括精确计算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。另外也可降低主轴转速，以达到最初的进给率。如果使用最小的每齿进给量，而主轴转速却不正确，则对刀具寿命的影响可高达95%。降低主轴转速通常可提高刀具寿命。　　一旦确立了稳定工况，就可相应地提高主轴转速和进给量来获得******性能。另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或选择含刀片较少的铣刀。

我国重型数控机床的发展 - 加工中心

重型精工机床主要用于大型、特大型精密零件加工，是为国防军工、航空航天、船舶、能源（火电、水电、核电、风力发电）、交通运输（铁路、汽车）、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。 目前，中国自主开发研制的重型机床和超重型机床产品基本满足了一些国家重点工程需要，并多次创造出极限规格的世界之最。　　如中国已经制造出加工直径25m的超重型精工立式铣车床，镗杆直径320mm的落地式铣镗床，加工宽度为10m以上的精工龙门镗铣床，回转直径在5000mm以上的精工重型卧式车床等一批具有自主知识产权，而且技术水平已经接近世界先进水平的重型机床系列产品。 发展中的国内外重型精工机床面对其他品种机床市场在金融危机下的快速下跌，重型机床市场几乎没有受到影响，这个诱因使许多机床厂家纷纷转向市场较好的大重型机床市场。原因就是在重型机床领域，国际竞争力相对并不激烈，使国内重型机床企业在一些产品市场顺利实现了替代进口。 （1）重型龙门加工中心发展趋势是高功率、大扭矩、高复合型以及复杂孔面加工能力。　　在世界范围内看，代表重型龙门加工中心最高水平的是德国瓦德里希·科堡公司的产品，北一机床采用的就是德国瓦德里希·科堡的技术。希斯（SCHIESS）与科堡机床相比较，无论在功率、扭矩、规格上基本相当，但希斯公司的机床主轴转速高，精度保持性好，在技术上属于************水平。与国内外其他产品相比较，国外重切削能力较强，加工精度高，并且具有很多技术优势，比如横梁加工仿形技术，Z轴滑枕长度补偿技术，龙门框架X轴移动双电动机，三电动机甚至四电动机同步技术等。 （2）落地铣镗床国内的生产厂家主要有：昆明机床厂、齐齐哈尔二机床厂、济南第二机床厂、武汉重型机械厂等。国外的落地铣镗床生产厂家主要有：意大利的PAMA公司、德国希斯、意大利的INNSEBERARDI公司、捷克的SKODA公司等。 （3）精工龙门移动式和台式车铣加工中心国外主要生产商有德国科堡、意大利皮特卡纳奇、美国吉根、德国沙尔曼公司等，这些公司都具有多年生产重大型机床的经验。　　国内开发研究尚属初期阶段，技术还不够成熟。目前，国内的机床均不同程度地存在着承载能力低、精度不高、低负荷等缺点。 （4）重型精工车床精工单柱移动立式铣车床是武重为加工三峡工程水轮机的关键设备，代表了中国超重型机床的生产能力和水平，标志着我国自主知识产权产品达到世界先进水平，成为世界上少数几个超重型机床供应国之一。也为设计、制造更多的铣车复合机床系列打下了基础。　　此外，齐重精工设计制造的精工重型卧式车床是为哈尔滨电机厂提供的三峡工程配套设备，加工直径4.3m,加工长度18m,******承重250t,机床可实现工件自动测量，机内对刀。在加工三峡机组水轮机转子时，一次装夹重达200t的工件，完成对工件的全部加工。该机床的研制成功，标志着重型卧式车床制造能力迈上新台阶。 中国重型精工机床的优点及进步 近两年，中国重型精工机床发展最快，如重型精工龙门镗铣床，重型落地镗铣床，重型立、卧式车床等的年产量和市场消费量已居************。　　重型机床发展之快速是我国电力、船舶、石化和矿山等重型设备制造大量需求直接拉动的反映。一批新产品如精工双龙门镗铣床、龙门车铣复合加工机床、动梁可交换工作台可换铣头五面体龙门加工中心等研制成功；关键技术，如静压导轨和静压轴承技术、同步控制和运动补偿技术、五轴联动技术、大功率双摆角铣头和重型回转工作台的技术攻关相继突破，标志着中国重型机床发展达到新的高度。 北京第一机床厂开始制造国内单机产值******（8700万元/台）的超重型精工龙门镗铣床，目前一批世界之最的超重型机床陆续投入研制，将引导我国进入世界重型机床制造强国之列。　　武汉重型机床集团制成XKD型超重型精工双龙门镗铣床，并投入自用。该机床为双龙门移动式，4铣头，龙门宽度6.8m,加工长度57m.双龙门移动式4铣头结构属于国内首创。 齐重精工装备有限公司试制成功BVDM315×5MC型立式铣钻中心，该机床采用双柱龙门框架结构，双刀架双24刀库，中心主轴出水功能，转速达到5000r/min,静压导轨回转工作台C轴功能，工作台直径3150mm,定位精度5″，******加工直径3150mm,工件重20t,该机床用于大型风电轴承加工，******************。 齐齐哈尔二机床集团公司试制成功XK2127型五轴精工动梁龙门镗铣床。该机床采用长跨距重载滚珠丝杠及辅助装置，全自动附件交换装置，主轴浮动夹刀装置，横梁液压比例平衡等新技术，工作台8000mm×3000mm,主轴转速5~2000r/min,伺服电动机功率24kW,可实现多轴控制，五轴联动。　　沈阳机床（集团）有限责任公司研制成功GMC2060u桥式龙门五轴加工中心。机床在X向双向驱动的同步控制及调整技术、五坐标联动误差补偿技术、机床总体结构和拓扑优化有所突破，在高速、高精度和高刚度方面有所进展。该机床在军工业广泛应用。 大连机床集团有限责任公司制成VX32~60动梁可交换工作台可换头五面体龙门加工中心，采用滚动直线导轨、电主轴和精工双摆角铣头。机床在关键技术设计制造上有新突破。 大连光洋科技工程有限公司将携带本公司具有自主知识产权的高精度五轴立式机床参加在欧洲各地举办的14个机床展会。　　继今年7月末该公司首次向德国克努特公司出口一台高精度五轴立式机床后，德国公司再次向大连光洋购买了三台高端精工机床。据了解,德国公司还欲申请大连光洋在欧洲的独家代理销售权，并制订了面向全欧洲的销售计划。这是中国企业首次向西方发达国家销售高档精工机床，标志着今后德国机床将由大连光洋生产的“中机”制造。中国研制的全世界精度最高的立式磨床～～～我国全************个制造出亚纳米级精度机床，重点是这一段：成为继美、德之后第三个掌握高精度光学零件制造加工技术的国家，也是目前世界上唯一同时具有磁流变和离子束抛光装备研发能力的国家。 中国精度全世界上最高的大型精工卷板机，这玩意虽然不是机床，但技术与机床相通的地方极多，而且属于战略级的超级机器，其水平高低直接决定了潜艇的制造工艺，美日所有潜艇使用的卷板机都是瑞典和瑞士的，主要是瑞典的，而世界上能把卷板机做到极致的国家，就是中国和瑞典俩国家，而包括卷板机在内的拥有全部完整极限制造领域，战略级超级机器体系的国家，全世界上，独我国一家，别无分店！ 秦川机床集团公司2008年开发出VTM260型龙门式铣车复合加工中心，机床具有七轴五联动功能，复合化程度较高，可一次装夹实现车、铣镗、钻、攻螺纹和车螺纹等功能。 国内重型精工机床与国外同类产品的差距 尽管中国重型机床行业在最近几年来有了长足进步，取得可喜的发展。但在高档重型精工机床还是依靠进口，其中德国和意大利的产品代表着世界先进水平。 国内产品与国外产品在结构上的差别并不大，采用的新技术也相差无几，但在先进技术应用和制造工艺水平上与世界先进国家还有一定差距。 新产品开发能力和制造周期还满足不了国内用户需要，零部件制造精度和整机精度保持性、可靠性尚需很大提高，尤其是在与重型机床配套的精工系统、功能部件，如刀库、机械手和两坐标铣头等部件，还需要境外厂家配套满足。国内重型机床制造企业的制造能力很强，但大而不精，其主要原因还是加工设备落后，精工化率很低，尤其是缺乏高精水平的加工设备。同时，国内企业普遍存在自主创新能力不足，因为重型机床单件小批量的市场需求特点，决定了对技术创新的要求更高。国内重型精工机床产品与发达国家着名企业相比仍存在一定差距，产品水平的差距主要体现在：（1）主轴转速国外先进水平已发展到最高达3000~4000r/min,而国内主要徘徊在800~1500r/min.　　（2）快速进给国外先进水平达20000~30000mm/min,而国内主要在6000~10000mm/min.　　（3）精度国外先进水平定位精度0.015/1000mm,重复定位精度0.003~0.007mm;国内产品定位精度0.025/1000mm,重复定位精度0.01~0.015mm.　　（4）其他机床的可靠性、精度的稳定性、复合多功能、柔性化、智能化方面不如国外厂家，外观质量也有差距。 国内厂家尽管技术略逊于国外先进水平，但在制造能力和价格上有很大的优势，尤其是超重型机床已达到当代国际先进水平。我们相信，中国重型机床制造随着科技进步与艰苦奋斗的努力，一定会逐步缩小差距。