數(shù)控切削加工領(lǐng)域的數(shù)字化測量技術(shù)

摘 要:在數(shù)控切削加工中，數(shù)控切削加工技術(shù)是一項要求非常嚴格的工作，合格的數(shù)控切削技術(shù)操作不但能確保工件的加工質(zhì)量，還能實現(xiàn)高速、高效而精密的數(shù)控切削。本文從分析數(shù)控切削加工中數(shù)字化測量技術(shù)的基本概況入手，進而探討當代數(shù)字化的測量技術(shù)和量具量儀的發(fā)展，具體研究了數(shù)字測量技術(shù)在數(shù)控切削加工領(lǐng)域的運用。

關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù)數(shù)字化測量原理精磨測量技術(shù)

中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0117-01

在機械制造與機械加工行業(yè)中，要實現(xiàn)高效率、高精度、功能齊全、過程穩(wěn)定的數(shù)控切削加工，我們就一定要注重數(shù)字化測量操作。當然，數(shù)字化測量操作是一個復雜的過程，牽涉到很多具體的實際操作問題。數(shù)字化測量處理出現(xiàn)問題，不但會對數(shù)控切削加工中零件的精度產(chǎn)生影響，還會使加工過程面臨刀具和數(shù)控機床發(fā)生碰撞的潛在危險。為此，本文將重點探討數(shù)字化測量的基本原理，并簡單介紹幾種常見的數(shù)字化測量精準技巧。

1 數(shù)控切削加工中數(shù)字化測量的基本原理

我們在數(shù)控切削加工機床上進行先進的切削加工，就一定要用到先進的數(shù)控切削刀具，我們首先要通過數(shù)字化測量來具體確定工件的坐標系中刀具刀位點的起始位置，也就是我們通常所說的數(shù)字化測量點或者起刀點;再通過定位裝夾來確定機床坐標系中工件的具體位置。這類高速且高效、精密又復雜、兼具穩(wěn)定可靠和綠色環(huán)保的先進數(shù)控切削加工技術(shù)就離不開精準的數(shù)字化測量技術(shù)與儀器，數(shù)字化的測量技術(shù)在數(shù)控切削刀具從設(shè)計制造再到使用的整個刀具產(chǎn)品的生命周期過程中都起著非常重要的作用。

數(shù)控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線、切削方法及工藝參數(shù)等，而這些在常規(guī)工藝中均可以簡化處理。因此，數(shù)控加工工藝比普通加工工藝要復雜得多，影響因素也多，因而有必要對數(shù)控編程的全過程進行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數(shù)控加工任務(wù)，可以有多個數(shù)控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線來安排工藝。數(shù)控加工工藝的多樣化是數(shù)控加工工藝的一個特色，是與傳統(tǒng)加工工藝的顯著區(qū)別。

由于數(shù)控加工的自動化程度較高，相對而言，數(shù)控加工的自適應(yīng)能力就較差。而且數(shù)控加工的影響因素較多，比較復雜，需要對數(shù)控加工的全過程深思熟慮，數(shù)控工藝設(shè)計必須具有很好的條理性，也就是說，數(shù)控加工工藝的設(shè)計過程必須周密、嚴謹，沒有錯誤。

凡經(jīng)過調(diào)試、校驗和試切削過程驗證的，并在數(shù)控加工實踐中證明是好的數(shù)控加工工藝，都可以作為模板，供后續(xù)加工相類似零件調(diào)用，這樣不僅節(jié)約時間，而且可以保證質(zhì)量。作為模板本身在調(diào)用中也是一個不斷修改完善的過程，可以達到逐步標準化、系列化的效果。

由于數(shù)控加工的自動化程度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過驗證后才能用于指導生產(chǎn)。在普通機械加工中，工藝員編寫的工藝文件可以直接下到生產(chǎn)線用于指導生產(chǎn)，一般不需要上述的復雜過程。

2 數(shù)控切削加工中數(shù)字化測量技術(shù)簡介

隨著科學技術(shù)和模具制造工藝的進一步發(fā)展，企業(yè)在數(shù)控切削加工中運用越來越多的數(shù)字化測量儀器來實現(xiàn)數(shù)控機床數(shù)字化測量操作的高效率和高精度，對于一些需要通過復雜數(shù)字化測量的工件也有了更多的精準技巧創(chuàng)新。

2.1 數(shù)控刀具與刀片數(shù)字化檢測技術(shù)

我們在實際的數(shù)控操作中主要運用到的是采用了測量的精密成形和復雜組合式的數(shù)控刀具與刀片幾何精度方面的非接觸式激光或者光學數(shù)字化檢測技術(shù)、儀器等。目前由于精磨測量技術(shù)的迅速發(fā)展，在線測量技術(shù)已可進行加工狀態(tài)的實時顯示，及時檢測是否出現(xiàn)異常現(xiàn)狀。專用刀具的檢測，需要用到滾刀檢測儀、齒輪測量中心、專業(yè)的精密數(shù)控拉刀測量儀、弧錐齒輪刀盤檢測儀等專用測量技術(shù)與儀器對其進行檢測。測量儀器是深受機床工業(yè)影響的行業(yè)。目前，組合式數(shù)控機床一般采用的技術(shù)有:激光技術(shù)(傳感技術(shù))、CAD/CAM耦合、激光集成、儀器儀表精密制造。這種機床的優(yōu)點明顯:在線檢測技術(shù)保證了加工過程(工具交換、傳送和放置時間)得到縮短，費用(物流、設(shè)備使用負荷)均得到降低，而產(chǎn)品質(zhì)量(整個流程自動進行)得到提高。

2.2 數(shù)控工具系統(tǒng)方面的檢測技術(shù)

一般而言，為了確保數(shù)字化測量的精度，我們會將數(shù)字化測量點盡量設(shè)置在工件零件的設(shè)計基準或者工藝基準之上。而現(xiàn)代數(shù)控工具系統(tǒng)方面的數(shù)字化檢測技術(shù)發(fā)展一般都具有很強的雙面約束性、兩面夾緊定位功能，并準備發(fā)展成為其主導結(jié)構(gòu)和功能，它可以為數(shù)控刀具的軸系提供綜合的剛度與精度，在幾何精度方面的檢測也要比傳統(tǒng)測量系統(tǒng)更加復雜精密。

2.3 數(shù)控刀具在機檢測

在數(shù)控刀具進行精度的安裝與切削加工過程中，我們可以選擇一定的數(shù)字化測量點對數(shù)控刀具進行在機的檢測，實時監(jiān)控其在使用時和使用后的磨損與破壞狀況。數(shù)控切削加工需要對批量產(chǎn)品在技術(shù)質(zhì)量的穩(wěn)定性和大型的難加工材料工件在加工質(zhì)量方面進行確保，就需要運用到在機檢測這種重要的技術(shù)方法。我們的工廠也迫切地需求這種可以進行可靠的數(shù)控刀具的在機精度的檢測與補償調(diào)整，并對磨損破損進行實時的監(jiān)控與維護。

3 數(shù)控切削加工中數(shù)字化測量技術(shù)主要發(fā)展方向

隨著生產(chǎn)水平的提高，高效率測量成為測量技術(shù)的主要指標，為了實現(xiàn)生產(chǎn)的高速化、高效率，必然要提高測量效率，近年，隨著在線測量技術(shù)、非接觸式測量技術(shù)的發(fā)展，筆者認為，數(shù)字化測量技術(shù)未來的其主要發(fā)展方向如下:

(1)測量精度的進一步發(fā)展。將會由傳統(tǒng)檢測儀器三維測量儀、投影儀等的μm級檢測向現(xiàn)代光電檢測設(shè)備的nm級發(fā)展;

(2)測量水平的發(fā)展。其主要表現(xiàn)在測量的范圍上，將會把測量范圍進一步增大，由點到面，由單一方向的測量向整體形狀測量方向發(fā)展;

(3)測量可靠性發(fā)展。這得益于標準化的日益完善，精密儀器的進一步開發(fā)。

4 結(jié)語

由于數(shù)控機床具體的操作中會使用到種類多樣、尺寸不一的測量工具，數(shù)字化的測量技術(shù)操作在數(shù)控切削加工時起著非常重要的作用。因此，我們一定要掌握現(xiàn)代測量技術(shù)操作的原理與要領(lǐng)，明確數(shù)字化測量操作中的具體環(huán)節(jié)，再根據(jù)具體的實際情況，選擇合適的數(shù)字測量方法、確定正確的程序指令、設(shè)置科學合理的測量參數(shù)與測量補償值，以期通過精確的數(shù)字化測量來實現(xiàn)數(shù)控切削加工程序編制的簡化，保證工件的加工質(zhì)量，提高零件的加工效率。

參考文獻

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