數控銑床加工過程中廢品產生的原因分析

陳志佳

（龍巖技師學院，福建 龍巖 364000）

能源利用率偏低是當前數控銑床加工所存在的普遍問題，在進行生產的過程中還會產生大量SO2和CO2氣體，數控銑床產生的廢料將嚴重影響空氣質量，減少廢料對環境的污染是當前工業生產可持續發展中迫切需要解決的問題，也是相關科學家必須研究的中心方向。因此，分析數控銑床在加工過程中產生廢料的原因具有十分重要的意義。

1 數控銑床加工過程中廢品產生的原因

1.1 加工工序錯誤

數控銑床上最重要的工序是：首先，準備加工所需的材料，然后對其進行淬火、時效熱處理；其次，在此基礎上，用白熾燈消除剩余電壓，進行數控銑床，最后，用數控銑床鉆孔、車架等完成加工。

數控銑床的加工順序必須遵循工藝集中的原則，由簡到難，若工序順序出現差錯，必然導致上下工序不一致，定位誤差過大，從而產生廢品。如先加工內模，再加工外模，這樣可減少重復定位的次數。首先處理外模，然后再處理內模，不可避免地增加重復定位的次數，增加換刀的次數，從而導致不合適的切削和加工產品。經分析認為，卡板在數控銑床過程中不能預先設定是造成誤差的主要原因。

為了避免加工誤差，程序設計語言中使用單字數常數時，必須預先定義切削參數，在字符前面加上單引號，數控銑床分為“六步逐個進行”：①選擇機用平口鉗，選擇粗銑內孔；②選擇機用壓板，選擇粗銑二橢圓側面；③選擇零件端蓋主軸轉速，選擇粗銑圓弧面；④選擇工件端蓋進給速度，選擇精銑內孔；⑤選擇銑床切削用量，選擇精銑兩橢圓側面；⑥設置銑床銑頭背食刀轉速，選擇精銑圓弧面。本課題主要研究數控銑床的加工工藝，并在此基礎上創建加工流程圖。僅從原則上說，在合理安排數控銑床配置之前，數控銑床才不會加工廢品。

1.2 刀具用錯

數控銑床加工中，刀具的選擇是一個非常重要的環節。通過NC編程實現人機交互，當刀具安裝在刀庫中時，如果刀具尺寸與數控銑床加工的工件形狀不一致，則數控銑床加工的工件形狀必須與數控銑床加工的工件形狀一致，在加工過程中，無論選刀還是換刀，都不能精確地安裝在刀具主軸上，從而造成了數控銑床加工的浪費。在數控銑床上加工時，刀具選型受刀具耐久性的限制，使用不當極易產生廢品，通過計算，確定了刀具的抗阻極限。切割阻力K計算公式如下：

公式（1）中，加工零件尺寸與刀具尺寸的鍥合度用t表示，設備主軸的電機功率用l表示，轉速用x表示，進給速度用d表示，加工時的切削速度用v表示，通過公式(1)得出，數控銑床加工刀具尺寸與工件尺寸的配合越緊密，耐用度越高；而刀具尺寸與工件尺寸的配合越緊密，耐用度越低。其方法是，使用錯刀后，刀具壽命大大降低，數控銑床不能精確加工，造成浪費。

1.3 程序調錯

數控銑床編程是數控銑床加工中的一個重要環節。數控銑床的程序設置不當，必然會增加程序消耗率，導致數控銑床加工產生廢品現象。通過計算，得出了設置數控銑床的程序消耗率的公式：

公式(2)中，L代表總字符數，s則表示工作指令所設置的速度，而T是所設定的運行時間。如果程序設置得不恰當，程序中的隨機性會不可避免地增加，從而造成“報廢”，正確的程序能提高代碼的執行效率，在正確的程序下應用C語言可以使數控銑床編程代碼的執行效率得到有效提升。數控銑床加工中，如果程序設置有誤，用C語言就無法正確地編程，從而導致加工路徑的偏差，造成不必要的浪費，產生廢品加工。

數控銑床加工時，需要對Pod/NECD.C進行初始化，然后對/Deef進行初始化。在數控銑床程序調用指令時，C程序會跳行執行控制從一種代碼到另一種代碼，C語言參數會將部件的編程數據轉換為C語言代碼，數控銑床程序不能自動執行堆棧中的Serd壓力機下一個指令，這就意味著：如果不調用數控銑床程序手冊，數控銑床程序在加工過程中會產生廢品。

1.4 原點設錯

數控銑床的原點用于表示坐標系的位置，如果原點設置不當，將導致刀具基準的丟失，從而偏離數控銑床預定的工作流程，位置的調整直接影響數控銑床的加工精度。數控銑床是數控加工中的一個重要環節，它的影響因素包括：驅動曲線、時間、加工內容和外力。利用刀具步進量計算數控銑床的加工原點，可準確確定機床的位置。在數控銑床上孔加工長度計算公式如下：

數控銑床加工過程中表面在插補段范圍內沿進給方向所產生的內公差用ε表示，在插補段范圍內沿進給方向所產生的外公差用f表示。本文通過對數控銑床鉆孔加工步長的分析，認為數控銑床的內徑和外徑公差在插補區和外徑公差中都會有一定的增加，從而造成加工廢品。為解決數控銑床原點設定誤差的問題，只能對數據變量進行控制優化。由公式（3）可知，數控銑床的控制方程式E計算如下：

公式（4）中，W為數控播種機加工中的比例尺誤差。使用公式（4）后，該方法有利于采用層次化、非支配的快速排序方法，將優化函數解的復雜性降低到最小；最后，通過不斷迭代，采用最優策略提高優化性能，通過控制數控銑床原點數據變量，避免由于原點設置不合理而導致的誤差，實現了兩個不同子目標之間的優化效果的對比。

1.5 加工坐標系參數偏差大

數控銑床坐標系參數的設置對C數控銑床加工坐標系參數的偏移有很大的影響，偏移過大會導致刀具軌跡偏離預期，從而造成產品報廢。數控銑床機床的加工坐標系統是建立在加工原點上的，即在加工坐標系中，參數誤差的設定誤差較大。為了減小數控銑床坐標系參數偏差，減少加工廢品量，在編程時采用加工坐標系來確定加工位置，并在編程時進行標定。

在unigraphicsNX軟件協調函數的基礎上，分別設置了x軸、Z軸、Y軸坐標，確定數控銑床的三坐標導向。實際加工時，要保證原料在機床上的位置。另外，數控銑床的加工坐標系參數需要在UnigraphicsNX軟件中重新設定。所述方法包括：首先，確定數控銑床的坐標系；采用NX軟件進行加工操作，形成了程序父節點組、刀具父節點組、幾何加工父節點組和加工方法父節點組四個父節點組。這些工具主要用來管理每一個加工操作，指導每一個加工操作；使用這些工具時，運用幾何學和零件幾何學，以及零件的加工方向。

1.6 對刀值輸錯

定位夾緊數控銑床后，必須輸入正確的對刀值，使工件能夠精確地定位到零件上，保證對刀值盡量接近數控銑床的原始坐標。在數控銑床加工中，刀具設置值輸入誤差嚴重影響了數控銑床加工優化目標的實現。針對數控銑床存在的刀值誤差及廢品的避免等問題，對數控銑床刀值參數進行了優化設計。

2 結語

當前，國內外關于數控銑床報廢原因的研究還存在著一些問題。對數控銑床產生廢料的原因進行了深入分析，得出了一些研究成果。在此基礎上，解決了數控銑床產生廢品的問題。深入分析這一問題，對于優化數控銑床加工過程具有一定的現實意義和指導意義。