数控铣床加工过程中废品产生的原因分析

陈志佳

（龙岩技师学院，福建 龙岩 364000）

能源利用率偏低是当前数控铣床加工所存在的普遍问题，在进行生产的过程中还会产生大量SO2和CO2气体，数控铣床产生的废料将严重影响空气质量，减少废料对环境的污染是当前工业生产可持续发展中迫切需要解决的问题，也是相关科学家必须研究的中心方向。因此，分析数控铣床在加工过程中产生废料的原因具有十分重要的意义。

1 数控铣床加工过程中废品产生的原因

1.1 加工工序错误

数控铣床上最重要的工序是：首先，准备加工所需的材料，然后对其进行淬火、时效热处理；其次，在此基础上，用白炽灯消除剩余电压，进行数控铣床，最后，用数控铣床钻孔、车架等完成加工。

数控铣床的加工顺序必须遵循工艺集中的原则，由简到难，若工序顺序出现差错，必然导致上下工序不一致，定位误差过大，从而产生废品。如先加工内模，再加工外模，这样可减少重复定位的次数。首先处理外模，然后再处理内模，不可避免地增加重复定位的次数，增加换刀的次数，从而导致不合适的切削和加工产品。经分析认为，卡板在数控铣床过程中不能预先设定是造成误差的主要原因。

为了避免加工误差，程序设计语言中使用单字数常数时，必须预先定义切削参数，在字符前面加上单引号，数控铣床分为“六步逐个进行”：①选择机用平口钳，选择粗铣内孔；②选择机用压板，选择粗铣二椭圆侧面；③选择零件端盖主轴转速，选择粗铣圆弧面；④选择工件端盖进给速度，选择精铣内孔；⑤选择铣床切削用量，选择精铣两椭圆侧面；⑥设置铣床铣头背食刀转速，选择精铣圆弧面。本课题主要研究数控铣床的加工工艺，并在此基础上创建加工流程图。仅从原则上说，在合理安排数控铣床配置之前，数控铣床才不会加工废品。

1.2 刀具用错

数控铣床加工中，刀具的选择是一个非常重要的环节。通过NC编程实现人机交互，当刀具安装在刀库中时，如果刀具尺寸与数控铣床加工的工件形状不一致，则数控铣床加工的工件形状必须与数控铣床加工的工件形状一致，在加工过程中，无论选刀还是换刀，都不能精确地安装在刀具主轴上，从而造成了数控铣床加工的浪费。在数控铣床上加工时，刀具选型受刀具耐久性的限制，使用不当极易产生废品，通过计算，确定了刀具的抗阻极限。切割阻力K计算公式如下：

公式（1）中，加工零件尺寸与刀具尺寸的锲合度用t表示，设备主轴的电机功率用l表示，转速用x表示，进给速度用d表示，加工时的切削速度用v表示，通过公式(1)得出，数控铣床加工刀具尺寸与工件尺寸的配合越紧密，耐用度越高；而刀具尺寸与工件尺寸的配合越紧密，耐用度越低。其方法是，使用错刀后，刀具寿命大大降低，数控铣床不能精确加工，造成浪费。

1.3 程序调错

数控铣床编程是数控铣床加工中的一个重要环节。数控铣床的程序设置不当，必然会增加程序消耗率，导致数控铣床加工产生废品现象。通过计算，得出了设置数控铣床的程序消耗率的公式：

公式(2)中，L代表总字符数，s则表示工作指令所设置的速度，而T是所设定的运行时间。如果程序设置得不恰当，程序中的随机性会不可避免地增加，从而造成“报废”，正确的程序能提高代码的执行效率，在正确的程序下应用C语言可以使数控铣床编程代码的执行效率得到有效提升。数控铣床加工中，如果程序设置有误，用C语言就无法正确地编程，从而导致加工路径的偏差，造成不必要的浪费，产生废品加工。

数控铣床加工时，需要对Pod/NECD.C进行初始化，然后对/Deef进行初始化。在数控铣床程序调用指令时，C程序会跳行执行控制从一种代码到另一种代码，C语言参数会将部件的编程数据转换为C语言代码，数控铣床程序不能自动执行堆栈中的Serd压力机下一个指令，这就意味着：如果不调用数控铣床程序手册，数控铣床程序在加工过程中会产生废品。

1.4 原点设错

数控铣床的原点用于表示坐标系的位置，如果原点设置不当，将导致刀具基准的丢失，从而偏离数控铣床预定的工作流程，位置的调整直接影响数控铣床的加工精度。数控铣床是数控加工中的一个重要环节，它的影响因素包括：驱动曲线、时间、加工内容和外力。利用刀具步进量计算数控铣床的加工原点，可准确确定机床的位置。在数控铣床上孔加工长度计算公式如下：

数控铣床加工过程中表面在插补段范围内沿进给方向所产生的内公差用ε表示，在插补段范围内沿进给方向所产生的外公差用f表示。本文通过对数控铣床钻孔加工步长的分析，认为数控铣床的内径和外径公差在插补区和外径公差中都会有一定的增加，从而造成加工废品。为解决数控铣床原点设定误差的问题，只能对数据变量进行控制优化。由公式（3）可知，数控铣床的控制方程式E计算如下：

公式（4）中，W为数控播种机加工中的比例尺误差。使用公式（4）后，该方法有利于采用层次化、非支配的快速排序方法，将优化函数解的复杂性降低到最小；最后，通过不断迭代，采用最优策略提高优化性能，通过控制数控铣床原点数据变量，避免由于原点设置不合理而导致的误差，实现了两个不同子目标之间的优化效果的对比。

1.5 加工坐标系参数偏差大

数控铣床坐标系参数的设置对C数控铣床加工坐标系参数的偏移有很大的影响，偏移过大会导致刀具轨迹偏离预期，从而造成产品报废。数控铣床机床的加工坐标系统是建立在加工原点上的，即在加工坐标系中，参数误差的设定误差较大。为了减小数控铣床坐标系参数偏差，减少加工废品量，在编程时采用加工坐标系来确定加工位置，并在编程时进行标定。

在unigraphicsNX软件协调函数的基础上，分别设置了x轴、Z轴、Y轴坐标，确定数控铣床的三坐标导向。实际加工时，要保证原料在机床上的位置。另外，数控铣床的加工坐标系参数需要在UnigraphicsNX软件中重新设定。所述方法包括：首先，确定数控铣床的坐标系；采用NX软件进行加工操作，形成了程序父节点组、刀具父节点组、几何加工父节点组和加工方法父节点组四个父节点组。这些工具主要用来管理每一个加工操作，指导每一个加工操作；使用这些工具时，运用几何学和零件几何学，以及零件的加工方向。

1.6 对刀值输错

定位夹紧数控铣床后，必须输入正确的对刀值，使工件能够精确地定位到零件上，保证对刀值尽量接近数控铣床的原始坐标。在数控铣床加工中，刀具设置值输入误差严重影响了数控铣床加工优化目标的实现。针对数控铣床存在的刀值误差及废品的避免等问题，对数控铣床刀值参数进行了优化设计。

2 结语

当前，国内外关于数控铣床报废原因的研究还存在着一些问题。对数控铣床产生废料的原因进行了深入分析，得出了一些研究成果。在此基础上，解决了数控铣床产生废品的问题。深入分析这一问题，对于优化数控铣床加工过程具有一定的现实意义和指导意义。