談數(shù)控加工的工藝制定

摘要：現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控切削加工已逐漸替代傳統(tǒng)切削加工。結(jié)合多年的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者對(duì)數(shù)控切削中材料的選擇、加工工藝方案的制定、切削刀具與切削用量的選擇、數(shù)控編程等方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控切削 加工工藝制定 選擇分析

數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行的切削加工。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，其效率高于普通機(jī)床的2～3倍。要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，正確地確定加工方案。對(duì)于不同零件、不同規(guī)模的加工，選擇的方案是有所不同的。選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案，確定合理的切削工藝，是數(shù)控加工的關(guān)鍵。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，應(yīng)對(duì)以下各方面進(jìn)行分析：

一、切削材料的選擇

材料的選擇與分析，決定切削加工中各工序的制定、熱處理的安排、切削參數(shù)的選定以及加工質(zhì)量的好壞等。材料選擇應(yīng)遵循的綜合原則是：首先滿(mǎn)足零件的使用性能要求，同時(shí)兼顧金屬材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的零件，應(yīng)選擇塑性材料；承受負(fù)荷大的零件，應(yīng)選擇高強(qiáng)度材料；承受摩擦和磨損的零件，應(yīng)選擇高硬度、耐磨性材料；承受沖擊負(fù)荷大的零件，應(yīng)選擇高韌性材料。在具體選擇材料時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況綜合做出判斷。

二、加工對(duì)象

（1）分析零件輪廓的幾何條件。在數(shù)控切削加工中需要手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓所有幾何元素進(jìn)行定義。分析零件圖時(shí)應(yīng)注意以下方面：零件圖上是否有漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響零件輪廓的構(gòu)成；零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程無(wú)法下手；零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難。

（2）分析形狀和位置精度的要求。零件圖樣上給定的形狀和位置公差，是保證零件形位精度的重要依據(jù)。加工時(shí)，要按照其要求，確定零件的定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，還可以根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制零件的形狀和位置精度。

（3）分析尺寸精度要求。在該項(xiàng)分析過(guò)程中，還可以同時(shí)進(jìn)行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對(duì)尺寸及尺寸鏈計(jì)算等。例如，在利用數(shù)控車(chē)床車(chē)削零件時(shí)，常常對(duì)零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的平均值，作為編程的尺寸依據(jù)，以保證尺寸要求。

（4）分析表面粗糙度要求。表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，是零件后續(xù)配合使用精度的關(guān)鍵，也是合理選擇數(shù)控機(jī)床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。

（5）分析熱處理要求。零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是確定零件熱處理工藝安排、選擇切削刀具、數(shù)控機(jī)床型號(hào)、確定切削用量的重要依據(jù)。

三、工件的裝夾方式與設(shè)計(jì)夾具

根據(jù)已確定的工件加工部位、定位基準(zhǔn)和夾緊要求，選用或設(shè)計(jì)夾具。例如，在切削薄壁零件時(shí)，因薄壁零件壁薄、剛性差，裝夾時(shí)易產(chǎn)生變形，為保證薄壁零件的切削加工精度，必須合理選用夾具。但是，通常情況下的夾具都不能滿(mǎn)足加工要求。為此，在加工薄壁零件時(shí)，就應(yīng)設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。

四、加工方案

在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的外形及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。制定加工方案時(shí)，一般應(yīng)遵循的原則是：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短。

五、切削刀具

數(shù)控切削刀具的合理選擇，直接關(guān)系到切削質(zhì)量的好壞。俗話說(shuō)“三分技術(shù)七分刀具”，就是這個(gè)道理。刀具選擇時(shí)，必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)；必須有穩(wěn)定的切削性能，能夠承受較高的切削速度；必須能較穩(wěn)定地?cái)嘈迹芸焖俑鼡Q且能保證較高的換刀精度。

六、切削參數(shù)

數(shù)控切削編程時(shí)，必須確定每道工序的切削用量參數(shù)。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，如機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性等。一般情況下，切削參數(shù)的分析主要是指以下方面：切削速度快慢直接影響切削效率；切削深度主要受機(jī)床剛度的制約，在機(jī)床剛度允許的情況下，切削深度應(yīng)盡可能大；主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具允許的切削速度來(lái)確定。

七、編寫(xiě)加工程序

編寫(xiě)數(shù)控加工程序時(shí)，首先要對(duì)編程原點(diǎn)進(jìn)行分析；其次，選擇走刀路線時(shí)，加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度。另外，應(yīng)使數(shù)控程序具有良好的可讀性、可修改性。

（作者單位：山東輕工業(yè)學(xué)院、濟(jì)南市技師學(xué)院）