傳統加工與數控加工的特點比較探析

摘 要：數控加工工藝是傳統加工工藝、計算機輔助設計、輔助制造技術與計算機數控技術的有機結合，該工藝源自于傳統加工工藝。本文首先分析了數控加工工藝的兩大特點，在此基礎上從刀具選擇、夾具、切削用量、加工方式等五個方面探討了數控加工工藝與傳統機加工工藝的區別，并對兩者的特點進行了分析。

關鍵詞：傳統機加工工藝 數控加工工藝 特點 比較

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0092-01

較之傳統的加工工藝，數控加工方式作為當今的主流加工方式，在加工工藝方面產生了極大的變革，本文認為需要不斷了解這些區別，才能更好的使用數控加工工藝，從而保證數控加工的整個過程都順利進行。

1 工藝復雜性

數控加工工藝一般需要考慮加工零件的定位基準、工藝性、工藝路線制定、刀具選擇、裝夾方式、工藝參數以及切削方法等，而在傳統加工方式中，這些注意事項均被簡化處理了。所以，數控加工工藝要比普通加工工藝影響因素更多一些，也更復雜一些，因此對數控加工工藝的整個過程要進行全面分析，采用合理的加工工藝，并從整體上對加工方案進行完善。在完成數控加工任務中，一樣的任務有多種不同的方案，可以從加工刀具的角度來選擇加工工藝，也可以從加工部位的角度出發選擇加工工藝。數控加工工藝的復雜、多變是其最為顯著的特征，也是與傳統加工方式的主要區別所在。

2 刀具選擇

我們應該根據不同的加工方法和加工工藝來選擇不同的刀具。特別是對與傳統速度切削加工機理迥異的高速切削來說，此種切削方式可以有效地提高加工質量與加工效率、大大地縮短加工周期以及減少切削變形的顯著優勢，由于在制造業中的應用不斷增加致使高速切削刀具的需求也不斷增加。此外，還有一種干切削方式，干切削顧名思義就是在切削時加極少的切削液甚至不加切削液，因其這一特性就對刀具提出了更高的耐熱要求，相比普通機床，它對刀具的性能要求更高。目前刀具制造商的角色也與原先相比發生了重要的轉變，現在的刀具制造商不僅僅單純的從事刀具生產、供應，也將精力很多地投入到開發新切削工藝及相應的配套技術、產品。他們合作關系中地位，也從單純的甲方、乙方提升到了制造企業在控制產品成本，提升產品質量方面的生要合作伙伴，同時他們也積極地為用戶提供更為全面的技術與服務支持。

3 夾具選擇

由于數控加工自身特點，對使用的夾具有著基本要求。第一，機床坐標方向較之夾具的坐標方向來說，應保持固定不變。第二，對于零件和機床坐標系之間的尺寸關系應協調好，這一點是與普通機床加工的重要區別。為了要確保機床坐標系與零件工作坐標系固定的尺寸關系，數控加工中心夾具本身應該以工作臺的基準孔或基準槽進行定位并安裝。裝夾分別有定位與夾緊兩個非常重要的步驟，與傳統加工需要多次裝夾相比，數控機床可以一次裝夾并加工不同的面，極大地減少了因裝夾頻繁帶來的誤差。為了定位與夾緊更為方便與迅速，生產商也在不斷設計和使用專用夾具，但是此夾具的生產成本較高，在產量不大的情況下分攤在每個產品上的夾具費也更高，這是個不能忽視的問題，需要慎重選擇。如果采用儀表調試方法進行定位，選用普通的壓緊元件去夾緊，可以在一定程度上降低成本。

4 熱變形

一般在切削過程中不可避免的都會出現一定程度的熱變形，而精加工時熱變形會影響最終產品加工的精確度，在傳統加工方式中，區分各加工階段十分容易，因每道工序間的間隔時間較長，故可待前一個加工產生的升溫變為正常時再進行下步的精細加工，如果精細加工可以分為多個步驟，那么可以通過增加每個步驟之間的時間來進一步降低熱變形帶來的不利影響。

數控加工中的熱變形則是個較為突出的問題，由于數控加工是同時對多個面進行加工，這樣導致切削中產生的熱量無法及時消散，但如果像傳統加工那樣空出停留時間則又會影響了加工效率。如果能夠發現熱變形的規律并通過編輯生產程序作以適當補償是解決這一問題的方法，但可惜的是目前還未找到發現變形規律的可靠方法，所以在生產精密度較高的零件時也只能采用普通機床加工先冷卻后再進行精加工這一方式。

5 加工方式

由于數控加工的自身特點，對于傳統機床來說并不適用的加工方式，在數控加工中的可行性卻很高，利用尾座導向支撐鏜和傳遞的懸臂鏜，都已經被固定循環方式和調頭鏜所取代。傳統孔位加工工藝中的修整法、充填法、空刀法都已經被背鏜法、數控修整法和圓弧插補所替換。新的加工工藝硬切削，在降低加工成本、減少設備資金投入、提高加工效率方面效果顯著，對傳統加工方式造成一定沖擊，用切削取代磨削是未來的主要發展趨勢。作為綠色加工工藝的干切削，較之濕切削具有很多優勢，然而，也有切削變形加劇、切削力增大、工件加工質量不易保證、刀具耐用度降低等劣勢，通過分析干切削的影響因素和各種條件，為了彌補切削的缺點，需要尋求相應的解決方案及技術措施，上述缺點對于干切削來說瑕不掩瑜，干切削將是未來的主流加工方式。對于數控加工來說，高速加工受到廣泛的認可，以模具加工為例，主要具備以下優點：傳統加工工藝大致可以分為：粗-半精-精-磨削等流程，而在高速加工時代，這些工序可并為一到兩個流程中，并且由于其在加工精度方面的保障性，可以將磨削加工工序省去。高速加工的切削速度較之普通加工來說有五到十倍的優勢，可以大幅節省加工時間，為直徑較小的刀具使用帶來便利，而且可以加工壁厚較小、強度和硬度都較高的脆性材料，可替代某些工藝，經濟效益得到明顯提升，其一道工序的加工質量和精度，要普通加工經過多道工序方可達到，大大提升了生產效率。

6 柔性化程度

傳統通用機床的特點是擁有較好的柔性，但效率較低；傳統專用機床的特點是有較高的效率，其適應性較差，柔性差，剛性大，適應市場激烈競爭的能力較低。這就需要我們轉變程序，通過數控的方式進行加工，在實現自動化的同時，柔性和效率都能有所提升，可見，數控加工對于當前市場來說，具有很好的適應性。

7 結論

綜上所述，傳統加工是數控加工的基礎，數控加工是集傳統加工、CAE、CAM于一體的加工方式，本文通過對傳統機床加工工藝與數控加工工藝的對比，歸納總結出各自的優點與缺點，以期為數控加工的發展提供一些參考，進而更好的編制出科學合理的文件。

參考文獻

[1]郭英杰.淺談數控加工切槽與切斷[J].張家口職業技術學院學報，2010（1）：51-53.

[2]高素琴.數控車床螺紋加工指令的分析與應用[J].南通職業大學學報，2011（1）：77-79.

[3]吳霞，周太平.數控加工中的工藝與夾具設計若干問題探討[J].煤礦機械，2010，31（2）：96-98.

①作者簡介：王陽（1986—），男，陜西省西安市長安縣人，本科，陜西黃河集團有限公司，助理工程師，研究方向：機械加工。