淺析數控加工工藝的制定

摘 要：隨著機械制造業的迅猛發展，對數控加工行業的需求越來越多，要求越來越高，數控加工工藝越來越成為高質高產高效低耗的一種技術保證。因此研究數控加工工藝，并使之不斷的精確合理，是實現機械制造業不斷發展的推動力。文章分別闡述數控加工工藝的幾個關鍵步驟，并根據實踐經驗，提出了若干不同的參考方案，以期能為數控加工工藝的發展提供借鑒。

關鍵詞：工藝；工序；夾具

1 數控加工的基本概念

數控技術即是數字控制技術，它將計算機的數字化口令運用到機械加工中，以實現智能化控制，并完成自動修正、自動調節與補償等工作；數控系統可與多個仿真軟件集成合并，共同實現中央集中控制的群控加工。

2 數控加工主要工藝

一般來說數控加工工藝主要包括如下內容：

（1）識讀待加工對象的圖樣結構，分析其技術要求，確定加工部位，制定工藝方案，比如怎樣劃分工序、按什么順序加工等。

（2）設計加工工序。比如怎樣定位和夾緊零件，怎樣選擇刀具和夾具，怎樣確定切削用量、怎樣劃分工步等。

（3）編制數控程序。要注意絕對坐標系與相對坐標系的關系，注意對刀點、換刀點的確定，加工路線的確定以及刀具的補償。

（4）合理分配各道工序的余量及偏差。

3 數控加工工藝分析

3.1 零件工藝性分析

3.1.1 零件所注尺寸應盡量減少編程時的數學計算

在零件圖上，最好能直接給出坐標尺寸，或以同一基準標注尺寸。在編程時，利于尺寸之間協調，在編程原點設置時，便于保持與設計基準、工藝基準的一致。

3.1.2 零件各部分的結構形狀應便于切削加工

空腔零件的形狀尺寸最好能內外一致，以減少刀具規格和換刀次數；零件的被加工部位的輪廓形狀、尺寸大小，盡可能要符合數控加工的要求。

3.2 加工方法的選擇與加工方案的確定

零件的加工方法與其形狀、尺寸和熱處理要求等有關，首先要保證加工表面的加工精度，同時還要參考工藝手冊經濟加工精度的要求，例如，對于IT7級精度的外圓采用車、磨等方法均可達到，但由粗到精的車削方法可以減少刀具的更換次數，降低時間成本。

制定加工方案時，首先考慮表面的精度和表面粗糙度的要求，比較各種加工方法，根據經濟性和合理性原則，甄選出所需的加工方法，對于零件上比較精密表面的加工，常常是通過由粗到精逐步加工的，例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，一般要先鉆孔，再擴孔，再粗鉸孔最后精鉸孔等順序來加工。

3.3 工序與工步的劃分

數控加工零件，在一次裝夾中應盡量集中多道工序，甚至全部工序。所以應先根據零件圖樣，分析零件的加工工序。其次，再根據加工精度和效率兩方面對工序進行工步劃分，一般參照以下幾個方面：

（1）按照先粗加工后精加工的順序依次加工同一表面，或將整個零件按先粗加工后精加工分開進行。

（2）既有平面加工又有孔加工的零件，可先加工平面后加工孔。這樣可以減少切削平面產生的內應力引起對孔的精度的影響。

（3）按刀具劃分工步，同一種加工刀具可連續為幾個表面進行加工，而視為一個工步，這樣可以減少換刀次數，降低時間成本，提高加工效率。

3.4 零件的定位安裝與夾具的選擇

定位安裝零件應注意：設計基準、工藝基準與編程所采用的基準盡量一致；盡可能減少裝夾次數，以免多次裝夾增加誤差；不要占機調整，以免增加時間成本。

選擇夾具時，加工單件小批零件，可采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以減少準備時間，提高效率；大批量生產零件時，一般選專用夾具，以減少裝夾時間；夾具各部分的結構與尺寸應合理，不能妨礙對零件的加工。

3.5 刀具的選擇與切削用量的確定

選擇刀具首先要考慮工件材料，不同材料適合的加工刀具也不同，其次要考慮的是工序內容，對于加工孔來講，擴孔和鉸孔得到的尺寸和精度不同，所以刀具也應不同。另外對刀具的精度、剛度、耐用度等方面都有較高要求，所以必須要優選刀具參數。

選取刀具時，刀具的形狀尺寸應與零件的表面形狀和尺寸相適應，例如，加工平面零件側面輪廓，一般選立銑刀，銑削較大平面時，應選端銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；粗加工或加工毛坯表面時，選鑲硬質合金銑刀；加工曲面立體輪廓或變傾角零件時，常采用球頭銑刀或環形刀等。

切削用量因零件材質和加工要求而不同。粗加工時，一般以提高生產率為主，同時考慮到刀具和機床的耐用性，切削用量可以適當大些；半精加工和精加工時，為保證加工質量，同時又不致降低效率，增加成本，可以適當降低切削用量。

3.6 對刀點與換刀點的確定

“對刀點”和“換刀點”的選擇，牽涉到編程的精確性，因此，應慎重對待，一般來講，對刀點可選在工件上，也可選在工件外面某一點，但該點必須與零件的定位基準有明確的尺寸關系。

因加工過程中需要換刀，故應規定換刀點，即刀架轉位換刀時的位置。該點可以固定為某一點，也可以設定為任意一點，但換刀點都應設在工件或夾具的外部，以免刀架轉位時碰撞工件造成損傷，具體設定值可通過計算確定或者根據具體情況，實際測量而得。

3.7 加工路線的確定

工件的加工路線各不相同，但確定時有幾條基本原則可供參考：

（1）應使走刀路線最短，這樣既利于編程，又能減少空刀時間，提高效率。

（2）應使走刀距離便于計算，以減少編程工作量，減少出錯。

（3）必須保證被加工表面的精度和表面粗糙度。

4 結束語

數控加工工藝復雜而且多樣化，在加工技術高速發展的今天，只有不斷引進、改進、研發新的數控加工工藝，并將其合理應用到機械制造行業之中，才能更好地為現代機械制造業服務并進一步增強我國制造技術在國際技術市場的競爭力。

參考文獻

[1]關雄飛.數控加工工藝與編程[M].機械工業出版社，2011，8.

[2]吳新佳.數控加工工藝與編程[M].西安電子科技大學出版社，2012，5.

[3]周曉宏.數控加工工藝[M].機械工業出版社，2011，1.

作者簡介：呂虹霖（1971-），女，漢族，山東省煙臺市人，煙臺汽車工程職業學院，本科，講師，研究方向：機械工程。