淺談數(shù)控加工工藝

徐剛

【摘要】：數(shù)控車削加工工藝是目前數(shù)控機床這種高效率設備必須重視的一個首要問題，本文根據(jù)數(shù)控加工的基本特點分析了數(shù)控加工工藝的基本內容。并且有針對性的提出了在數(shù)控加工工藝的設計過程中應掌握的要點，并對數(shù)控車削加工工藝進行了具體的分析，并提出了科學合理的改進建議。

【關鍵詞】： 數(shù)控加工 工藝設計 分析 改進建議

【中圖分類號】TG659

數(shù)控加工根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件，編制零件數(shù)控加工程序，并輸入到數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，以控制數(shù)控機床中刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。數(shù)控加工的原理是通過把數(shù)字化了的刀具移動軌跡信息（通常指CNC加工程序），傳入數(shù)控機床的數(shù)控裝置，經過譯碼、運算，指揮執(zhí)行機構（伺服電機帶動的主軸和工作臺）控制刀具與工件相對運動，從而加工出符合編程設計要求的零件。數(shù)控加工的工藝設計和傳統(tǒng)的工藝設計相似，也是需要遵循以下步驟：分析零件、確定毛坯、設計工藝過程、工序設計以及填寫工藝文件等。

數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，應用于整個數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們大量數(shù)控加工實踐的經驗總結。數(shù)控車削加工工藝科學的分析是保障數(shù)控車削加工零件順利完成的前提條件，分析的內容包括切削用量及確定零件的選擇、設計工序及工步、優(yōu)化并計算加工的軌跡、圖紙的加工工藝分析、選擇設計工具及夾具、加工工藝技術文件的編制。本文就數(shù)控車削加工工藝進行了具體的分析，并提出了科學合理的改進建議。

一、數(shù)控加工工藝的內容：

（1） 選擇并確定進行數(shù)控加工的零件及內容；

（2） 對零件圖紙進行數(shù)控加工的工藝分析；

（3） 數(shù)控加工的工藝設計；

（4） 對零件圖紙的數(shù)學處理；

（5） 編寫加工程序單；

（6） 按程序單制作控制介質；

（7） 程序的校驗與修改；

（8） 首件試加工與現(xiàn)場問題處理；

（9） 數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。

二、數(shù)控加工工藝具體的分析

包括內容：產品的零件圖樣分析和結構工藝性分析兩部分。

（1） 零件圖樣分析

①零件圖上尺寸標注方法應適應數(shù)控加工的特點；②分析被加工零件的設計圖紙 ；③構成零件輪廓的幾何元素（點、線、面）的條件（如相切、相交、垂直和平行等），是數(shù)控編程的重要依據(jù)。

（2） 零件的結構工藝性分析

①零件的內腔與外形應盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸；②內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內槽圓角半徑不應太小； ③零件銑槽底平面時，槽底圓角半徑r不要過大； ④應盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工，為此要選擇便于各個表面都能加工的定位方式；若需要二次裝夾，應采用統(tǒng)一的基準定位。

三、數(shù)控加工的工藝路線設計

數(shù)控加工的工藝路線設計與普通機床加工的常規(guī)工藝路線擬定的區(qū)別主要在于它僅是幾道數(shù)控加工工藝過程的概括，而不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，而且要兼顧常規(guī)工序的安排，使之與整個工藝過程協(xié)調吻合。

1、工序的科學劃分

保持精度原則和提高生產效率原則是數(shù)控機床加工時的兩種劃分原則。保持精度也就是工序要盡量集中，粗、細在完成過程中應該分開進行，這樣就會降低熱及切削刀變形對工件的位置、尺寸精度等得影響，保證工件的形狀要求；提高生產效率的原則，也就是在操作過程中提高成功率，減少換刀次數(shù)，節(jié)省時間，也應該減少空行程。

（1）劃分方法 ：①按安裝次數(shù)劃分工序； ②按所用刀具劃分工序； ③按粗、精加工劃分工序；④按加工部位劃分工序 。

（2） 加工順序的安排

①盡量使工件的裝夾次數(shù)、工作臺轉動次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程時間減至最少，提高加工精度和生產率；②先內后外原則；③精度要求較高的主要表面的粗加工應安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時，一般也需先加工大表面；④在同—次安裝中進行的多個工步，應先安排對工件剛性破壞較小的工步；⑤在保證加工質量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序；⑥加工中容易損傷的表面（如螺紋等），應放在加工路線的后面。

數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點

由于數(shù)控加工采用了計算機控制系統(tǒng)和數(shù)控機床，使得數(shù)控加工具有加工自動化程度高、精度高、質量穩(wěn)定、生成效率高、周期短、設備使用費用高等特點。在數(shù)控加工工藝上也與普通加工工藝具有一定的差異。普通加工工藝：許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據(jù)實際經驗和習慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證

2、 數(shù)控加工工藝現(xiàn)存的問題

（1）數(shù)控加工操作人員的理論水平受限，從事多年的數(shù)控加工人員積累了豐富的實踐經驗，但目前科技及各方面的飛速發(fā)展，操作者的理論知識水平并沒有完全適應整個社會的發(fā)展水平。因此，導致了一些新技術沒能及時的運用到實踐中去，這樣也就是阻礙了我國整個數(shù)控領域的發(fā)展水平。

（2）數(shù)控企業(yè)的投資相對不足影響加工工藝的發(fā)展，在我國很多數(shù)控加工企業(yè)為了得到更多的利潤，投入的就相對不足，工量具的設備不足也導致了在實際操作中的障礙出現(xiàn)，在加工的工程中出現(xiàn)問題零件，沒有合適的工具而不能及時的補救零件，降低了工作的效率。

3、具體的改進措施

（1）企業(yè)加大對現(xiàn)有技術人員的培訓力度，制定出具體的進修計劃，大力培養(yǎng)在職技術人員的理論水平，從而提高工作效率；同時積極引進高學歷技術人員，通過他們先進的理念及時的對現(xiàn)有的數(shù)控車削加工工藝進行科學的分析調整，使數(shù)控車削加工工藝適應社會的發(fā)展狀態(tài)，不落后于其他企業(yè)或國家。

（2）企業(yè)高管要把眼光放遠，加大投資力度，保證企業(yè)的順利發(fā)展。只要堅持原則，投入越多回報越大，這是一個正常的發(fā)展規(guī)律，運用科學、先進的理論進行數(shù)控車削的加工工藝分析，與實際的操作結合起來，肯定會為企業(yè)帶來更多的效益。

隨著計算機技術突飛猛進的發(fā)展，數(shù)控技術正不斷采用計算機、控制理論等領域的最新技術成就，使其朝著高速化、高精化、復合化、智能化、高柔性化及信息網絡化等方向發(fā)展。整體數(shù)控加工技術向著CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 康戰(zhàn)，聶鳳明，劉勁松，等.單點金剛石精密數(shù)控車削加工技術及發(fā)展前景分析[J].光學技術，2010，2.

[2]羅春華，劉海明.數(shù)控加工工藝簡明教程，北京理工大學出版社，2007，3

[3] 周國柱，王文平.數(shù)控車削自動編程中的工藝路線自動生成[J].中國機械工程，1995，01.