數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)技巧

魏樹明

廣東省輕工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校 廣東 廣州 510315

引言

Unigraphics軟件（簡(jiǎn)稱“UG 軟件”）是一個(gè)集CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）和CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）于一體的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，可以用于包括產(chǎn)品建模、零件裝配、數(shù)控加工以及運(yùn)動(dòng)分析、工程圖生成等在內(nèi)的產(chǎn)品開發(fā)過程。該軟件功能雖說日趨強(qiáng)大，但它的操作也日趨復(fù)雜。通常來說，零件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造的具體環(huán)節(jié)涉及很多工藝方面的問題，因此在施工之前要制定編程加工的一整套方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的人工加工方式，編程加工方式不僅較為精確，在效率上也有很大提高?；诖?，本文對(duì)數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)技巧進(jìn)行研究與分析。

一、數(shù)控車工編程加工技術(shù)要點(diǎn)

在進(jìn)行編程之前，需要設(shè)計(jì)好整個(gè)零件制造的工序，繪制出零件的草圖，根據(jù)零件制造要進(jìn)行的操作來選擇合適的工具及操作，因?yàn)槿绻诩庸み^程中出現(xiàn)問題，會(huì)非常容易造成加工材料的報(bào)廢。除了設(shè)計(jì)好工序，還要對(duì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)研究，不能錯(cuò)過任何關(guān)乎零件加工的細(xì)節(jié)，并對(duì)加工任務(wù)按照重要程度進(jìn)行劃分和排序，防止出現(xiàn)由于走刀偏離路線而造成嚴(yán)重?fù)p失的情況。通過仔細(xì)研讀圖紙，對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)估，判斷圖紙中的工藝是否合理，如果不合理，在經(jīng)過充分論證的基礎(chǔ)上對(duì)不合理之處進(jìn)行改進(jìn)。

確定工藝所對(duì)應(yīng)的指令，要結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)來確定相應(yīng)工藝步驟，并且在加工的過程中要注意各種工藝的先后順序，只有這樣才能在最大程度上保障加工的質(zhì)量。在加工處理的過程中，要遵循先粗處理后精細(xì)處理的原則。在進(jìn)行粗加工的過程中，盡量除去冗余的工序，提高加工的速度并為后續(xù)的精細(xì)加工打下基礎(chǔ)。粗加工的過程就是產(chǎn)品框架形成的過程，零件的成型在很大程度上依賴于后期的精細(xì)處理。在零件進(jìn)行完粗加工以后還要進(jìn)行半精細(xì)加工，最后才是精細(xì)加工環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意各個(gè)工序之間的有序銜接。

定位也是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，要遵循就近原則，根據(jù)刀點(diǎn)與零件之間的距離來確定。如果零件距離刀點(diǎn)較近，那么可以進(jìn)行優(yōu)先加工，如果距離相對(duì)較遠(yuǎn)則可以進(jìn)行后加工，這樣可以在很大程度上減少刀具的行程，有效縮短加工的時(shí)間。

此外還要遵循先里后外的加工原則。也就是在加工的過程中優(yōu)先加工零件的內(nèi)部而后加工零件的外部。這些都是在數(shù)控車工編程加工工藝過程中必須注意的問題和要遵循的原則，在此基礎(chǔ)上可以有效地確保零件加工的質(zhì)量及零件加工的效率。

二、數(shù)控車工編程加工過程

數(shù)控加工過程就是通過計(jì)算機(jī)程序控制機(jī)械自動(dòng)化加工的過程。由于零件自身的復(fù)雜性及加工算法的復(fù)雜性，整個(gè)工藝過程可以說是非常復(fù)雜，在實(shí)際操作的過程中往往需要結(jié)合加工對(duì)象的材料、質(zhì)量、形狀、位置和數(shù)量的不同來選擇不同的加工工藝方案。在方案設(shè)計(jì)的過程中，需要明確加工的對(duì)象、標(biāo)準(zhǔn)及目標(biāo)，而在具體加工的過程中則根據(jù)實(shí)際情況來具體分析，根據(jù)加工對(duì)象的不同來設(shè)計(jì)不同的靈活的加工方案，在保障加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高加工效率，降低加工成本。

走刀路線是數(shù)控加工過程中刀具相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以保證工件表面加工后的粗糙度要求。由于走刀路線是整個(gè)加工工藝的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，所以要在充分理解加工方案的基礎(chǔ)上結(jié)合具體的加工對(duì)象來確定走刀的路線。具體包括路徑的引入和切入的行程等。

完整的走刀路線設(shè)計(jì)要從刀具的切入點(diǎn)開始到結(jié)束點(diǎn)結(jié)束。在走刀路線設(shè)計(jì)的過程中首先要確保走刀的路線和時(shí)間最短，但前提是確保零件加工的質(zhì)量，不能因單方面追求加工速度而犧牲質(zhì)量。科學(xué)合理的方案設(shè)計(jì)不僅能有效地減少走刀的時(shí)間、提高加工的效率，還能減少刀具的磨損、節(jié)約一定的成本。走刀路線的設(shè)計(jì)還要重視刀具的切入與切出環(huán)節(jié)，這是因?yàn)樵诘毒咔腥肱c切出過程中會(huì)對(duì)零件的外觀造成一定的影響。最后走刀路線的選擇要考慮形變因素，選擇形變不是很嚴(yán)重的路線對(duì)于保障零件加工的質(zhì)量是非常有用的。

三、數(shù)控車工編程加工工藝的處理過程

1.工藝的處理過程

在零件加工過程中，要特別關(guān)注零件的加工尺寸和加工部位。在加工之前需要確定加工部位的輪廓和尺寸等相關(guān)內(nèi)容。可以優(yōu)先選擇處理那些加工難度較大、加工工藝較為復(fù)雜而普通機(jī)床無法進(jìn)行加工的零件。通過數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的協(xié)調(diào)配合，能夠極大地提高加工效率。

2.工件的夾具選擇

在進(jìn)行零件加工時(shí)，需要通過夾具將零件固定在機(jī)床上，通過確定其坐標(biāo)方位，可以方便機(jī)床對(duì)其進(jìn)行加工處理。因?yàn)檐嚧驳倪\(yùn)轉(zhuǎn)速度非常高難免會(huì)對(duì)夾具產(chǎn)生一定影響，所以在進(jìn)行夾具選擇的過程中一定要注意其性能。通常根據(jù)不同的車床來選擇不同的夾具，一般情況下數(shù)控車床常選擇三爪自定心卡盤來對(duì)加工材料進(jìn)行夾緊。

如果車床的運(yùn)轉(zhuǎn)速度非常高，那么就要考慮采用液壓高速動(dòng)力卡盤來對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行夾緊，或者采用軟爪來夾持。

組合夾具不僅可以根據(jù)工況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，還可以與其他夾具進(jìn)行替換。因而在夾具選擇的過程中需要考慮夾具的開敞度、定位能力、原件等相關(guān)因素，確保不會(huì)對(duì)走刀路線造成影響。同時(shí)夾具的選擇也需要考慮操作的方便程度，可以選擇便于裝卸的夾具以縮短加工的時(shí)間。

3.切削參數(shù)的設(shè)置

在數(shù)控編程過程中必須要考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)是切削參數(shù)的設(shè)置，它不僅會(huì)對(duì)加工零件的質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)在很大程度上影響加工的效率。在切削參數(shù)設(shè)置的過程中需要綜合考慮設(shè)備、被加工對(duì)象、加工工藝、算法等多種因素。通常情況下，切削用具的剛度、切削的進(jìn)度深度、被加工對(duì)象自身的粗糙程度、刀具的性能、切削液的性能、工件材料、工件和機(jī)床的數(shù)量、壽命等都會(huì)對(duì)削切參數(shù)的設(shè)置產(chǎn)生直接影響。在上述因素中，切削的速度、深度及給進(jìn)率是影響切削參數(shù)選擇的關(guān)鍵因素，在切削過程中，切削的速度不僅會(huì)對(duì)加工的效率產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)零件的加工質(zhì)量及設(shè)備的磨損產(chǎn)生影響。在數(shù)控機(jī)床切削刀具選擇的過程中，刀具材料、工件材料、刀具壽命、切削深度與刀量、刀具形狀、冷卻液最終決定了整個(gè)切削用量。在具體的加工過程中需要結(jié)合具體工況，綜合權(quán)衡切削速度、切削深度、進(jìn)給量三個(gè)因素，最終確定切削參數(shù)。

四、結(jié)語

數(shù)控車工編程加工工藝技術(shù)含量與專業(yè)化程度較高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件加工的自動(dòng)化處理，但是掌握數(shù)控車工編程加工工藝不僅需要理論知識(shí)還需要豐富的實(shí)踐。通過對(duì)數(shù)控車工編程加工工藝技術(shù)要點(diǎn)與需要遵循的原則、加工過程需要注意的問題以及具體環(huán)節(jié)的處理方式介紹，可以為數(shù)控車工加工工藝人員提供一定的參考和幫助。不過，要完全掌握數(shù)控加工工藝并不是一件簡(jiǎn)單的事，需要工藝人員不斷努力，在實(shí)踐中不斷進(jìn)步?！?/p>

[1]孫福勛，孫守田.CAM數(shù)控加工工藝淺析[J].山東煤炭科技，2009(01)：20-21.