數(shù)控銑加工工藝編制研究

黃廣臻

摘要：數(shù)控銑加工是針對高精密零件加工制作的工藝，目前在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，加強(qiáng)對數(shù)控銑加工工藝的編制，提高編制水平，有利于提升數(shù)控銑加工效果。了解加工編排期間需要考慮的幾點因素，分別從加工工藝分析、零件裝夾與定位、確定刀具與切削用量、數(shù)據(jù)編程等方面實現(xiàn)對數(shù)控銑加工工藝的有效編制。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑;加工工藝;工藝編制;刀具切削

引言：數(shù)控銑加工工藝主要以數(shù)控機(jī)床作為基礎(chǔ)設(shè)施，在零件加工過程中，工作人員對工藝材質(zhì)、加工要求、機(jī)床特點做出綜合分析，確保數(shù)控銑加工工藝編制效果，以便做好零件加工工作，提高加工效率，保證加工質(zhì)量。

1.數(shù)控銑加工

數(shù)控銑加工中需要用到數(shù)控技術(shù)，即利用數(shù)字信息控制機(jī)械運(yùn)動，發(fā)揮數(shù)控技術(shù)在工藝加工中的作用。現(xiàn)階段的數(shù)控多為計算機(jī)控制，為滿足具體的加工要求，數(shù)控銑加工被普遍應(yīng)用，該工藝可以盡可能的減少工作時間，加強(qiáng)對成本的有效控制。數(shù)控銑機(jī)床在應(yīng)用中主要有兩方面優(yōu)勢：（1）應(yīng)用數(shù)控銑機(jī)床加工零件時，應(yīng)綜合考慮各方面問題，比如工序確定、走刀路線、換刀點位置;（2）數(shù)控銑加工時需要經(jīng)歷多道工具，有一部分工序在普通機(jī)床上無法完成，可見數(shù)控銑加工工藝更加復(fù)雜繁瑣，如圖1所示[1]。

2.數(shù)控銑加工工藝編制的影響因素

2.1機(jī)床方面的考慮因素

在數(shù)控銑加工工藝編制中，應(yīng)充分考慮機(jī)床的影響因素，具體如下：（1）機(jī)床功率容量，查看機(jī)床剛性和功率情況，保證機(jī)床可以使用需要的銑刀直徑。（2）選擇合適的冷卻液，在加工期間控制冷卻液流量，確保零件加工質(zhì)量。（3）在選擇氣體冷卻方法時應(yīng)考慮氣源的供應(yīng)量。（4）機(jī)床維護(hù)，根據(jù)刀具具體參數(shù)明確切削參數(shù)，監(jiān)控工件在實際加工中的銑削狀態(tài)，觀察刀具磨損情況，如果出現(xiàn)磨損，應(yīng)及時調(diào)整數(shù)值。

2.2刀具和夾具方面的考慮因素

保證工件穩(wěn)定，使工件處于夾緊狀態(tài)，確保重復(fù)定位精度，做好工件材料和刀具之間的優(yōu)化配置，保持毛坯尺寸一致。此外，還應(yīng)對刀具和夾具的應(yīng)用充分考慮，具體內(nèi)容如下：（1）按照工件的寬度選擇銑刀直徑;（2）選擇正前角可轉(zhuǎn)位刀片，保證刀片平穩(wěn)切削;（3）選擇銑刀齒距，讓刀片在切削中不會出現(xiàn)震動;（4）刀具材質(zhì)的選擇，根據(jù)工件材料和對數(shù)控銑加工工藝的精度要求，科學(xué)選擇刀具和刀片的槽型。

2.3加工策略與加工過程的管控

數(shù)控銑加工策略方面，應(yīng)明確銑削方向，以順銑為主要方向，合理規(guī)劃刀具的路徑，盡可能的選擇圓弧方式，退刀的時候切削厚度為零，延長刀具壽命。針對窄槽與薄壁位置的銑削，在選擇銑削參數(shù)時，應(yīng)適宜吃刀。對數(shù)控銑加工程序與加工過程做出有效管控，有必要精心選擇換刀點，應(yīng)用局部坐標(biāo)系或者坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)等一系列編程技巧使數(shù)控銑加工程序得到簡化。在加工檢測中，首次加工需要做好檢測工作，對中間測量值進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，更換工件的時候及時查看刀具的磨損情況，加工期間密切關(guān)注機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)是否有異響，以便做好工藝調(diào)整[3]。

3.數(shù)控銑加工工藝編制

3.1分析加工工藝

編制數(shù)控銑加工工藝前，需要對零件加工期間的具體工藝做出分析研究，具體內(nèi)容如下：（1）零件尺寸，在數(shù)控銑零件加工編制時，點線面以及具體位置都要將編程原點作為參照系予以確定，零件加工時必須標(biāo)注具體的尺寸信息。（2）元素分析，編制數(shù)控銑加工工藝時，人們應(yīng)重點分析零件大致輪廓，比如幾何要素與要素間的聯(lián)系，重點分析零件曲線輪廓、零件尺寸、零件形狀或曲線等元素信息。（3）定位分析，在數(shù)控銑加工工藝的分析環(huán)節(jié)，由于零件的加工精密度要求高，因此在加工期間應(yīng)確保基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。（4）零件加工尺寸類型保持高度統(tǒng)一。為實現(xiàn)對數(shù)控銑加工的換刀頻率控制，在零件加工時應(yīng)盡可能的統(tǒng)一內(nèi)腔，保證外形應(yīng)用尺寸一致，以統(tǒng)一尺寸減少程序長度，避免編程期間浪費時間。

3.2零件裝夾與定位

數(shù)控銑加工工藝中，對零件進(jìn)行加工前，應(yīng)將零件放在對應(yīng)的夾具和機(jī)床內(nèi)，為了保證零件位移與裝夾精度，應(yīng)做好零件加工的裝夾定位工作。在定位時盡可能做到一次性完成零件裝夾，發(fā)揮機(jī)床在數(shù)控銑加工中的性能，避免人工調(diào)整，減輕其工作量，提高裝夾效率。

3.3確定刀具和切削用量

應(yīng)用數(shù)控銑機(jī)床對零件加工分析時，應(yīng)充分了解刀具規(guī)格和性能。一般情況下，數(shù)控銑加工時會應(yīng)用硬質(zhì)合金材料，或者使用高速鋼材料作為刀具材料，同時保證刀具對工件的切削效果。刀具的選擇與應(yīng)用會直接關(guān)系到零件加工質(zhì)量，選擇強(qiáng)度高、耐久性良好、精度高的刀具至關(guān)重要。加工零件時，應(yīng)根據(jù)零件具體要求選擇刀具，按照零件參數(shù)確定道具規(guī)格，比如在加工封閉鍵槽時選擇相應(yīng)的銑刀，如果加工時對精度要求比較高，建議選擇四刃刀具。在切削用量上，應(yīng)以改進(jìn)加工質(zhì)量為目的，合理確定切削量，盡量一次完成走刀，根據(jù)刀具材料確定切削速度，高速鋼刀具的切削速度在30m/min即可，硬質(zhì)合金材料的刀具切削速度控制在100m/min左右，進(jìn)給量需要按照銑削排屑的實際情況決定。

在加工路線制定方面，數(shù)控銑工藝實施中應(yīng)做好加工路線的有效安排。加工路線指的是零件加工期間，從毛坯到成品的加工工序，應(yīng)通過對加工工藝、刀具使用、切削用量、裝夾方式進(jìn)行綜合考慮，明確各工序的先后順序。與此同時，還應(yīng)根據(jù)零件加工標(biāo)準(zhǔn)和具體特點，將加工環(huán)節(jié)詳細(xì)劃分為精加工與粗加工兩種。

3.4實現(xiàn)數(shù)控編程

數(shù)控銑加工工藝編制中的數(shù)控編程包含兩種形式，一種是自動編程，另一種是人工編程。人工編程就是依賴人工完成編程工作，在計算工具和數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用下計算刀具軌跡，提高編程質(zhì)量。相比之下，人工編程方式更具優(yōu)勢，特別是人工編程操作簡單，對零件加工有較強(qiáng)的實用性，可用于計算量不大且復(fù)雜程度較低的編程中。自動編程就是應(yīng)用計算機(jī)軟件進(jìn)行加工程序的編制，人們只需根據(jù)零件圖樣標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)控語言的應(yīng)用就能完成編程操作，具體數(shù)值計算也可通過計算機(jī)完成。編程后的零件加工程序指令，人們需將程序輸入機(jī)床內(nèi)，提高數(shù)控機(jī)床的零件加工效率。

以上操作完成后，需要編制數(shù)控銑加工工藝卡，將經(jīng)過實驗驗證與加工工藝優(yōu)化后的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)填入工藝卡，對工藝卡中的內(nèi)容優(yōu)化固定，為接下來零件的批量生產(chǎn)提供科學(xué)參考依據(jù)。在數(shù)控銑加工工藝中，零件的首件試切至關(guān)重要，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行，防止加工時出現(xiàn)撞刀，達(dá)到數(shù)控編程中提出的尺寸精度要求。數(shù)控銑加工期間，工作人員應(yīng)做好加工過程的管控，循環(huán)啟動設(shè)備之前確認(rèn)坐標(biāo)系和刀具補(bǔ)償值，嚴(yán)格按照加工程序確定刀具和夾具的夾緊程度，保證裝刀與夾緊兩環(huán)節(jié)工作一氣呵成。

總結(jié)：總而言之，數(shù)控銑加工工藝技術(shù)的應(yīng)用對提高零件加工精度具有重要意義，發(fā)揮數(shù)字信息的應(yīng)用優(yōu)勢，控制刀具與零件移動，改進(jìn)數(shù)控銑加工質(zhì)量。為數(shù)控銑加工工藝進(jìn)行編制分析時，應(yīng)綜合考慮不同情況的編制內(nèi)容，分析加工工藝，對零件裝夾與定位、刀具和切削用量的數(shù)值加以確認(rèn)，合理應(yīng)用數(shù)控銑機(jī)床優(yōu)化數(shù)控編程結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐俊.數(shù)控銑加工工藝編制初探[J].機(jī)電信息，2020（05）：73-74.

[2]劉劍.數(shù)控銑加工工藝編制探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，15（11）：4-5.