數控機床加工操作的技巧研究

楊忠梁

（長春光華學院，吉林 長春 130000）

首先要明確為什么要學習數控加工，因為數控加工是在傳統的普通機械設備加工的基礎上逐步發展起來的，數控加工是科技進步的產物，是機械加工向先進技術發展的趨勢，數控加工的產生代表著機械加工能力的極大提升，標志著先進的生產加工制造水平有了一個超越的進步和發展[1]。數控機床是用來實現數控加工的前提條件，數控機床較好地解決了復雜、精密、批量、多品種的零件加工，是一種柔性的、高效能的自動化機床。代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

1 數控加工的定義和數控加工的種類

1.1 數控加工（numerical control machining）

主要是將各種金屬零件用數控機床進行切割成形的方法，與傳統的機床加工相比采用數控機床進行零件加工從工藝規程上是比較相似的，但在工藝方面有了明顯進步，可以運用刀具位移加工和數字控制方法調整零件加工中所出現的各種問題[2]。

1.2 數控加工的種類

（1）切削類：去除材料的方法改變工件的形狀，比如數控車、數控銑、加工中心、雕刻機。

（2）成型加工：用模具直接改變工件形狀，無切削屑。比如數控沖壓、數控旋壓等。

（3）特殊加工：比如線切割、電火花、等離子切割等。

2 了解到什么叫數控加工以及數控加工的種類，下一步就是怎么樣才能學會學好數控加工這門技能

第一、每個人要想學好一門技能，必須熱愛這一行業，才能有持之以恒的決心和毅力去學習。

第二、學習數控加工也是有一些技巧的，從數控加工的特點說起，那么，數控加工具體特點有：

（1）自動化程度高，降低操作者的體力勞動強度。

（2）加工零件精度高、質量穩定。對大批量的零件加工尺寸一致性保障的條件是數控機床的定位精度和重復定位精度都很高。

（3）生產效率高。減少了輔助時間，被加工零件的毛坯裝夾一次，就可以加工出成型產品。

（4）便捷新產品研制和改型。數控加工減少了復雜的工藝裝備和模具的制造，通過編制加工程序就可以把形狀復雜和精度要求較高的零件加工出來，只要按照新的產品的結構形狀，更改一下程序，就可以實現新的產品零件的加工。對原有產品的改進、改型減少了加工制造周期。

（5）維修成本高。數控機床是先進的機電一體化的典型產品，需要維修人員有機械和微電子維修方面的復合知識。做好數控系統的管理，制定合理的維護保養制度，建立完善的操作規程，及時清理數控機床內的灰塵雜質，做好數控柜通風系統的清理工作，要使數控機床加工零件時產生的熱量及時排出。保證數控機床的正常加工工作。

我們學習數控加工，始終想著數控加工的特點，才能全面掌握數控加工的要領和精髓。

第三、數控加工是切削加工，也要從最基本的切削方式認識和掌握數控加工的方法。切削原理的定義。切削運動：工件和刀具之間的相對運動，切削運動按其作用可分為主運動和進給運動。

①主運動是切除工件上多余金屬層所必需的基本運動；②進給運動在切削加工中為使金屬層不斷投入切削，保持切削連續進行，而附加的刀具與工件之間的相對運動稱為進給運動。

切削三要素是指切削用量三要素，是切削速度、進給量和切削深度（背吃刀量）三者的總稱。切削三要素是影響加工質量和生產率的重要因素。操作者在實際加工中可以體會到它的作用。

切削速度：用V表示，計算公式V=nπD/(1000×60) (m/s)。

式中D—工件待加工面直徑（mm）。n—工件轉速（r/min）。

走刀量：用S表示，單位（mm/r）。工件每轉一周，刀具沿進給運動方向移動的距離。

切削深度：用t表示，單位（mm），計算公式t=(D-d)/2，式中D、d分別為待加工面和已加工面直徑。

數控加工切削用量的確定，直接影響加工零件的精度。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時一般以提高生產率為主；半精加工和精加工時應在保證加工質量的前提下兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床性能、切削用量手冊，并結合經驗而定。同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者相互適應，以形成最佳切削用量，最終目的是實現高質高效低成本的加工。

通常以粗加工、精加工來選擇切削三要素。粗加工一般選用低切削速度，大走刀量；精加工一般選用高切削速度，小走刀量。

第四、數控加工的步驟：

（1）分析零件圖，了解被加工零件的幾何形狀，工件材料，技術要求等。

（2）制定零件的數控加工工藝。

（3）進行必要的數值計算。

（4）編寫加工零件的程序單（不同系統的機床編寫的程序有所不同）。

（5）程序輸入機床的操作。利用軟件自動生成的程序，自動輸入給數控機床，也可以手動編程輸入到機床的面板中。

（6）程序校驗，進行圖形模擬，檢驗程序是否正確。

（7）對工件進行加工（啟動數控機床，進行零件的自動加工）。

（8）零件檢驗和質量誤差分析。

第五、必須對你所操控的數控設備的各個功能全面地了解掌握并熟練地使用，才能在操作數控設備時使數控設備發揮最大潛能，數控機床才能有最多的產值，為企業創造最大的利潤。

第六、數控刀具的選取：

（1）實現高質量、高效率、高精度的零件加工，必須要科學、合理地選對了刀具，可見選好數控刀具的重要性。

（2）數控刀具是機械制造中用于切削加工的工具，選擇刀具要考慮多種因素的影響，如工件材料、零件的形狀、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。數控刀具必須適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點。

（3）在加工零件時數控刀具選取應考慮的幾方面因素：

零件加工時所選用數控刀具的類型：①按結構劃分可分為兩種類型即：鑲嵌式和整體式；②數控刀具所選用的材料包括：金剛石材質、高速鋼材質、陶瓷材質、硬質合金材質等等；③按數控切削工藝可劃分為：車削刀具、銑削刀具、鏜削刀具和鉆削刀具。

金屬零件加工選用切削刀具需具備的性能：①切削刀具選用的材料硬度要高于需加工工件的硬度；②數控刀具選用需具備一定的抗振動力，且要求承載力較強；③高耐磨性；④高耐熱性；⑤良好的化學穩定性，不會在加工過程中與切削油以及工件發生化學反應。

選用數控切削刀具的原則：數控切削刀具選擇的基本原則為：刀具的更換方便，硬度強，加工過程中的耐用度高。安裝刀具前，需了解數控加工零件的大小，選用適合的刀具，更能保證零件的加工精度。

（1）平面輪廓的加工，常采用立銑刀。

（2）銑削平面時，應選用硬質合金刀片面銑刀。

（3）加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的銑刀。

（4）回轉體工件的內、外輪廓的加工，常選取90°外圓車刀、切斷刀、內孔車刀、內外螺紋車刀。

刀具的切削排序問題，影響著加工的質量、效率：在數控加工中由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：①一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位；②盡量減少刀具數量；③精、粗加工的刀具要合理的安排使用，即使是相同尺寸規格的刀具，也要如此操作；④在可以的情況下，要盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等；⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；⑥先面后孔。

以上就是數控從業人員選用數控刀具應該注意的問題，數控加工從業人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發揮數控機床的優點。

第七、學會數控編制程序的技巧，數控編制程序有兩種方法：一種是對結構復雜的曲面連接的零件，可以借助計算機軟件進行自動編制生成零件的加工程序代碼，另一種是對一些結構簡單的零件直接手動編寫零件的加工程序，無論你是選用哪一種方式來編寫零件的加工程序，若想實現優質高效的生產加工出合格的零件，必須科學合理的編寫一個零件的加工程序。可見，編寫零件的加工程序的重要性[3]。那么，怎樣才能編寫一個最佳的零件加工程序呢？應該從這幾方面因素去綜合考慮：第一個因素是零件的形狀結構。第二個因素是零件采用什么樣的裝夾方式。第三個因素是考慮零件的材質。第四個因素是零件的公差，精度等級以及特殊的技術要求。第五個因素是加工零件的切削三要素的合理地選取數值。只有綜合考慮這些個主要因素，才可以編寫出最合理的，最佳的零件加工程序。如果只是單單地把零件能夠加工出來的程序，而沒有考慮零件的質量、精度以及零件的加工效率等因素，那么這樣的程序，也只是一個正確的程序而已。它算不上一個最佳的，最合理的零件的加工程序，那么，零件最佳最合理的程序是能夠充分地發揮出數控機床的自身最大的功效，最大限度地展示數控加工的特性，把高精度，高質量，高效率低強度的四個方面體現在零件的加工過程中。這樣編寫的程序才是我們追求的最佳最合理的零件加工程序。

第八、評價一名合格的數控加工人員的標準：優秀的合格的數控加工從業人員，必須是經過系統地嚴格的學習培訓之后，具備較高的實踐經驗。具備“穩、準、狠”的個人素質和能力，才是一名合格的數控加工人員。穩：指的是數控加工操作人員必須心態沉穩、遇事不慌，絕對不可以手忙腳亂，否則極易釀成“撞車”的事故。導致數控機床的加工精度受到損失。準：指的是數控加工操作人員編制的加工程序要準確、每一把刀具的安裝位置必須合理準確，刀具的對刀操作過程必須準確，零件的測量量具的使用必須精確無誤。狠：指的是切削用量的選取必須合理，吃刀深度（背吃刀量）要敢于上大刀，要體現出數控機床加工高效率的特點，不可以大馬拉小車。

3 結語

數控機床的應用已日益廣泛，如何“管好、用好、維護好”數控機床已成為亟待解決的重要問題。按我總結的八個方面內容去學習數控加工，是學好數控加工的有效途徑。數控機床的加工操作不是簡單的設備使用，是一項技術性很強的應用過程。只有用科學有效的學習方法，充分了解數控機床的特點，加工時協調好各環節的平衡，才能真正發揮數控機床的經濟效益。學習數控技術一定要重點學好上面的八方面內容，尤其是在數控實踐環節多下功夫，多動手、勤思考，一定能學好數控加工這門先進的制造技術。