數(shù)控車床加工中編程的原則與工藝優(yōu)化技術(shù)分析

摘要：在數(shù)控加工中，不管是手工編程或者自動(dòng)編程方式的應(yīng)用，都需要對(duì)加工零件的零件圖進(jìn)行分析，對(duì)機(jī)床、夾具和刀具等進(jìn)行合理選擇，對(duì)數(shù)控加工的加工工藝方案合理確定。在數(shù)控編程中處理工藝問題的質(zhì)量，不僅會(huì)對(duì)機(jī)床效率的發(fā)揮產(chǎn)生影響，零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效益也會(huì)受到影響，需要引起人們足夠的重視。文章分析了數(shù)控車床加工中編程的原則與工藝優(yōu)化技術(shù)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床加工；數(shù)控編程；編程原則；加工工藝；工藝優(yōu)化 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TG547 文章編號(hào)：1009-2374（2015）06-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0449

我國屬于世界制造工廠，數(shù)控加工技術(shù)因?yàn)樾瘦^高，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。具體來講，數(shù)控加工就是將待加工零件的工藝過程、幾何和工藝參數(shù)等編成數(shù)控程序，這樣數(shù)控機(jī)床就可以被本程序所控制，促使零件自動(dòng)加工得到實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控編程的工藝處理中，靈活程度較高，即使是相同的零件，也可以采取多樣化的工藝設(shè)計(jì)方案，在實(shí)踐過程中，需要具體問題具體分析，對(duì)數(shù)控加工工藝合理設(shè)計(jì)，以便促使數(shù)控加工的質(zhì)量得到保證，成本得到降低。

1 數(shù)控車床編程的工藝處理基本原則

加工工藝的制定在數(shù)控車床編程中占據(jù)著十分重要的地位，在具體實(shí)踐中，需要緊密結(jié)合相關(guān)的原則，主要包括以下方面的內(nèi)容：

1.1 先粗后精

在切削加工中，首先對(duì)粗加工工序安排，在比較短的時(shí)間內(nèi)去除掉毛坯的加工余量，促使生產(chǎn)效率得到提高。同時(shí)，需要滿足精加工的余量均勻性要求，之后對(duì)換刀后的半精加工進(jìn)行安排，促使相關(guān)要求得到滿足。在相關(guān)實(shí)踐中，如果存在著較多的余量，在過渡性工序中，可以選擇半精加工，以便有效地控制精度。最后的精車加工，要求能夠一次完成，要充分考慮加工的進(jìn)退刀路線，這樣在輪廓處切入切出的刀具刀痕，就可以得到有效減少。部分零件容易變形，粗加工之后，變形問題可能出現(xiàn)，那么就需要采取相應(yīng)的校正措施；在粗精加工過程中，通常需要分開設(shè)計(jì)相關(guān)工序。

1.2 先近后遠(yuǎn)

在數(shù)控車床加工中，通常會(huì)加工那些離刀具起點(diǎn)比較近的部分，后加工那些離刀具起點(diǎn)遠(yuǎn)的部分，這樣刀具移動(dòng)距離就可以得到縮短，空走刀次數(shù)得到減少，加工效率得到提升，還可以保證工件的剛性，有效改善切削條件。

1.3 先內(nèi)后外

為了促使加工條件得到改善，內(nèi)型內(nèi)腔加工工序首先安排，之后再進(jìn)行外形加工工序。

1.4 最少程序段

為了保證加工效率，要采用比較簡潔的程序，可以促使編程工作量得到減少，編程出錯(cuò)率得到降低，這樣在實(shí)踐中，可以更好地檢查和修改程序。

1.5 最短的走刀路線

對(duì)走刀路線的重點(diǎn)進(jìn)行確定，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分別是粗車加工、空運(yùn)行走的路線，在加工質(zhì)量得到保證的基礎(chǔ)上，縮短加工程序的走刀路線，這樣加工效率就會(huì)得到提升，車床的磨損程度也可以得到減少。

2 數(shù)控車床加工中的工藝處理優(yōu)化技術(shù)

2.1 對(duì)零件的加工路線合理確定

在具體實(shí)踐中，需要充分結(jié)合零件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來對(duì)加工路線進(jìn)行確定，在編程過程中，結(jié)合相關(guān)原則來確定加工路線，零件的加工精度以及表面粗糙度要求需要得到滿足；對(duì)加工路線進(jìn)行縮短，促使刀具空程移動(dòng)時(shí)間得到減少；要能夠較為簡單地計(jì)算數(shù)值，有著較少數(shù)量的程序段，這樣編程工作量就可以得到減少。如果加工于數(shù)控銑床上，因?yàn)榈毒哂兄町惢倪\(yùn)動(dòng)軌跡和方向，選擇不同的加工路線，零件表面就有不同的粗糙度，那么就需要根據(jù)具體情況，合理選擇，在對(duì)平面輪廓零件進(jìn)行銑削時(shí)，為了促使刀具切入切出的刀痕得到減少，就需要科學(xué)分析刀具的切入切出路線。在安排點(diǎn)位加工數(shù)控機(jī)床的加工路線時(shí)，需要對(duì)走刀路線進(jìn)行縮短，在孔加工的過程中，需要拋棄傳統(tǒng)的思維，換算相關(guān)的尺寸，以便最大程度地減少各孔間距的總和，這樣空程移動(dòng)距離就得到了減少，加工時(shí)間得到了節(jié)省。

2.2 對(duì)工件的裝夾方法和刀具等合理選擇

相較于普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床上的工件有著相同的裝夾方法，要對(duì)定位基準(zhǔn)和夾緊方案合理選擇。盡量將已有的通用夾具裝夾應(yīng)用過來，促使裝夾次數(shù)得到減少，保證通過再一次的裝夾，可以加工零件上所有需要加工的表面。工件定位基準(zhǔn)需要重合于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這樣尺寸精度才不會(huì)在較大程度上受到定位誤差的影響。在對(duì)夾具進(jìn)行選用和設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將組合夾具以及可調(diào)整夾具應(yīng)用過來，專用夾具一般不能夠采用；要快速可靠地裝卸工件，將氣動(dòng)和液壓夾具應(yīng)用過來，這樣機(jī)床的停機(jī)時(shí)間就可以得到有效減少。要外露零件上的加工部位，避免刀具的進(jìn)給以及切削加工受到裝夾工件的影響。

在數(shù)控編程的過程中，數(shù)控加工中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是對(duì)刀具合理選擇，它不僅會(huì)對(duì)機(jī)床的加工效率產(chǎn)生影響，與加工質(zhì)量也有著直接的關(guān)系。在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí)，通常需要將工件材料、加工型面類型等諸多因素充分納入考慮范圍。相較于傳統(tǒng)的加工方法，數(shù)控加工對(duì)刀具有著更高的要求，除了具有較高的精度和剛性之外，還需要有穩(wěn)定的尺寸，能夠方便地安裝和調(diào)整，那么就可以將優(yōu)質(zhì)材料制造的數(shù)控加工刀具應(yīng)用過來，并且對(duì)刀具參數(shù)優(yōu)化選擇。

2.3 對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)合理選擇

在數(shù)控編程的過程中，需要對(duì)對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的位置合理選擇。選擇的對(duì)刀點(diǎn)，需要保證數(shù)值處理更加方便，程序的編制能夠得到優(yōu)化，可以很方便地在機(jī)床上找正，加工過程中，也可以便捷地檢查，最大限度地降低加工誤差。工件上以及工件外都可以選擇對(duì)刀點(diǎn)，但是需要聯(lián)系到零件的定位基準(zhǔn)。為了促使加工精度得到提升，盡量在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上選擇對(duì)刀點(diǎn)。通過刀位點(diǎn)的位置，可以表示出刀具在機(jī)床上的位置，各種刀具有著不同的刀位點(diǎn)。如果在加工中選擇的是多刀加工機(jī)床，并且需要換刀，那么就需要對(duì)換刀點(diǎn)合理設(shè)定，固定點(diǎn)或任意認(rèn)定的點(diǎn)都是可以的，一般在工件或者夾具的外部設(shè)置換刀點(diǎn)。

2.4 對(duì)切削用量合理確定

在數(shù)控編程的過程中，編程人員需要對(duì)每道工序的切削用量合理控制，結(jié)合不同的加工方法，對(duì)切削用量差異化選擇，并且在程序中按照相應(yīng)的形式寫入進(jìn)來。按照相關(guān)原則來對(duì)切削用量合理選擇，在粗加工時(shí)，主要是提升生產(chǎn)率，還需要將經(jīng)濟(jì)性和加工成本等因素充分納入考慮范圍；在半精加工和精加工過程中，除了要提升加工質(zhì)量，還需要考慮切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本等因素。

3 結(jié)語

在數(shù)控車床編程過程中，一直需要考慮的一個(gè)問題就是數(shù)控工藝問題，因此，在具體實(shí)踐中，就需要對(duì)數(shù)控編程中的工藝和優(yōu)化問題正確處理，除了對(duì)加工工藝基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行豐富之外，還需要結(jié)合具體情況，將掌握的各項(xiàng)知識(shí)充分利用起來，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促使工藝分析和處理水平得到提升，更好地開展數(shù)控機(jī)床加工工作。

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作者簡介：游騰周（1962-），男，廣西柳州人，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系實(shí)訓(xùn)教師，助理工程師，研究方向：機(jī)械制造工藝。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）