淺析數(shù)控加工工藝的制定

摘 要：隨著機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)數(shù)控加工行業(yè)的需求越來(lái)越多，要求越來(lái)越高，數(shù)控加工工藝越來(lái)越成為高質(zhì)高產(chǎn)高效低耗的一種技術(shù)保證。因此研究數(shù)控加工工藝，并使之不斷的精確合理，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展的推動(dòng)力。文章分別闡述數(shù)控加工工藝的幾個(gè)關(guān)鍵步驟，并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了若干不同的參考方案，以期能為數(shù)控加工工藝的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工藝；工序；夾具

1 數(shù)控加工的基本概念

數(shù)控技術(shù)即是數(shù)字控制技術(shù)，它將計(jì)算機(jī)的數(shù)字化口令運(yùn)用到機(jī)械加工中，以實(shí)現(xiàn)智能化控制，并完成自動(dòng)修正、自動(dòng)調(diào)節(jié)與補(bǔ)償?shù)裙ぷ?；?shù)控系統(tǒng)可與多個(gè)仿真軟件集成合并，共同實(shí)現(xiàn)中央集中控制的群控加工。

2 數(shù)控加工主要工藝

一般來(lái)說(shuō)數(shù)控加工工藝主要包括如下內(nèi)容：

（1）識(shí)讀待加工對(duì)象的圖樣結(jié)構(gòu)，分析其技術(shù)要求，確定加工部位，制定工藝方案，比如怎樣劃分工序、按什么順序加工等。

（2）設(shè)計(jì)加工工序。比如怎樣定位和夾緊零件，怎樣選擇刀具和夾具，怎樣確定切削用量、怎樣劃分工步等。

（3）編制數(shù)控程序。要注意絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系的關(guān)系，注意對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的確定，加工路線的確定以及刀具的補(bǔ)償。

（4）合理分配各道工序的余量及偏差。

3 數(shù)控加工工藝分析

3.1 零件工藝性分析

3.1.1 零件所注尺寸應(yīng)盡量減少編程時(shí)的數(shù)學(xué)計(jì)算

在零件圖上，最好能直接給出坐標(biāo)尺寸，或以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸。在編程時(shí)，利于尺寸之間協(xié)調(diào)，在編程原點(diǎn)設(shè)置時(shí)，便于保持與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)的一致。

3.1.2 零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)便于切削加工

空腔零件的形狀尺寸最好能內(nèi)外一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)；零件的被加工部位的輪廓形狀、尺寸大小，盡可能要符合數(shù)控加工的要求。

3.2 加工方法的選擇與加工方案的確定

零件的加工方法與其形狀、尺寸和熱處理要求等有關(guān)，首先要保證加工表面的加工精度，同時(shí)還要參考工藝手冊(cè)經(jīng)濟(jì)加工精度的要求，例如，對(duì)于IT7級(jí)精度的外圓采用車、磨等方法均可達(dá)到，但由粗到精的車削方法可以減少刀具的更換次數(shù)，降低時(shí)間成本。

制定加工方案時(shí)，首先考慮表面的精度和表面粗糙度的要求，比較各種加工方法，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和合理性原則，甄選出所需的加工方法，對(duì)于零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)由粗到精逐步加工的，例如，對(duì)于孔徑不大的IT7級(jí)精度的孔，一般要先鉆孔，再擴(kuò)孔，再粗鉸孔最后精鉸孔等順序來(lái)加工。

3.3 工序與工步的劃分

數(shù)控加工零件，在一次裝夾中應(yīng)盡量集中多道工序，甚至全部工序。所以應(yīng)先根據(jù)零件圖樣，分析零件的加工工序。其次，再根據(jù)加工精度和效率兩方面對(duì)工序進(jìn)行工步劃分，一般參照以下幾個(gè)方面：

（1）按照先粗加工后精加工的順序依次加工同一表面，或?qū)⒄麄€(gè)零件按先粗加工后精加工分開(kāi)進(jìn)行。

（2）既有平面加工又有孔加工的零件，可先加工平面后加工孔。這樣可以減少切削平面產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起對(duì)孔的精度的影響。

（3）按刀具劃分工步，同一種加工刀具可連續(xù)為幾個(gè)表面進(jìn)行加工，而視為一個(gè)工步，這樣可以減少換刀次數(shù)，降低時(shí)間成本，提高加工效率。

3.4 零件的定位安裝與夾具的選擇

定位安裝零件應(yīng)注意：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程所采用的基準(zhǔn)盡量一致；盡可能減少裝夾次數(shù)，以免多次裝夾增加誤差；不要占機(jī)調(diào)整，以免增加時(shí)間成本。

選擇夾具時(shí)，加工單件小批零件，可采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以減少準(zhǔn)備時(shí)間，提高效率；大批量生產(chǎn)零件時(shí)，一般選專用夾具，以減少裝夾時(shí)間；夾具各部分的結(jié)構(gòu)與尺寸應(yīng)合理，不能妨礙對(duì)零件的加工。

3.5 刀具的選擇與切削用量的確定

選擇刀具首先要考慮工件材料，不同材料適合的加工刀具也不同，其次要考慮的是工序內(nèi)容，對(duì)于加工孔來(lái)講，擴(kuò)孔和鉸孔得到的尺寸和精度不同，所以刀具也應(yīng)不同。另外對(duì)刀具的精度、剛度、耐用度等方面都有較高要求，所以必須要優(yōu)選刀具參數(shù)。

選取刀具時(shí)，刀具的形狀尺寸應(yīng)與零件的表面形狀和尺寸相適應(yīng)，例如，加工平面零件側(cè)面輪廓，一般選立銑刀，銑削較大平面時(shí)，應(yīng)選端銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；粗加工或加工毛坯表面時(shí)，選鑲硬質(zhì)合金銑刀；加工曲面立體輪廓或變傾角零件時(shí)，常采用球頭銑刀或環(huán)形刀等。

切削用量因零件材質(zhì)和加工要求而不同。粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，同時(shí)考慮到刀具和機(jī)床的耐用性，切削用量可以適當(dāng)大些；半精加工和精加工時(shí)，為保證加工質(zhì)量，同時(shí)又不致降低效率，增加成本，可以適當(dāng)降低切削用量。

3.6 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定

“對(duì)刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的選擇，牽涉到編程的精確性，因此，應(yīng)慎重對(duì)待，一般來(lái)講，對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面某一點(diǎn)，但該點(diǎn)必須與零件的定位基準(zhǔn)有明確的尺寸關(guān)系。

因加工過(guò)程中需要換刀，故應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)，即刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以固定為某一點(diǎn)，也可以設(shè)定為任意一點(diǎn)，但換刀點(diǎn)都應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以免刀架轉(zhuǎn)位時(shí)碰撞工件造成損傷，具體設(shè)定值可通過(guò)計(jì)算確定或者根據(jù)具體情況，實(shí)際測(cè)量而得。

3.7 加工路線的確定

工件的加工路線各不相同，但確定時(shí)有幾條基本原則可供參考：

（1）應(yīng)使走刀路線最短，這樣既利于編程，又能減少空刀時(shí)間，提高效率。

（2）應(yīng)使走刀距離便于計(jì)算，以減少編程工作量，減少出錯(cuò)。

（3）必須保證被加工表面的精度和表面粗糙度。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控加工工藝復(fù)雜而且多樣化，在加工技術(shù)高速發(fā)展的今天，只有不斷引進(jìn)、改進(jìn)、研發(fā)新的數(shù)控加工工藝，并將其合理應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)之中，才能更好地為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)服務(wù)并進(jìn)一步增強(qiáng)我國(guó)制造技術(shù)在國(guó)際技術(shù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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[3]周曉宏.數(shù)控加工工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011，1.

作者簡(jiǎn)介：呂虹霖（1971-），女，漢族，山東省煙臺(tái)市人，煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院，本科，講師，研究方向：機(jī)械工程。