數(shù)控加工工藝淺談

陳磊

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，數(shù)控加工工藝不斷的普及。為保證機械制造的工作效率，提高編程速度，優(yōu)化數(shù)據(jù)程序設(shè)計。本文從通用機床加工， 分析了數(shù)控加工的工藝特點和適用范圍。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝；特點

概述

數(shù)控加工是機床零件加工方式的一種，依托信息技術(shù)，在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上對機床零件進行加工控制，能夠解決零件加工過程中存在的各種問題，并且零件加工的精度和準確性也要比傳統(tǒng)的機床加工高得多。為了能夠數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則和方法了解透徹，本文特此進行探究，而這種探究也是非常具有現(xiàn)實意義的。

1 數(shù)控加工工藝介紹

1.1數(shù)控加工與傳統(tǒng)機床加工的比較

數(shù)控加工和傳統(tǒng)機床（ 或稱通用機床） 加工在加工方法上既有相同之處， 也有許多不同。就具體工藝內(nèi)容而言， 主要體現(xiàn)在控制方式的差異上。通用機床加工中由操作者自行決定的內(nèi)容， 諸如工步的安排、縱橫向運動的控制（ 包括快速移動刀具） 、走刀路線、位移量及切削參數(shù)、潤滑冷卻等內(nèi)容， 都需要在數(shù)控加工程序中用相應(yīng)的代碼嚴格地表示出來?？梢?， 這種差異是明顯的， 數(shù)控加工中的每個動作都必須體現(xiàn)在數(shù)控加工的程序中。另一方面， 數(shù)控加工和通用機床加工， 在加工的基本原則方面則遵循大體相同的原則， 如工序集中原則、基準統(tǒng)一原則和合理安排粗精加工原則等。

1.2數(shù)控加工工藝的流程

數(shù)控加工工藝的應(yīng)用離不開編程的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，絕大部分企業(yè)在數(shù)控加工工藝過程中采用的是計算機編程。在數(shù)控加工工藝處理方法的應(yīng)用中，計算機編程的意義重大，是數(shù)控加工工藝的重要一環(huán)。當然，數(shù)控加工工藝中，計算機編程的作用巨大，但除了計算機編程之外，還需要做好編程之前的準備工作以及編程后的后續(xù)工作。

2 加工工藝制定原則

2.1工序最大限度集中、一次定位的原則

在加工中心上加工工件，工序可以最大限度集中，即在一次裝夾中完成本次所能加工的大部分或全部工序。數(shù)控加工傾向于工序集中，可以減少機床數(shù)量和工件裝夾次數(shù)及不必要的定位誤差，生產(chǎn)效率高。

2.2先粗后精的原則

在加工時，根據(jù)工件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，應(yīng)遵循粗、精加工分開原則來劃分工序，即先粗加工全部完成之后再進行半精加工、精加工。粗加工時應(yīng)盡量采用較大的切削深度、較少的切削次數(shù)得到精加工前的各部余量盡可能均勻的加工狀況。精加工時主要保證工件加工的精度和表面質(zhì)量，故通常精加工時工件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)精加工而完成。為保證加工質(zhì)量，一般情況下，半精加工余量以留0.2一0.4mm為宜。

2.3先面后孔的原則

對于既銑平面又銑孔的工件，可按先銑平面后銑孔順序進行。因為銑平面時切削力較大，工件容易發(fā)生變形，先銑面后銑孔，使其有一段時間恢復(fù)，待其恢復(fù)變形后再銑孔，有利于保證孔的加工精度。

2.4先內(nèi)后外，內(nèi)外交叉原則

對既有內(nèi)表面又有外表面需加工的工件，安排加工順序時，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)表面，后加工外表面，應(yīng)先進行內(nèi)外表面粗加工，后進行內(nèi)外表面精加工。在一次裝夾中，切不可將工件上某一部分表面（外表面或內(nèi)表面）加工完畢后，再加工工件上的其它表面（內(nèi)表面或外表面）。

2.5刀具最少調(diào)用次數(shù)原則

加工時，為了減少換刀次數(shù)及時間，壓縮空程時間，同一把刀具工序盡可能集中，加工完工件上所有需要用該刀具加工的各個部位后，再換第二把刀具加工其它部位。

2.6程序段最少原則

在加工程序的編制工作中，以最少的程序段數(shù)即可實現(xiàn)對工件的加工，以使程序簡潔，減少出錯的幾率，而且能減少程序段輸入的時間及計算機內(nèi)存容量的占有率。

2.7數(shù)控加工工序和普通工序的銜接原則

數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通工序，如銜接得不好，就容易產(chǎn)生矛盾，最好的辦法是各道工序需要相互建立狀態(tài)要求，各道工序必須前后兼顧，綜合考慮，如：要不要留加工余量、留多少；基準面與孔的精度要求等，目的是達到相互能滿足加工要求，且質(zhì)量目標及技術(shù)要求明確。

2.8特殊情況特殊處理的原則

上述的原則也不是一成不變的，對于某些特殊情況，可根據(jù)實際情況，工藝制定則需要采取靈活可變的方案。這些有依賴于編程者對實際加工經(jīng)驗的不斷積累

3 數(shù)控加工編程建模規(guī)范化

以我司快速成型件加工為例，編程工藝如下：

3.1編程數(shù)模通用標準

①尺寸單位：數(shù)模一律采用公制作為配置單位、毫米（mm）作為長度單位。

②工件坐標系：RP件采用兩面加工，第一面使用G55工件坐標系、第二面使用G54工件坐標系。

③坐標原點：俯視圖中數(shù)模底面左下角或中心移至坐標原點。

④數(shù)模狀態(tài)轉(zhuǎn)換：數(shù)模由實體轉(zhuǎn)換為曲面。

⑤工件擺正：工件位置符合加工工藝要求，無加工負角、最大節(jié)省原材料。

⑥刀具庫：刀具及其編號必須與加工中心刀具表保持一致。

3.2編程準備工作及基本思路

3.2.1編程前準備工作

加工可行性確認、工藝確認、刀具選用、材料選用、需求數(shù)量、輔助面方式、表面粗糙度確定。

3.2.2編程基本思路

在編程中，根據(jù)工件結(jié)構(gòu)形狀、材料尺寸（X向600mm、800mm、1000mm、1250mm，Y向最大600mm）、最大材料利用率進行鑲嵌式排版，對于結(jié)構(gòu)特征簡單的工件可無需制作輔助面直接進行單面加工程序編制。對于結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜的工件，需先全部制作完成兩面的輔助面后，再進行兩面加工程序編制。

3.3確定工件的工件坐標系

3.3.1工件坐標系原點的選擇應(yīng)便于編程和測量

3.3.2工件坐標系的原點應(yīng)盡可能與設(shè)計基準相重合。如果不重合，兩者之間必須有確定的幾何關(guān)系；

3.3.3快速樣件制作一般選用G54/G55作為工件坐標系

3.4確定工件的加工順序

3.4.1先面后孔、先基準后其它、先粗后精

3.4.2加工過程中，為了減少換刀次數(shù)，可采用刀具集中工序，即用同一把刀具把工件上相應(yīng)的部位都加工完，再換第二把刀具繼續(xù)加工

3.5確定對刀點

對刀點是按程序加工時刀具相對工件運動的起點，也稱起刀點，也往往是程序結(jié)束時的停止位置。

4 結(jié)束語

數(shù)控加工的工藝設(shè)計也必須與時俱進，注重加工工序的效率和質(zhì)量。要想提高操作人員的工作效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，就必須在數(shù)控加的工藝設(shè)計工過程中堅持一次定位、先粗后精、先近后遠、走刀路線最短等原則，并且合理選擇走刀路線，完善加工工序安排，明確加工方法，確定切削用量，不斷提升加工效率和質(zhì)量，最終提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]梅影 基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則與方法探討，中國高新技術(shù)企業(yè)，2017年

[2]張祥 數(shù)控加工工藝設(shè)計原則及步驟分析，內(nèi)燃機與配件，