數(shù)控加工工藝的設(shè)計

于津，張立明

（SEW-工業(yè)減速機（天津）有限公司，天津 300457）

數(shù)控加工工藝的設(shè)計

于津，張立明

（SEW-工業(yè)減速機（天津）有限公司，天津 300457）

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)競爭日趨激烈，并在本質(zhì)上改變了現(xiàn)代制造業(yè)。數(shù)控加工技術(shù)已成為衡量國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要指標(biāo)之一。數(shù)控加工技術(shù)的提高大大促進(jìn)了我國制造行業(yè)的發(fā)展。本文立足于數(shù)控加工工藝的特點，介紹了數(shù)控加工工藝的內(nèi)容，并分析了數(shù)控加工工藝的設(shè)計要點。

數(shù)控加工；工藝設(shè)計；要點

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代制造業(yè)對加工零件的精密度要求越來越高，迫切需要一種高精度的零件加工工藝，即數(shù)控加工工藝。數(shù)控加工工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用不僅改變了傳統(tǒng)制造業(yè)，提高了制造業(yè)的現(xiàn)代化水平，同時也在改善國計民生方面發(fā)揮著重要作用。數(shù)控加工的工藝設(shè)計是數(shù)控加工的重要依據(jù)，工藝設(shè)計的好壞，對數(shù)控加工的質(zhì)量和效益有著深遠(yuǎn)影響。下面將對數(shù)控加工工藝進(jìn)行簡要的分析。

1 數(shù)控加工簡析

1.1 數(shù)控加工概念

數(shù)控加工指的是在數(shù)控機床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，其刀具和零件的位移由數(shù)控信息控制。數(shù)控加工實現(xiàn)了加工的自動化，解決了零件品種多、批量小、形狀復(fù)雜、精度要求高等問題。機床的受控動作可以分為刀具的選擇、更換；機床的啟停；進(jìn)給方向的速度、方向；主軸的旋轉(zhuǎn)、啟停等。

1.2 數(shù)控加工特點

（1）加工精度高。零件的加工精度由加工工藝、工藝規(guī)程以及加工程序編制共同控制，減少了由于人為因素造成的誤差，在保證加工精度的基礎(chǔ)上，縮短了加工周期，并且還可以提高加工零件的復(fù)雜度。

（2）自動化程度高。數(shù)控機床加工自動化程度高，不需要人工控制刀具，減少了對操作工人技術(shù)的依賴，降低了工人的勞動強度，大大節(jié)省了勞動力。此外數(shù)控加工的自動化還提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，避免了由于人為因素造成的誤差，并通過自動更換刀具等加工工序提高了加工效率。

（3）加工工序集中。數(shù)控機床加工工序集中，一方面減少了機床占地面積，節(jié)約了廠房，另一方面減少了中間環(huán)節(jié)，省時省力。

（4）內(nèi)容更豐富、具體。因數(shù)控機床加工的自動化程度較高，因此數(shù)控加工工藝的內(nèi)容要更加豐富，更加具體，包括刀具的選擇、使用順序、換刀位置、角度參數(shù)、進(jìn)給路線等方面。

1.3 數(shù)控加工原則

（1）當(dāng)上道工序與下道工序并存時，上道工序的加工工藝不能對下道工序的定位與夾緊造成影響。

（2）在加工工序的安排上，應(yīng)盡量把使用同一刀具或相同安裝的加工工序連續(xù)進(jìn)行，減少由于換刀或重新定位造成的時間浪費或操作誤薺。

（3）內(nèi)孔的加工在前，外形的加工在后。

（4）在同一安裝時，小剛性影響的工件加工工序在前。

2 數(shù)控加工工藝設(shè)計要點

零件的加工技術(shù)要求是進(jìn)行數(shù)控加工的前提，是加工工藝方案制定的重要依據(jù)，因此了解數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2.1 選擇加工零件，對其零件圖進(jìn)行分析，并確定加工內(nèi)容

在數(shù)控機床加工零件的選擇時要突出數(shù)控加工的優(yōu)勢，避免將數(shù)控加工與通用加工混為一談。 在進(jìn)行零件圖的分析時應(yīng)從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面進(jìn)行考慮，如零件圖紙中的尺寸標(biāo)注適合符合數(shù)據(jù)加工要求；定位基準(zhǔn)是否可靠以及零件的尺寸、形狀是否適合數(shù)控加工特點。

同時，還需要數(shù)控加工工藝人員與設(shè)計人員及時進(jìn)行溝通交流，以解決加工難題和提高生產(chǎn)效率為目的，加工生產(chǎn)出令人滿意的零件產(chǎn)品。

2.2 設(shè)計加工方案和工藝路線

通過對加工零件的工程圖紙進(jìn)行分析之后，在充分了解了零件加工的內(nèi)容以及相應(yīng)的技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，對零件的加工工藝路線和加工方案進(jìn)行設(shè)計。數(shù)控工藝路線設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下幾點：

（1）確定數(shù)控加工方法。根據(jù)零件加工技術(shù)要求和數(shù)控加工特點確定數(shù)控加工方法；

（2）劃分?jǐn)?shù)控加工工序。一方面可以根據(jù)數(shù)控加工的內(nèi)容來對數(shù)控加工工序進(jìn)行劃分，在發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢的同時避免過長工序；另一方面分開粗加工和精加工；

（3）對工序的先后進(jìn)行排序。根據(jù)數(shù)控加工原則將加工工序進(jìn)行排序，此外還應(yīng)注意將數(shù)控加工工序與普通加工工序、輔助工序等相結(jié)合。

2.3 數(shù)控加工工序設(shè)計

數(shù)控加工工序的設(shè)計工作就是根據(jù)加工內(nèi)容確定刀具走向、切削用量、工藝裝備等，為科學(xué)合理的編制數(shù)控加工程序打下基礎(chǔ)。

（1）確定刀具走向。刀具在加工工序中的運動軌跡，反映了工步的內(nèi)容和順序。在確定走刀路線時需要將刀具的切入、切出，加工路線的長短，工件的變形程度以及工序的簡繁程度加以考慮。

（2）確定夾具。在夾具的確定時應(yīng)從統(tǒng)一設(shè)計、工藝、編程計算的基準(zhǔn)；固定機床的坐標(biāo)與夾具的坐標(biāo)的相對位置；夾具應(yīng)開敞，不能影響走刀；零件的裝卸速度快等方面進(jìn)行充分考慮。

（3）選擇數(shù)控加工刀具。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，直接影響了零件的加工質(zhì)量和機床的加工效率。

（4）確定切削用量。切削用量的選擇對數(shù)控加工的效率和質(zhì)量具有很大影響，在實際操作過程中，應(yīng)將機床操作說明書、切削用量選擇原則與加工經(jīng)驗相結(jié)合來確定合理的切削用量。

2.4 編制數(shù)控加工程序

數(shù)控加工程序編制是指程序員用數(shù)控語言寫出程序后，利用計算機將其進(jìn)行翻譯并對數(shù)控機床進(jìn)行控制，是數(shù)控加工的重要依據(jù)。主要包括以下幾個步驟：

（1）工藝過程卡；

（2）加工工件安裝和零點設(shè)定卡；

（3）工序卡；

（4）工序說明卡。

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（P-01）

CNC machining process design

TG659

1009-797X （2015） 22-0081-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.033

于津（1988-）， 男，助理工程師，本科學(xué)歷，研究方向為過程裝備與控制工程。

2015-09-25