數(shù)控車工編程加工工藝設計技巧

魏樹明

廣東省輕工業(yè)高級技工學校 廣東 廣州 510315

引言

Unigraphics軟件（簡稱“UG 軟件”）是一個集CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程）和CAM（計算機輔助制造）于一體的計算機輔助機械設計制造系統(tǒng)，可以用于包括產(chǎn)品建模、零件裝配、數(shù)控加工以及運動分析、工程圖生成等在內(nèi)的產(chǎn)品開發(fā)過程。該軟件功能雖說日趨強大，但它的操作也日趨復雜。通常來說，零件設計與生產(chǎn)制造的具體環(huán)節(jié)涉及很多工藝方面的問題，因此在施工之前要制定編程加工的一整套方案。相對于傳統(tǒng)的人工加工方式，編程加工方式不僅較為精確，在效率上也有很大提高。基于此，本文對數(shù)控車工編程加工工藝設計技巧進行研究與分析。

一、數(shù)控車工編程加工技術要點

在進行編程之前，需要設計好整個零件制造的工序，繪制出零件的草圖，根據(jù)零件制造要進行的操作來選擇合適的工具及操作，因為如果在加工過程中出現(xiàn)問題，會非常容易造成加工材料的報廢。除了設計好工序，還要對圖紙進行仔細研究，不能錯過任何關乎零件加工的細節(jié)，并對加工任務按照重要程度進行劃分和排序，防止出現(xiàn)由于走刀偏離路線而造成嚴重損失的情況。通過仔細研讀圖紙，對技術方案進行評估，判斷圖紙中的工藝是否合理，如果不合理，在經(jīng)過充分論證的基礎上對不合理之處進行改進。

確定工藝所對應的指令，要結(jié)合實際的工作經(jīng)驗來確定相應工藝步驟，并且在加工的過程中要注意各種工藝的先后順序，只有這樣才能在最大程度上保障加工的質(zhì)量。在加工處理的過程中，要遵循先粗處理后精細處理的原則。在進行粗加工的過程中，盡量除去冗余的工序，提高加工的速度并為后續(xù)的精細加工打下基礎。粗加工的過程就是產(chǎn)品框架形成的過程，零件的成型在很大程度上依賴于后期的精細處理。在零件進行完粗加工以后還要進行半精細加工，最后才是精細加工環(huán)節(jié)，在設計時要注意各個工序之間的有序銜接。

定位也是十分重要的一個環(huán)節(jié)，要遵循就近原則，根據(jù)刀點與零件之間的距離來確定。如果零件距離刀點較近，那么可以進行優(yōu)先加工，如果距離相對較遠則可以進行后加工，這樣可以在很大程度上減少刀具的行程，有效縮短加工的時間。

此外還要遵循先里后外的加工原則。也就是在加工的過程中優(yōu)先加工零件的內(nèi)部而后加工零件的外部。這些都是在數(shù)控車工編程加工工藝過程中必須注意的問題和要遵循的原則，在此基礎上可以有效地確保零件加工的質(zhì)量及零件加工的效率。

二、數(shù)控車工編程加工過程

數(shù)控加工過程就是通過計算機程序控制機械自動化加工的過程。由于零件自身的復雜性及加工算法的復雜性，整個工藝過程可以說是非常復雜，在實際操作的過程中往往需要結(jié)合加工對象的材料、質(zhì)量、形狀、位置和數(shù)量的不同來選擇不同的加工工藝方案。在方案設計的過程中，需要明確加工的對象、標準及目標，而在具體加工的過程中則根據(jù)實際情況來具體分析，根據(jù)加工對象的不同來設計不同的靈活的加工方案，在保障加工質(zhì)量的基礎上提高加工效率，降低加工成本。

走刀路線是數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工工件的運動軌跡，可以保證工件表面加工后的粗糙度要求。由于走刀路線是整個加工工藝的基礎和關鍵，所以要在充分理解加工方案的基礎上結(jié)合具體的加工對象來確定走刀的路線。具體包括路徑的引入和切入的行程等。

完整的走刀路線設計要從刀具的切入點開始到結(jié)束點結(jié)束。在走刀路線設計的過程中首先要確保走刀的路線和時間最短，但前提是確保零件加工的質(zhì)量，不能因單方面追求加工速度而犧牲質(zhì)量?？茖W合理的方案設計不僅能有效地減少走刀的時間、提高加工的效率，還能減少刀具的磨損、節(jié)約一定的成本。走刀路線的設計還要重視刀具的切入與切出環(huán)節(jié)，這是因為在刀具切入與切出過程中會對零件的外觀造成一定的影響。最后走刀路線的選擇要考慮形變因素，選擇形變不是很嚴重的路線對于保障零件加工的質(zhì)量是非常有用的。

三、數(shù)控車工編程加工工藝的處理過程

1.工藝的處理過程

在零件加工過程中，要特別關注零件的加工尺寸和加工部位。在加工之前需要確定加工部位的輪廓和尺寸等相關內(nèi)容。可以優(yōu)先選擇處理那些加工難度較大、加工工藝較為復雜而普通機床無法進行加工的零件。通過數(shù)控機床與普通機床的協(xié)調(diào)配合，能夠極大地提高加工效率。

2.工件的夾具選擇

在進行零件加工時，需要通過夾具將零件固定在機床上，通過確定其坐標方位，可以方便機床對其進行加工處理。因為車床的運轉(zhuǎn)速度非常高難免會對夾具產(chǎn)生一定影響，所以在進行夾具選擇的過程中一定要注意其性能。通常根據(jù)不同的車床來選擇不同的夾具，一般情況下數(shù)控車床常選擇三爪自定心卡盤來對加工材料進行夾緊。

如果車床的運轉(zhuǎn)速度非常高，那么就要考慮采用液壓高速動力卡盤來對加工對象進行夾緊，或者采用軟爪來夾持。

組合夾具不僅可以根據(jù)工況進行適當?shù)恼{(diào)整，還可以與其他夾具進行替換。因而在夾具選擇的過程中需要考慮夾具的開敞度、定位能力、原件等相關因素，確保不會對走刀路線造成影響。同時夾具的選擇也需要考慮操作的方便程度，可以選擇便于裝卸的夾具以縮短加工的時間。

3.切削參數(shù)的設置

在數(shù)控編程過程中必須要考慮的一個環(huán)節(jié)是切削參數(shù)的設置，它不僅會對加工零件的質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時也會在很大程度上影響加工的效率。在切削參數(shù)設置的過程中需要綜合考慮設備、被加工對象、加工工藝、算法等多種因素。通常情況下，切削用具的剛度、切削的進度深度、被加工對象自身的粗糙程度、刀具的性能、切削液的性能、工件材料、工件和機床的數(shù)量、壽命等都會對削切參數(shù)的設置產(chǎn)生直接影響。在上述因素中，切削的速度、深度及給進率是影響切削參數(shù)選擇的關鍵因素，在切削過程中，切削的速度不僅會對加工的效率產(chǎn)生影響，還會對零件的加工質(zhì)量及設備的磨損產(chǎn)生影響。在數(shù)控機床切削刀具選擇的過程中，刀具材料、工件材料、刀具壽命、切削深度與刀量、刀具形狀、冷卻液最終決定了整個切削用量。在具體的加工過程中需要結(jié)合具體工況，綜合權衡切削速度、切削深度、進給量三個因素，最終確定切削參數(shù)。

四、結(jié)語

數(shù)控車工編程加工工藝技術含量與專業(yè)化程度較高，可以實現(xiàn)對零件加工的自動化處理，但是掌握數(shù)控車工編程加工工藝不僅需要理論知識還需要豐富的實踐。通過對數(shù)控車工編程加工工藝技術要點與需要遵循的原則、加工過程需要注意的問題以及具體環(huán)節(jié)的處理方式介紹，可以為數(shù)控車工加工工藝人員提供一定的參考和幫助。不過，要完全掌握數(shù)控加工工藝并不是一件簡單的事，需要工藝人員不斷努力，在實踐中不斷進步?！?/p>

[1]孫福勛，孫守田.CAM數(shù)控加工工藝淺析[J].山東煤炭科技，2009(01)：20-21.