1、数控加工的工艺设计分析与方法研究 摘要：为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床，我们有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前的技术准备工作。重点介绍了数控加工中工艺设计的特点、零件数控加工工艺性分析要点，阐述了基于数控加工的工艺设计和加工路线设计原则，为提高数控机床使用率打下基础。 关键词：数控加工 工艺设计 走刀路线 方法研究 根据大量加工实例分析，数控加工中失误的主要原因多为工艺方面考虑不周和计算与编程时粗心大意。在编制数控工艺和数控程序中必须注意加工过程中的每一个细节。若数控加工的工艺设计方案不合理，往往要成倍增加工作量，有时甚至要推翻重来，造
2、成一些不必要的损失。数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，这项工作必须在程序编制工作以前完成。为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床，我们有必要对数控加工工艺设计等 技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前的技术准备工作。 1 零件的数控加工工艺性分析 1.1 零件数控加工的合理性分析 审核零件数控加工的合理性，选择数控机床加工内容时不可 “ 大材小用 ” ，要防止把数控机床降格为普通机床使用。当选择并决定某个零件进行数控加工后，并不等于把它所有的加工内容都包下来，而可能只是其中一部分进行数控加工。应选择那些最合适、最需进行数控加
3、工的内容和工序进行数控加工。通常零件数控加工的合理性考虑的因素是：（ 1）零件的复杂程度高，精度要求高，多品种、小批量的生 产，采用数控加工会获得较高的经济效益；（ 2）根据机床性能的不同和对零件要求的不同，对数控加工零件进行分类，不同类别的零件分配在不同类型的机床上加工，以获得较高的生产效率和经济效益。 1.2.零件数控加工的工艺性分析要点 数控加工前，必须首先对零件图纸进行仔细的数控加工工艺性分析，应重点从数控加工的方便性与可能性两个角度进行审查和分析。例如：（ 1）首先分析零件图纸中的尺寸数据的给出是否符合编程方便的原则。（ 2）其次分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点。
4、（ 3）应分析零件所要求 的加工精度等是否可以得到保证。 2 零件数控加工的工艺设计原则 2.1 零件加工工序的划分方法 设计零件的工艺过程，就是确定零件的哪些面需要数控加工，经过哪些工序以及怎么安排这些工序顺序等等。一般在数控机床上划分零件加工工序有以下几种方法： （ 1）按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数和空程时间，可以采用刀具集中的原则划分工序。在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再换第二把刀，加工其它部位。在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。 （ 2）按粗、 精加工划分工序。对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度、变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划
5、分工序，即先粗后精。 （ 3）按加工部位划分工序。这种方法一般适应加工内容不多的工件，主要是将加工部位分为几个部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形时，以内腔夹紧；加工内腔时，以外形夹紧。加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的重要性来考虑，重点在于工件的刚性不被破坏，以保证整体零件的加工精度。 2.2 零件加工的数控加工工艺设计原则 设计零件数控加工的工艺 过程时应遵循以下原则： （ 1）工序最大限度集中、一次定位的原则一般在数控机床上，特别是在加工中心上加工零件，工序可以最大限度集中，即零件在一次装夹中应尽可能完成本台数控机床所能加工的大部分或全部工序。数控加工倾向
6、于工序集中，可以减少机床数量和工件装夹次数，减少不必要的定位误差，生产率高。（ 2）先粗后精的原则在进行数控加工时，根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，应遵循粗、精加工分开原则来划分工序，即先粗加工全部完成之后再进行半精加工、精加工。（ 3）合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。（ 4）选择工件加工变形小的加工路线。在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。（ 5）使数值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量。（ 6）根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。（ 7）在切削过程中，刀具不能与工件轮廓发生干涉。 3 走刀路线设计方法 （
7、 1）在数控铣床上铣削外轮廓零件时，为了保证轮廓表面质量的要求，减少接刀的痕迹，应设计合理的刀具切入和切出时的进、退刀位置。尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿。尽量不要在连续的轮廓中安排切入和 切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连续轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 （ 2）铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了提高加工精度和减少表面粗糙度，在铣削封闭的内轮廓时，因刀具切入、切出不允许外延，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以圆弧切向进刀。 （ 3）对于点位控制的数控机床（如数控冲床、钻床）的走
8、刀路线应力求最短。尤其是对点群类零件，在规划走刀路线时，应使其空行程路线总和最短。上述基础工艺问 题解决后就可进入数控程序的编制阶段，同时，当解决了上面的具体工艺问题后，编程人员就能编制出操作者满意的程序，而评价数控程序的优劣也不在于程序有多玄奥，而在于具体工序、刀具、切削用量参数的合理性。 4 结论 选择合理、高效的工艺方法和加工路线，对编制高质量的数控加工程序，提高零件的加工质量、数控机床的生产效率和经济效益都有重要意义。数控加工工艺设计对工艺设计人员的要求很高，不仅需要懂得数控加工设备和编程技术，而且还必须具有丰富的数控工艺工装知识和具有较丰富的实际操作经验。只有在此基础上，运用 正确的设计方法，通过认真细致的工作，才能完成高质量的数控加工工艺设计。这样，才能在数控机床上完成零件的正确加工，避免产生不必要的废品。 参考文献： 董玉红 .数控技术 M.北京：高等教育出版社， 2004.
