趙成喜

（大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 瓦房店 116300）

1 數(shù)控機(jī)械的加工原則說明

（1）零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注。由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。

（2）盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸。輪廓內(nèi)圓弧半徑R常常限制刀具的直徑。如果工件的被加工輪廓高度低，轉(zhuǎn)接圓弧半徑也大，可以采用較大直徑的銑刀來加工，且加工其底板面時(shí)，進(jìn)給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會(huì)好一些，因此工藝性較好。反之，數(shù)控銑削工藝性較差。一般來說，當(dāng)R<0.2 H(H為被加工輪廓面的最大高度)時(shí),可以判定零件上該部位的工藝性不好。

（3）保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。有些零件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面。這時(shí)，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。如果零件上沒有基準(zhǔn)孔，也可以專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)，如可在毛坯上增加工藝凸臺(tái)或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)基準(zhǔn)孔。

（4）分析零件的變形情況。零件在加工時(shí)的變形，不僅影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如對鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對不能用熱處理方法解決的，也可考慮粗、精加工及對稱去除余量等常規(guī)方法。

（5）要考慮到毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性。因?yàn)樵跀?shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，加工過程是自動(dòng)的，毛坯加工余量的大小、如何裝夾等問題在選擇毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好，否則，一旦毛坯不適合數(shù)控加工，加工將很難進(jìn)行下去。 這里需要指出毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要滿足毛坯加工余量應(yīng)充足和盡量均勻以及保證毛坯的裝夾適應(yīng)性兩個(gè)重要原則。

2 數(shù)控機(jī)械加工工藝的影響因素分析

（1）表面質(zhì)量對數(shù)控機(jī)械加工工藝的影響：①對零件耐磨性的影響。當(dāng)兩個(gè)零件相互接觸時(shí)，實(shí)質(zhì)上只是兩個(gè)零件接觸表面上的一些凸峰相互接觸，因此實(shí)際接觸面積比理論接觸面積要小得多，從而使單位面積上的壓力很大。②對零件疲勞強(qiáng)度的影響。零件表面層的殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響很大。當(dāng)殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，在拉應(yīng)力作用下，會(huì)使表面的裂紋擴(kuò)大，而降低零件的疲勞強(qiáng)度，減少了產(chǎn)品的使用壽命。③對零件配合性質(zhì)的影響。在間隙配合中，粗糙表面磨損后，會(huì)使間隙增大，改變原配合性質(zhì)。在過盈配合中，粗糙表面的凸峰被擠掉，過盈量減小，降低配合的可靠性。

（2）影響數(shù)控機(jī)械加工工藝精度的因素及提高加工精度的措施：①工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施。工藝系統(tǒng)在切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力等的作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞已調(diào)好的刀具與工件之間的正確位置，使工件產(chǎn)生幾何形狀誤差和尺寸誤差。②工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差及改善措施。一是機(jī)床的熱變形，對機(jī)床的熱變形構(gòu)成影響的因素主要有電動(dòng)機(jī)、電器和機(jī)械動(dòng)力源的能量損耗轉(zhuǎn)化發(fā)出的熱。這些熱都將或多或少的使機(jī)床機(jī)身、工作臺(tái)和主軸等部位發(fā)生變形；二是工件的熱變形，由于切削熱的作用，工件在加工過程中產(chǎn)生熱變形，因其熱膨脹影響了尺寸精度和形狀精度。

（3）影響數(shù)控機(jī)械加工工藝中表面粗糙度的因素及改善措施：①工件材料。一般韌性較大的塑性材料，加工后表面粗糙度較大，而韌性較小的塑性材料加工后易得到較小的表面粗糙度。②切削用量。進(jìn)給量越大，殘留面積高度越高，零件表面越粗糙。因此，減小進(jìn)給量可有效地減小表面粗糙度。③刀具幾何參數(shù)。主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑對零件表面粗糙度有直接影響。④切削液。切削夜的冷卻和潤滑作用能減小切削過程中的界面摩擦，降低切削區(qū)溫度，抑制積屑瘤的產(chǎn)生，因此可大大減小表面粗糙度。

3 典型零件的數(shù)控機(jī)械加工工藝分析

（1）零件圖紙工藝分析。在立式加工中心上加工如下圖所示蓋板零件，零件材料為HT 200，鑄件毛坯尺寸(長×寬×高)為170 mm×170 mm×23 mm。該零件毛坯為鑄件，外輪廓(4個(gè)側(cè)面)為不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4個(gè)M16螺紋孔、4個(gè)階梯孔及1個(gè)φ6OH7。尺寸精度要求一般，最高為IT7級。4-φ12H8、φ60H7孔的表面粗糙度要求較高，達(dá)到只a0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。根據(jù)上述分析，A、B面加工可采用粗銑-精銑方案；φ6OH7孔為已鑄出毛坯孔，因而選擇粗鏜-半精鏜-精鏜方案；4-φ12H8宜采用鉆孔-鉸孔方案，以滿足表面粗糙度要求。

圖1 蓋板零件樣圖

（2）定位基準(zhǔn)的選擇。因該零件為大批量，采用普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床共同加工完成。按工序分散原則、先粗后精原則劃分工序，其整個(gè)工藝流程分兩大部分：一部分是下料和粗加工部分，在普通機(jī)床上完成，粗加工的定位基準(zhǔn)是用三爪卡盤以外六方、各端面配合定位；另一部分是精加工和螺紋加工部分，在數(shù)控車床上完成，按裝夾方式劃分為兩個(gè)工序，外螺紋加工等以外六方和大端面定位是一個(gè)工序，內(nèi)螺紋加工等使用專用夾具以外螺紋面、大端左端面定位是另一個(gè)工序。

（3）確定進(jìn)給路線。進(jìn)給路線包括平面內(nèi)進(jìn)給和深度進(jìn)給兩部分路線。對平面內(nèi)進(jìn)給，對外凸輪廓從切線方向切入，對內(nèi)凹輪廓從過渡圓弧切入。在兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上，對銑削平面槽形凸輪，深度進(jìn)給有兩種方法：一種方法是在xz（或yz）平面內(nèi)來回銑削逐漸進(jìn)刀到即定深度；另一種方法是先打一個(gè)工藝孔，然后從工藝孔進(jìn)刀到即定深度。

（4）選擇刀具及切削用量。銑刀材料和幾何參數(shù)主要根據(jù)零件材料切削加工性、工件表面幾何形狀和尺寸大小選擇；切削用量是依據(jù)零件材料特點(diǎn)、刀具性能及加工精度要求確定。通常為提高切削效率要盡量選用大直徑的銑刀；側(cè)吃刀量取刀具直徑三分之一到二分之一，背吃刀量應(yīng)大于冷硬層厚度；切削速度和進(jìn)給速度應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)選取效率和刀具壽命的綜合最佳值。精銑時(shí)切削速度應(yīng)高一些。

4 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平，它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。而數(shù)控機(jī)械加工工藝能自動(dòng)地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。