王躍華

摘 要：數(shù)控技術(shù)源于航空工業(yè)，于20世紀40年代美國一家航空公司提出，經(jīng)過這么多年的發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)逐步應(yīng)用于各個工業(yè)部門，從而提升了加工產(chǎn)業(yè)的自動化進程。文章首先對數(shù)控加工操作過程進行了分析，再分析了數(shù)控加工技術(shù)的主要特點、加工工藝原則、數(shù)控加工刀具選擇方案、操作安全方案，通過對數(shù)控加工技術(shù)及設(shè)備使用注意事項的研究，達到更好的應(yīng)用數(shù)控機床提升工業(yè)自動化的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；加工工藝；刀具選擇；操作安全

數(shù)控加工方法，是指在數(shù)控機床上進行零件加工的一種方法。數(shù)控機床是對傳統(tǒng)機床的總結(jié)和改進，數(shù)控機床加工相對于傳統(tǒng)機床加工方面，克服了傳統(tǒng)機床加工的缺點，極大的提升了加工工藝的自動化水平和生產(chǎn)效率，節(jié)省了人工，降低了操作工藝時長。數(shù)控加工，是在數(shù)控機床上，運用編程的方法，并結(jié)合復(fù)雜的模型計算，采取數(shù)字信息來控制零件和刀具位移，從而達到加工零件的目的的一種工藝過程。數(shù)控加工對于精度要求高、形狀復(fù)雜、品種多樣、批量小等性質(zhì)的零件有很適合的加工效果。

1 數(shù)控加工操作過程分析

數(shù)控加工，是指應(yīng)用數(shù)控機床對零件進行加工的一系列過程。數(shù)控加工的機器稱為數(shù)控機床，數(shù)控機床受控于數(shù)控系統(tǒng)（專用或者是通用計算機），數(shù)控機床的運動由數(shù)控系統(tǒng)的指令來引導(dǎo)。數(shù)控指令是程序員根據(jù)所需要加工材料的要求、材質(zhì)、機床的特性等，結(jié)合具體的指令規(guī)范和格式來進行編寫的。數(shù)控機床的受控大致分為機器的啟動、運作、停止；刀具的選擇、更換；主軸的旋轉(zhuǎn)、變速；進給的速度、方向、方式等等。

2 數(shù)控加工技術(shù)主要特點

數(shù)控機床的加工技術(shù)具有以下一些特點：第一、工序集中。數(shù)控機床自動化水平比較高，一般帶有自動可以切換的刀庫和刀架，程序自動控制換刀過程，所以，工序比較集中，能夠為企業(yè)節(jié)省人力和物力。表現(xiàn)在一是減少了機床占地面積，二是減少了中間操作環(huán)節(jié)（比如物品暫存等）。第二、自動化水平高。數(shù)控加工技術(shù)在工作過程中，控制刀具過程不需要人工控制，自動化程度比較高。表現(xiàn)在四個方面，一是對操作工人的技術(shù)水平要求低。數(shù)控加工工人的培養(yǎng)時間比較短，短期就能上手實踐，并且加工出來的工件精度高、時間少。減少了工人的勞動強度，從而節(jié)省了勞動時間。二是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。加工自動化水平提升，促使加工過程避免了由于人的誤差而導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。三是產(chǎn)出效率高，數(shù)控機床自動控制刀具的切換，使得加工效率較高。第三、柔性好。數(shù)控機床克服了傳統(tǒng)機床和傳統(tǒng)專機的缺點，可以通過改變程序來加工不同的零件，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作，從而顯示出柔性好、效率高的特點，更能適應(yīng)社會的競爭。第四、適應(yīng)能力強。數(shù)控機床特別適合加工質(zhì)量要求高、急需器件、新產(chǎn)品等等，能夠?qū)Ω鞣N輪廓進行精確加工。

3 數(shù)控加工工藝原則分析

數(shù)控機床在加工原則方面表現(xiàn)在下面四點：下道工序不能被上道工序的加工影響；先進行內(nèi)孔加工，再進行外形加工；相同加工工藝的工序，應(yīng)該連續(xù)進行，從而減少換刀過程；安裝過程應(yīng)該從剛性影響較小的工序開始。下面分析加工路線和優(yōu)缺點。

3.1 加工路線分析

加工路線包括從對刀點（或者說是機床固定原點）開始算起，直到返回該點，這整個程序過程中所經(jīng)過的路徑。包括切入、切出以及空行程三個方面的路徑。精加工的加工路線應(yīng)該將粗加工及空行程的進給路線的選擇為重點。并且在加工過程中應(yīng)該確保工件表面的粗糙度和工件精度、促使路線最短、簡化加工程序、應(yīng)用子程序簡化程序編寫。

3.2 加工優(yōu)缺點分析

數(shù)控加工具有以下優(yōu)點：工裝數(shù)量能夠大量減少；加工工件質(zhì)量穩(wěn)定以及精度高；對于小批量和多品種等工件的生產(chǎn)效率高；可以加工復(fù)雜型面。數(shù)控加工的缺點是維修費用高，并且對維修人員的技術(shù)水平提出了很高的要求。

4 數(shù)控加工刀具選擇探討

4.1 選擇刀具原則

4.1.1 選擇數(shù)控刀具的原則

刀具壽命與切削用量的關(guān)系密切。在進行切削用量的制定時，應(yīng)該合理選擇刀具壽命。而刀具壽命的選擇應(yīng)該根據(jù)所要達到的目標確定，受到其他很多因素的影響。一般情況下，最高生產(chǎn)率刀具壽命由目標為單件工時最少確定，最低成本刀具壽命由工序成本最低來決定。

4.1.2 選擇數(shù)控車削用刀具原則

數(shù)控車削用刀一般有成型、尖形、圓弧形車刀這三類。一般在數(shù)控加工過程中，不鼓勵采用成型車刀。而尖形車刀的選擇在幾何參數(shù)方面與普通扯削時大致相同，結(jié)合數(shù)控加工的路線、干涉等進行綜合分析，也應(yīng)該將刀尖考慮在內(nèi)。圓弧形車刀比較適用于加工工件的表面，其刀位點在圓弧的圓心上。選擇圓弧形車刀時，應(yīng)該考慮車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑。

4.1.3 選擇數(shù)控銑削刀具原則

在數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，相關(guān)參數(shù)設(shè)置比較復(fù)雜，需要結(jié)合零件的內(nèi)輪廓、加工高度等進行分析。

4.2 刀點分析

刀點是刀具相對于工件運動的起點，在程序開始執(zhí)行時，應(yīng)該確定刀具相對于工件坐標系下的運動位置。而程序編寫過程中，應(yīng)該首先正確的確定對刀點的位置。選擇對刀點應(yīng)該以便于編寫程序和處理數(shù)值為原則。在實際操作過程中，可以手動對刀，選擇刀位點，工廠一般采用光學(xué)的對刀儀、對刀鏡等等。

4.3 切削用量分析

在進行數(shù)控編程時，應(yīng)該對每道工序的切削用量進行確定，并通過指令的形式表現(xiàn)在程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、背吃刀量這三個方面的確定等等。確定原則為：根據(jù)刀具需要，發(fā)揮刀具的使用性能，確保刀具的使用壽命，提升機床的性能，保證加工零件的精度，提高生產(chǎn)效率。

5 數(shù)控加工操作安全分析

為了確保數(shù)控機床高效加工的實現(xiàn)，應(yīng)該保障操作的安全性，包含兩個方面：第一、達到文明生產(chǎn)要求。文明生產(chǎn)對操作人員的素質(zhì)提出了很高的要求，包括用好、管好、維護好數(shù)控機床，并且能夠掌握數(shù)控機床的性能，操作熟練。第二、符合操作流程要求。減少操作故障，正確使用數(shù)控機床，對數(shù)控機床進行合理操作。

6 結(jié)束語

根據(jù)本文對數(shù)控機床使用和數(shù)據(jù)加工技術(shù)相關(guān)問題的分析，可以知道，數(shù)控加工是實現(xiàn)工業(yè)自動化的有效手段。未來發(fā)展過程中的3D數(shù)控加工機床可以使得操作更加的精確，有效避免儀器的損壞，能夠有效保證加工工藝的準確性以及加工過程的高效性。3D數(shù)控加工通過結(jié)合算法的使用，能夠計算出模型的工藝軌跡，從而可以實現(xiàn)金屬加工和切割的模擬操作。不管是何種性質(zhì)的數(shù)控機床，在進行實際生產(chǎn)過程中，都需要根據(jù)實際需要進行規(guī)劃和管理，促進加工效率的不斷提升。

參考文獻

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