数控加工中的加工技巧

数控加工中的加工技巧

赵 毅

湖北三峡职业技术学院机电学院 湖北省 宜昌市 443000

摘要：数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度要求高等问题和实现高效率和自动化加工的有效途径。本文根对数控加工中的加工技巧进行了归纳和总结。

关键词：数控加工；加工技巧；解决；高效率；自动化

1引言

数控技术起源于航空工业的需要，20世纪40年代后期，美国一家直升机公司提出了数控机床的初始设想，1952年美国麻省理工学院研制出三坐标数控铣床。50年代中期这种数控铣床已用于加工飞机零件。60年代，数控系统和程序编制工作日益成熟和完善，数控机床已被用于各个工业部门，但航空航天工业始终是数控机床的最大用户。一些大的航空工厂配有数百台数控机床，其中以切削机床为主。数控加工的零件有飞机和火箭的整体壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋桨以及航空发动机的机匣、轴、盘、叶片的模具型腔和液体火箭发动机燃烧室的特型腔面等。数控机床发展的初期是以连续轨迹的数控机床为主，连续轨迹控制又称轮廓控制，要求刀具相对于零件按规定轨迹运动。以后又大力发展点位控制数控机床。点位控制是指刀具从某一点向另一点移动，只要最后能准确地到达目标而不管移动路线如何。

2数控加工的特点和效益

数控机床一开始就选定具有复杂型面的飞机零件作为加工对象，解决普通的加工方法难以解决的关键。数控加工的最大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。由于飞机、火箭和发动机零件各有不同的特点：飞机和火箭的零、构件尺寸大、型面复杂；发动机零、构件尺寸小、精度高。因此飞机、火箭制造部门和发动机制造部门所选用的数控机床有所不同。在飞机和火箭制造中以采用连续控制的大型数控铣床为主，而在发动机制造中既采用连续控制的数控机床，也采用点位控制的数控机床（如数控钻床、数控镗床、加工中心等）。

数控加工有下列优点：①大量减少工装数量，加工形状复杂的零件不需要复杂的工装。如要改变零件的形状和尺寸，只需要修改零件加工程序，适用于新产品研制和改型。②加工质量稳定，加工精度高，重复精度高，适应飞行器的加工要求。③多品种、小批量生产情况下生产效率较高，能减少生产准备、机床调整和工序检验的时间，而且由于使用最佳切削量而减少了切削时间。④可加工常规方法难于加工的复杂型面，甚至能加工一些无法观测的加工部位。数控加工的缺点是机床设备费用昂贵，要求维修人员具有较高水平。

3数控加工过程工艺分析

3.1数控加工过程分析

数控加工，就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床是一种用计算机来控制的机床，用来控制机床的计算机，不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时，机床便会自动停止。任何一种数控机床，在其数控系统中若没有输入程序指令，数控机床就不能工作。

机床的受控动作大致包括机床的起动、停止；主轴的启停、旋转方向和转速的变换；进给运动的方向、速度、方式；刀具的选择、长度和半径的补偿；刀具的更换，冷却液的开起、关闭等。

3.2加工工艺

数控加工程序编制方法有手工(人工)编程和自动编程之分。手工编程，程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程即计算机编程，可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。但是，无论是采用何种自动编程方法，都需要有相应配套的硬件和软件。可见，实现数控加工编程是关键。但光有编程是不行的，数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下：(1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容；(2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析；(3) 数控加工的工艺设计；(4) 对零件图纸的数学处理；(5) 编写加工程序单；(6) 按程序单制作控制介质；(7) 程序的校验与修改；(8) 首件试加工与现场问题处理；(9) 数控加工工艺文件的定型与归档。

4数控加工中的加工技巧

数控加工可获得精度高、质量德定的产品，因而在机械制造领城得到了越来越广泛的应角，数控编程是应用数控机床进行零件加工的前提，因而如何合理地编制数控程序成为数控加工的关健。数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

4.1软爪卡盘的使用与调整方法

在车削批量较大的工件时，为了提高工件在加工时的定位精度和节约工件安装时的辅助时间，可利用软爪卡盘。为了根据实际需要随时改变爪面圆弧直径与形状，把三爪卡盘淬火的卡爪，改换为低碳钢、铜或铝合金卡爪。如卡盘爪是两体的，可把爪部换成软金属；如卡爪是一体的，可在卡爪上固定一个软金属块。

软爪卡盘的卡爪加工后，可以提高工件的定位精度，如是新三爪卡盘，工件安装后的定位精度小于0.01mm。如三爪卡盘的平面螺纹磨损较严重，精度较差，换上软爪轻加工后，工件安装后的定位精度仍能保持在0.05mm以内。软爪卡盘装夹已加工表面或软金属，不易夹伤表面。对于薄壁工件，可用扇形爪，增大与工件接触面积而减小工件变形。软爪卡盘适用于已加工表面作为定位精基准，在大批量生产时进行工件的半精车与精车。

软爪卡盘正确的调整与车削，是保证软爪卡盘精度的首要条件。软爪的底面和定位台，应与卡爪底座滑配和正确地定位。软爪用于装夹工件的部分比硬爪加长10～15mm，以备多次车削，并要对号装配；车削软爪的直径最好与被装夹工件直径一致，或大或小，都不能保证装夹精度。一般卡爪车削直径比工件直径大0.2mm左右，也即是被卡的工件直径，要控解在一定公差范围内；车削软爪时，为了消除间隙，必须在卡爪内或卡爪外安装一适当直径的画柱或圆环，它们在软爪安装的位置，应和工件夹紧的方向一致，否则不能保证工件定位精度。当工件为夹紧时，圆柱应夹紧在卡盘爪里面进行车软爪爪而，当工件为涨紧时，圆环应安装在卡盘爪外面，车削软爪外面。

4.2合理确定走刀路线，并使其最短以提高效率。

确定走刀路线的工作是加工程序编制的重点，进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径，是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。应考虑以下几个方面: (1)巧用起刀点。 如在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的前提条件下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。(2)粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下，采取最短的切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。(3)尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率。由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线是指刀具从切削起点开始运动起，直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及退刀、回零等非

切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗。用矩形循环命令进行加工，来分析一下走刀路线合理确定。

4.3夹具安装要点

目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。

5结束语

随着数控机床在制造行业的应用广泛化,影响其质量的因素也在增多,除了工艺因素,还有操作技巧和机床本身的加工精度。提高制造行业产品的质量,必须对数控机床的加工精度进行控制。

参考文献：

[1]数控加工中的加工技巧分析[J].赵利华.时代农机. 2019(04)

[2]数控铣床加工中刀具半径补偿原理及其应用技巧[J]. 谢正,杨琛. 武汉工程职业技术学院学报.2018(03)

[3]数控机床的对刀原理及在加工中的对刀技巧[J].郭毓辉. 南方农机.2018(06)

[4]中走丝数控线切割在配合零件加工中的技巧研究[J]. 申鹏.陕西国防工业职业技术学院学报.2018(01)