数控加工工艺的研究与分析
摘要:工艺分析是数撞加工编程的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均雷时所加工的零件进行工艺分析。
若工艺分析考虑不周，往往会造成工艺设计不合理，从而引起编程工作反复，工作全成倍增加，有时还会发生推例重来的现象，造成一些不
必要的损失，严重者甚至还会造成数撞加工差错。为此，本文首先讨论了分析零件图，确定加工内客，接著分析7正确划分工序和确定
合理的加工路线、选择合理的刀具和选用合适的切刘用全，工艺装备的选择和图样尺寸的标注，最后研究7正确选择切AM加工方式和使
用街型高效刀具。
关键词:工艺加工工艺数撞加工工艺
1引言
数控机床在现代制造业中起着越来越重要
的作用。许多企业都大量引进数控设备，以提
高自身产品的加工质量和生产效率。本文仅
探讨在数控加工工艺设计中应注意的问题。
零件的加工质量不仅与数控机床自身的精度密
切相关，还与数控加工中的工艺措施密切相
关。因此，在用数控机床进行机械零件加工
时，要充分考虑工艺设计问题对零件加工质量
和生产效率的影响。充分考虑数控加工中的
工艺问题，采取适当的工艺措施，有效地保证数
控机床加工质量，对充分利用数控机床加工精
度高的优势、提高生产效率具有现实意义。
后精加工。精加工余量一般以0 .2一0 .6mm
为宜，精铣时应尽量采用顺铣，以降低表面粗糙
度值。(3)减少刀具更换次数，在一次装夹中尽量
完成所有可能进行加工部位的加工。(4)在二维
轮廓加工时，应避免加工中停顿。因为停顿时
切削力的改变，会引起零件、夹具、机床系统的
弹性变形，从而在停顿处留下凹痕。另外，轮廓
加工时应尽量采用圆弧进退刀方式，而较少采
用直线进退刀方式。(5)加工路线是否最短，既关
系到加工质量，又关系到生产效率，对干批量生
产尤为重要。
长度应尽可能短，以提高刀具的刚性;④同一把
刀具多次装人机床主轴锥孔时，刀刃的位置应
重复不变。刀具确定后，应将刀具规格、专用
刀具代号和该刀具所要加工的内容列表记录下
来，供编程时使用。
(3)量具的选择。在数控机床上进行加工
一般选用通用量具，量具精度必须与加工精度
相适应。
2分析零件图确定加工内容
当选择并决定对某个零件进行数控加工
后，并不等干要完成所有的加工内容，可能只是
对其中一部分进行数控加工，因此，必须对零件
图样进行细致的工艺分析，选择那些最适合、
最需要进行数控加工的内容和工序。应结合
本单位的实际，立足干解决关键难题和提高生
产效率，充分发挥数控加工的优势，防止把数控
机床降格为通用机床使用。
通常选择通用机床难加工，质量也难以保
证的内容作为加工重点。当通用机床加工效
率低，工人手工操作劳动强度大时，可在数控机
床尚存在冗余能力的基础上进行选择。对干
需要通过较长时间占机调整的加工内容，必须
用特定的工艺装备协调加工的零件，采集编程
用的数据困难且易与检验依据发生矛盾而增加
编程难度等情况，一般不宜选择数控分析零件
图的另一个重要方面就是零件的数控加工工艺
设计问题，应重点从数控加工的方便性与可能
性2个方面进行审查和分析，例如:1)零件图样
中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。
2)构成轮廓的几何元素的条件是否充分。3)定
位基准的可靠性。
数控加工设计人员应注意加工过程中的每
一个细节，在不影响零件使用特性的许可范围
内，尽量满足数控加工工艺的各种需求。
4选择合理的刀具、选用合适的切削用量
机加工的质量和效率，很大程度上取决干
刀具的选择和切削用量的选用，与普通机床相
比，数控机床对刀具的要求要严格得多，要求安
装调整方便、精度高、刚性好、耐用度高。
选用刀具时，首先选择硬质合金刀具，在可
能时，可根据被加工零件的结构，设计一些复合
专用刀具，使一些复合表面一次成型，如图1所
示底面C上的台阶孔，这样既保证了加工精度，
又提高了效率。在加工中心上，可以连续地对
工件各个表面自动地进行钻、扩、镬、铰、
铣削、攻丝等多工步的加工，所以机床所使用
的刀具种类很多，如XH755-1卧式加工中心就
有安装30把刀的刀库容量，它们在工作时按程
序的规定随时进行刀具的调用，安装在刀库上
的刀具，因各把刀的重量不同，应考虑刀库的平
衡。切削用量包括主轴转速、切削深度和进
给速度。切削用量的选择，应在机床的允许范
围内选取，同时考虑刀具的耐用度，机床、央
具的刚性和材质的硬度。一般在粗加工时及
加工铸件时，可取较大的切削深度和进给速度，
精加工时取较高的转速、较小的切削深度和
进给速度，以保证粗糙度。切削用量的具体数
值，可以参考数控机床的使用说明书及有关资
料进行选取。
3正确划分工序、确定合理的加工路线
工序划分与加工路线确定直接关系到数控
机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经
济性等问题，应尽量做到工序集中，工艺路线最
短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工
艺路线时，除考虑通常的工艺要求外，还应考虑
下列因素:
(1)尽量在普通机床上完成零件的大切削量
粗加工，以提高数控机床的利用率。(2)工步安排
应遵循由粗到精的原则，先进行去除量大的粗
加工，再安排一些局部余量较大的半精加工，最
5工艺装备的选择
工艺装备的选择包括夹具、刀具和量具
的选择。
(1")夹具的选择。一般情况下，当零件加工
批量小时应尽可能选用组合夹具、通用化和
标谁化夹具:当零件成批生产时应设计专用夹
具。夹具应装夹方便、快速，定位准确、可
靠，以缩短零件加工的生产谁备周期。
(2)刀具的选择。数控加工台时费用高，为
提高效益，对刀具提出了更高的要求。因此，
一般应遵循以下原则:①尽量选用硬质合金刀
具，合理选择刀具的几何参数，以提高切削性
能;②选择可靠性和耐用度高的刀具，减少更换
或修磨次数;③在满足使用要求的前提下刀具的
6图样尺寸的标注
一般情况下，零件设计人员在标注尺寸时，
因较多考虑装配方面等使用因素，常采用局部
分散的尺寸标注方法，这样会给工序安排与数
控加工带来某些不便之处，由干数控加工精度
及重复定位精度都较高，不会产生较大的积累
误差而影响使用性能。因此，建议将局部尺寸
的分散标注改为以同一基谁引注尺寸或直接注
出坐标尺寸。根据数控加工编程的特点，零件
图样上应以同一基准引线标注尺寸或直接注出
坐标尺寸，这样既便干编程，又利干尺寸间的相
互协调，力求使设计基准、工艺基谁、测量基
准与编程原点(或编程基谁点)保持一致性。
编程原点作为编程坐标的起始点和终止
点，它的正确选择直接影响到零件的加工精度
和坐标点计算的难易，在选择编程原点时应注
意以下原则:
(1)编程原点最好与图样上的尺寸基谁(设
计基准与工艺基准)相重合。例如，以孔定位的
零件，应以孔的中心为编程原点最合适，如果零
件上没有合适的定位基谁面，可考虑采用在毛
坯上增加工艺凸台，制出工艺孔，或在后续加工
工序要去掉的余量上设置工艺孔;形状不规则的
零件，以其基谁面(或线)为宜;加工路线成封闭
型时，则应以要求较高的表面为编程原点(或加
工起始点)。
(2)编程原点的选择应有利于编程和数值计
算简便。
(3)编程原点所引起的加工误差应最小。
(4)编程原点应易找出，而且测量位置也较
为方便。
7正确选择切削加工方式、使用新型高效
刀具
顺铣和逆铣得到的表面粗糙度不同，精加
工时应尽量采用顺铣以有利干提高零件的表面
质量。车削轴类零件时，尽量使用同一把刀车
削不同轴颈，以减少接刀痕迹。应尽量避免车
肖U非连续表面加工，若轴上有键槽等表面要加
工时，则安排在外圆车削完成之后再加工键
槽。车削成型回转表面时，要注意选择合适大
小的主偏角和副偏角，以避免刀具的干涉而产
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