導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控加工，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

常用的工件材料類別如下：

> 一般鋼材---普通碳鋼、合金鋼、工具鋼

> 淬火鋼

> 不銹鋼

> 鑄鐵---灰鑄鐵、球墨鑄鐵

> 鈦合金

> 高溫合金---鎳基合金、鈷基合金

> 有色金屬---銅合金、鋁合金

> 復(fù)合材料

所謂難加工材料，就是切削加工性差的材料，即硬度高、強度高、延伸率高、沖擊值大、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料。但在日常生產(chǎn)中，切削加工所用的材料種類很多，性能各異，對于某一種類材料性能并非全面達(dá)到或超過以上指標(biāo)，其中一項或兩項超過以上指標(biāo)者，也是難加工材料。常用難加工材料有五大類，即高溫合金（包括鐵基、鎳基和鈷基三大類）、鈦合金、不銹鋼（如奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼）、超高強度鋼、以及高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料等。

材料切削加工性的衡量指標(biāo)通常有四種標(biāo)志方法：刀具耐用度T、已加工表面質(zhì)量、單位面積切削力、斷屑性能。

超高強度鋼難加工材料加工特點。如38CrNi3MoVA、 40CrNi2Si2MoVA 超高強度鋼，其半精加工、精加工和部分粗加工常在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行。調(diào)質(zhì)后的金相組織為索氏體或托氏體，硬度高達(dá)HRC55。一般σs>1GPa或σb>1.1Gpa的結(jié)構(gòu)鋼，稱為高強度鋼；σs>1.2GPa或 σb>1.51Gpa的結(jié)構(gòu)鋼稱為超高強度鋼。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，高強度鋼、超高強度鋼的強度高，導(dǎo)熱系數(shù)偏低，故切削力大，切削溫度高（比45鋼高出100～200℃），刀具磨損快，使用壽命短，斷屑亦稍難。

超高強度鋼必須采用耐磨性強的刀具材料。按粗加工、半精加工、精加工的要求，應(yīng)分別采用不同牌號的YT（P）類硬質(zhì)合金，最好是添加鉭、鈮的牌號。高速精加工時，應(yīng)采用高TiC含量并添加工鉭鈮的YT類合金、TiC基和Ti（C，N）基硬質(zhì)合金，涂層硬質(zhì)合金和復(fù)合Al2O3陶瓷等。刀具前角應(yīng)較小。在工藝系統(tǒng)剛性允許的情況下，應(yīng)采用較小的主偏角和較大的刀尖圓弧半徑。切削用量，尤其是切削速度，應(yīng)比加工中碳正火鋼時適當(dāng)降低。盡量采用切削液與斷屑措施以改善切削條件。

高溫合金和不銹鋼材料加工特點。不銹鋼按金相組織分，有鐵素體、馬氏體、奧氏體三種。奧氏體不銹鋼的成分以鉻、鎳等元素為主，淬火后呈奧氏體組織，切削加工性比較差，表現(xiàn)在：

> 塑性大，加工硬化很嚴(yán)重，易生成積屑瘤而使已加工表面質(zhì)量惡化。切削力約比45鋼（正火）高25%。加工表面硬化程度及硬化層深度大，常給下序帶來困難。且不易斷屑

> 導(dǎo)熱系數(shù)小，只為45鋼的1/3，產(chǎn)生的熱量不易傳出，所以切削溫度高。

> 由于切削溫度高，加工硬化嚴(yán)重，加上鋼中有碳化物（TiC等）形成硬質(zhì)夾雜物，又易與工具發(fā)生冷焊，故刀具磨損快，使用壽命降低。

YT類合金刀具不宜用于加工奧氏體不銹鋼和高溫合金，因為YT類硬質(zhì)合金中的鈦元素易與工件材料中的鈦元素發(fā)生親和而導(dǎo)到冷焊，在高溫下還加劇了擴散磨損。一般宜采用YG類（最好添加鉭、鈮，如YG6A）、YH類或YW類硬質(zhì)合金，也可采用高性能高速鋼。刀面應(yīng)磨光，且需采取斷屑措施。加工奧氏體不銹鋼時，宜采用較大的前角（γ0=15～30°以減小切削變形）與中等的切削速度（50～80m/min，硬質(zhì)合金）。加工高溫合金時，宜采用偏小的前角（γ0=0～10°，以提高切削刃的強度）與偏低的切削速度（ 30～40 m/min，硬質(zhì)合金）不論加工奧氏體或高溫合金，切削深度和進(jìn)給量均宜適當(dāng)加工，避免切削刃和刀尖劃過硬化層。

針對鈦合金、不銹鋼、超高強度鋼等難加工材料的切削，使用的刀具材料主要是細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金和高性能高速鋼，應(yīng)特別注意刀具材料（包括其涂層）與工件材料的匹配，實踐證明，鈦合金切削加工中，常規(guī)涂層對提高刀具性能方面沒有明顯作用，必須尋找新的涂層及涂層工藝。

> 鈦合金的加工方法切削速度不宜過高（40～60m/min）：切削速度過高會產(chǎn)生大量切削熱，導(dǎo)致刀具壽命降低。

> 縮短刀具與工件的接觸時間：刀具與工件接觸時間越長，產(chǎn)生的熱量就越多，會導(dǎo)致刀具壽命降低。而刀具直徑越大，接觸時間就越長，因此在允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使用小直徑刀具。

> 減小切削寬度：切削寬度越大，接觸時間越長，會增加發(fā)熱量。因此，加工時不宜加大切削寬度，而通過增加切削長度來提高加工效率。使用長刃刀具等對于粗加工很有效。切削寬度小的臺肩銑削能減少切削熱，使提高切削速度成為可能。

> 充分使用切削液，提高冷卻效果：尤其是15MPa以上的超高壓切削液。

> 使用45°主偏角刀具：只要工件形狀允許，盡可能使用45°主偏角的刀具，以減薄切屑，延長刀具壽命。

難加工材料數(shù)控加工需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題如下：

（1） 數(shù)控加工仿真及數(shù)控程序優(yōu)化技術(shù)；

（2） 加工難加工材料的先進(jìn)刀具的選用和切削參數(shù)優(yōu)化；

（3） 加工難加工材料的切削理論研究；

（4） 數(shù)控加工工藝技術(shù)；

（5） 基于毛坯加工及毛坯殘留的數(shù)控編程與加工技術(shù)

難加工材料數(shù)控加工編程要點

> 刀具加工過程采用順銑，盡量避免逆銑。

> 在加工中拐角減速，減速值為正常進(jìn)給率的40%到70%。編程采用高速銑加工模塊，所有轉(zhuǎn)角執(zhí)行R1-R3圓弧過渡連接，避免瞬間急轉(zhuǎn)彎。

> 在粗加工半封閉槽或型腔的時候刀具不應(yīng)超出工件外，刀具直徑的20%到30%。

> 槽加工宜采用擺線加工方式。

> 先用直徑大的刀具加工，再用直徑小的刀具對拐角進(jìn)行插銑，為精銑創(chuàng)造好條件。

> 粗加工時注意工件變形，注意陡壁加工、 分層加工、進(jìn)退刀控制、 對稱加工策略的應(yīng)用。

小結(jié)

> 切實掌握常用五大類難加工材料的加工特點。

> 材料切削加工性的衡量指標(biāo)、具體判據(jù)。

> 改善難加工材料切削加工性的措施。

> 掌握難加工材料數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)及編程要點。

篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)06-0243-01

隨著我國制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)這種先進(jìn)的加工技術(shù)在制造業(yè)行業(yè)中逐漸發(fā)展開來并得到了迅速推廣。因此，對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行合理改進(jìn)，加速其發(fā)展,使其逐步走向自動化、快捷化、數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化，是目前我國制造業(yè)發(fā)展的一大趨勢。

1、數(shù)控加工、數(shù)控編程的工作過程

數(shù)控加工技術(shù)分為機床加工技術(shù)和編程技術(shù)兩鐘：其中數(shù)控機床加工是數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)部分有著相當(dāng)重要的作用，而對于零件加工進(jìn)行編程則是數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié),對于零件編程的好壞也同樣直接影響到了產(chǎn)品的質(zhì)量好壞。數(shù)控加工作的工作流程如下：在對數(shù)控零件進(jìn)行加工時,要以零件加工圖樣中標(biāo)注的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)確定對該零件加工的過程、工藝參數(shù)數(shù)據(jù)以及走刀運動數(shù)據(jù)等,然后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)編制成數(shù)控加工的程序,將其傳輸給數(shù)控系統(tǒng),在相關(guān)控制軟件的支持下，經(jīng)過計算與處理,發(fā)出相應(yīng)的指令信號,使機床按預(yù)定的軌跡來進(jìn)行加工零件。數(shù)控加工程序,用數(shù)字代碼來描述被加工零件的零件尺寸、工藝參數(shù)和工藝過程,將數(shù)字代碼編制的程序輸入數(shù)控機床的NC系統(tǒng)以控制機床的運動與輔助動作，最終完成對零件的加工過程。把根據(jù)被加工零件的圖紙以及技術(shù)工藝等信息,按照數(shù)控系統(tǒng)中規(guī)定指令以及規(guī)定的格式編制成加工程序文件的整個過程稱之為零件數(shù)控加工程序的編制,我們也經(jīng)常簡稱其為數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。通過正確的加工程序進(jìn)行加工，不僅加工的工件合格率高，而且能使數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能得到充分的利用，并使數(shù)控機床的運用更加合理高效、同時也降低了數(shù)控機床應(yīng)用的危險系數(shù)。使操作更安全。數(shù)控加工的程序編制過程是相當(dāng)繁瑣、復(fù)雜、也是相當(dāng)精細(xì)的。一般來說,數(shù)控編程包括:對零件圖樣分析、對零件的數(shù)學(xué)處理、工藝處理進(jìn)而編寫程序單、輸入數(shù)控程序及進(jìn)行程序檢驗。要想做好數(shù)控編程首先要根據(jù)所加工的零件的特點進(jìn)行詳盡的進(jìn)行工藝分析；其次要合理的選擇經(jīng)濟節(jié)能的加工方案，確定零件的加工路線、順序以及裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；充分利用數(shù)控機床所具備的各項指令功能,發(fā)揮其機床效能；并正確選擇對刀、換刀點，盡量減少換刀次數(shù)。

2、數(shù)控編程的方法及CAD/CAM系統(tǒng)自動編程

數(shù)控加工程序的編制方式包括手工編程和自動編程兩種。手工編程是指整體數(shù)控編程的過程都是由人工來操作完成的。比如對階梯軸的車削加工的編程,由于其不需要冗長的坐標(biāo)計算因此由相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)工序圖紙標(biāo)注的數(shù)據(jù),直接編寫數(shù)控加工程序。但對其輪廓形狀復(fù)雜的零件,尤其是空間復(fù)雜曲面零件,如手機的外殼、各種塑料模具、汽車外殼及零部件等，數(shù)值計算則非常復(fù)雜,任務(wù)量大，也因此容易出現(xiàn)計算錯誤，且一旦出現(xiàn)錯誤之后校對工作就變的相當(dāng)難。因此對于這種操作必須使用自動編程，使用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動編程。編程人員首先利用計算機輔助設(shè)計CAD或自動編程軟件的零件造型功能,構(gòu)造出零件的幾何形狀,再對零件圖樣進(jìn)行分析,確定好加工方案,之后還需要利用軟件的計算機CAM功能,完成工藝方案的制定，自動計算并生成刀位軌跡文件——零件的加工程序。

3、數(shù)控機床的特點及相關(guān)應(yīng)用

數(shù)控機床不僅制作零件的精準(zhǔn)度高，而且制作效率也是相當(dāng)驚人的，他同時能適應(yīng)部分零件的小批量生產(chǎn)，對于品種相對較為復(fù)雜的零件的加工也游刃有余,也正是因此數(shù)控機床技術(shù)在機械加工的領(lǐng)域當(dāng)中迅速推廣開來并得到了廣泛的應(yīng)用?？偨Y(jié)而言,數(shù)控機床的加工有點主要有以下幾點：

(1)精準(zhǔn)度高,質(zhì)量較穩(wěn)定。數(shù)控機床是以數(shù)字形式形成相關(guān)指令來對零件進(jìn)行加工的,因此一般情況下工作過程當(dāng)中不需人為進(jìn)行干涉,這也在一定程度上減少了誤差。除此之外,數(shù)控機床的機床結(jié)構(gòu)以及其傳動系統(tǒng)穩(wěn)定性相對較高。在工作工程中運用補償技術(shù),能使加工精度始終保持在高水平上。提高了產(chǎn)品的合格率，穩(wěn)定加工質(zhì)量。

(2)適應(yīng)力強。數(shù)控機床的適應(yīng)力是指其生產(chǎn)對象發(fā)生變化時其自身進(jìn)行合理調(diào)整，跟進(jìn)變化的能力。在數(shù)控機床對零件進(jìn)行加工時，如果操作人員,重新編制新的加工程序，在輸入新的程序后就能馬上實現(xiàn)對新的零件的加工；并且而整個過程不用對機械的硬件部分做任何改動,數(shù)控機床能夠順利的完成整個加工過程。

(3)生產(chǎn)效率高。數(shù)控機床的零件加工一般為機動時間和輔助時間兩個部分的時間和。而數(shù)控機床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機床大,因此數(shù)控機床在進(jìn)行任意工序時都能選擇最有利的切削用量。

(4)良好的經(jīng)濟效益。在小批量生產(chǎn)的情況下,采用數(shù)控機床加工可以節(jié)省劃線工時,減少機床的調(diào)整檢驗的時間,節(jié)約直接產(chǎn)生費用。在大批量生產(chǎn)中，由于數(shù)控機床加工的精確度較為穩(wěn)定,一定程度上減少了產(chǎn)品廢品率,降低了生產(chǎn)成本，更使數(shù)控設(shè)備的經(jīng)濟效益顯得尤為突出。同時，利用控機床還能夠一機多用,在一定程度上節(jié)省了投資者在場地建設(shè)當(dāng)面的投資，減少了建廠面積。

伴隨生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用及加工對象的復(fù)雜化、多樣化，數(shù)控技術(shù)向著功能復(fù)合化、高速化、高精度化、體系開放化、驅(qū)動并聯(lián)化、控制智能化、新型功能部件、高可靠性、加工過程綠色的方向發(fā)展。航空航天、能源、汽車和醫(yī)療這四個重點領(lǐng)域四大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將對先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和機床工業(yè)調(diào)整產(chǎn)生重大的影響，我國的數(shù)控技術(shù)還要求解決到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、關(guān)鍵功能部件的問題、可靠性問題、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重組等等這些問題，縮小與國際水平間的距離。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉峰.淺談我國數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.貴州航天烏江機電設(shè)備有限責(zé)任公司,2010.

篇3

關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù)；典型零件；機床加工

中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2014）119-0174-02

社會的發(fā)展需求帶動了科學(xué)技術(shù)的飛速前進(jìn)，科技發(fā)展給制造業(yè)帶來了本質(zhì)性的轉(zhuǎn)變。尤其在數(shù)控技術(shù)大量使用的今天，高效率、高精度的數(shù)控機床正在慢慢代替普通車床技術(shù)。可是如此嶄新的數(shù)控機床科技在加工方面也有自己的局限性。不是所有零件都可以使用數(shù)控機床去生產(chǎn)。 這就是說配合先進(jìn)的加工工藝和合理的機械改進(jìn)就有可能會使普通機床比數(shù)控機床發(fā)揮更加強大的生產(chǎn)優(yōu)勢。數(shù)控機床本身是一項集合了高新技術(shù)和擁有全自動的機電一體化加工設(shè)備，控制系統(tǒng)完全是由計算機來完成的，也是實行自動檢測的一種機械化系統(tǒng)。

當(dāng)前中國的數(shù)控機床中，使用最多的就是數(shù)控車床。數(shù)控方式加工零件，徹底改變了以傳統(tǒng)手藝為首的加工工藝的道路，傳統(tǒng)加工需要考慮更多的問題，在傳統(tǒng)的加工過程中，必須要考慮的問題如基準(zhǔn)選擇和定位誤差等，目前數(shù)控程序設(shè)計中最為嚴(yán)重的問題之一就是零件需要的定位基準(zhǔn)和設(shè)計師設(shè)計的基準(zhǔn)不能夠相互吻合，如果使用計算機設(shè)計，這就能夠做到充分吻合，這樣就能從根本上規(guī)避因為尺寸誤差帶來的錯誤。在數(shù)控的嚴(yán)格編程中，采用先進(jìn)的坐標(biāo)法進(jìn)行零件尺寸和形狀的確定，而且精度十分的高，因此，如果發(fā)現(xiàn)因為尺寸問題帶來的錯誤，數(shù)控編程技術(shù)都可以及時的進(jìn)行解決，并且將誤差控制在一個非常小的范圍之內(nèi)。基準(zhǔn)自身帶來的誤差多見于傳統(tǒng)的手工技藝中，傳統(tǒng)技藝使用夾具生產(chǎn)，這種誤差給零件帶來了非常嚴(yán)重的影響。使用數(shù)控加工的話，就完全可以避免這樣的誤差產(chǎn)生，使用數(shù)控機床加工前，首先要進(jìn)行對刀的操作，一般性質(zhì)的操作都是在零件表面進(jìn)行直接對刀，數(shù)控比傳統(tǒng)技藝在精確度上領(lǐng)先較多，展示了現(xiàn)在科技的優(yōu)越性。

1 加工工藝分析

數(shù)控加工的工藝分析所涉及的知識面很多，一般我們從以下兩個方面入手分析，即可能性與方便性。零件進(jìn)行加工前，在圖紙上繪出所有尺寸，而且要滿足數(shù)控車床的計算機編程，在圖紙上，要定位好基點，并以此基點逐一確定所有的尺寸，給出每個點的具體坐標(biāo)。另一方面，需要進(jìn)行加工的零件部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝一定要符合現(xiàn)有數(shù)控車床加工的特點。保證統(tǒng)一的國家尺寸規(guī)范，方便程序語言的規(guī)范化設(shè)計，這樣就能減少刀具規(guī)格和切割換刀的次數(shù)。每個數(shù)控零件都有自身的不同特點，要根據(jù)零件的本身需求構(gòu)造，進(jìn)行程序設(shè)計，盡量避免前期的設(shè)計繁瑣，要減少走刀次數(shù)，減少刀具的磨損，結(jié)構(gòu)定位要準(zhǔn)確，要在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中提現(xiàn)出來。

2 數(shù)控技術(shù)加工的操作設(shè)計

2.1 數(shù)控操作路線設(shè)計

一般情況下，數(shù)控技術(shù)加工工藝分為粗加工、半精加工、精加工、光整加工等幾個階段。粗加工部分，最主要的目的就是切除多余不需要的部位，使原始材料在尺寸上慢慢的靠近設(shè)計成品。半精加工部分，目的是為了表面能夠達(dá)到一定的精度，操作完成后就為精加工打好基礎(chǔ)。精加工部分，主要目的是讓表面達(dá)到規(guī)定的要求。光整加工部分，一般都只是對那些品質(zhì)要求特別高的表面進(jìn)行操作，因為高要求的表面必須要進(jìn)行光整加工。

2.2 數(shù)控的夾具與刀具的選擇安裝

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量不同可以有不同的選擇，如在生產(chǎn)單件或者小批量產(chǎn)品時，首先要考慮的是選用組合夾具、通用夾具或可調(diào)夾具。在進(jìn)行大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)時，選擇專用夾具，還必須要求在數(shù)控機床上安裝夾具準(zhǔn)確性，一定要能夠協(xié)調(diào)工件和機床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。所以一般優(yōu)先考慮使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，但是這并不是唯一，也可以采用刀具間的組合和其它特殊用途刀具。刀具的選擇過程中，應(yīng)根據(jù)實際需求進(jìn)行，比如可進(jìn)行轉(zhuǎn)位的，硬質(zhì)和陶瓷涂層的刀具，安裝的時候要根據(jù)刀具類型、精度等嚴(yán)格按照要求安裝，另外，選擇的刀具要跟切割的零件本身材質(zhì)相貼合。

2.3 數(shù)控編程的走刀路線

在確定走刀路線時要首先考慮加工質(zhì)量，并且要盡最大可能地縮短走刀的路線，走刀路線設(shè)計編程計算一定是越簡單越好，因為程序設(shè)計越少，走刀的次數(shù)越少，就可以減少走空刀的次數(shù)。

3 數(shù)控需要研究的內(nèi)容

在數(shù)控車床的加工工藝流程中，車床的工藝要進(jìn)行編程，編程要嚴(yán)格的遵守車床加工程序，設(shè)計的目的要保證加工零件合格，而且要對生產(chǎn)的零件進(jìn)行進(jìn)一步的熟悉，要完全了解部件圖紙的全部內(nèi)容。對于數(shù)控車床加工來說，主要應(yīng)研究幾個方面：

第一，首先要了解要進(jìn)行加工部件的加工輪廓的結(jié)構(gòu)，加工尺寸把握要態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，要認(rèn)真對照圖紙，更要有嚴(yán)格對己的精神。

第二，其次要明確分清加工的整個流程，在過去的零件加工過程中總結(jié)出來，有兩種方法較為實用，一是按照車刀來安排流程二是按照粗加工和細(xì)加工來安排操作流程。

第三，要根據(jù)實際要求明確加工部件夾裝方式和其他工具的抉擇，數(shù)控車床雖然較好，但是安裝程序與普通的車床都是相同的，要盡可能應(yīng)用已有的通用夾具裝夾。

4 結(jié)論

目前的機械制造行業(yè)已經(jīng)向著高精度、高效率和低消耗方向發(fā)展。對于數(shù)控生產(chǎn)的廠家來說，必須要確保操作安全，在安全的的前提下，要以質(zhì)量為核心，提高經(jīng)濟效益。增強員工的提高勞動生產(chǎn)率，并且還要減輕工人的勞動強度。如何在較好的環(huán)境下操作，在更好的需求中發(fā)展，將數(shù)控事業(yè)發(fā)展更大，需要更多的研究者的加入。

參考文獻(xiàn)

[1]田建國.典型零件加工與工藝分析[J].鑿巖機械氣動工具，2010（3）.

[2]唐振宇.典型數(shù)控銑削零件加工工藝分析[J].廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010（3）.

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Abstract: In recent years, rapid development of processing technology of CNC Machining improves the basic research and new product development of CNC Machining cutlery structure. The CNC machine cutlery of world's major manufacturers has a large number of type and specifications and which often make people dazzle and have no avail. The related knowledge of CNC cutlery and the material, structure, application fields and others of CNC cutlery in recent years are briefly analyzed, in order to use the advanced cutlery technology service for the processing.

關(guān)鍵詞：數(shù)控刀具的分類；數(shù)控刀具的特點；數(shù)控刀具的選擇

Key words: CNC cutlery classification；CNC cutlery features；CNC cutlery selection

中圖分類號：TG71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-0072-01

1 數(shù)控刀具的分類

數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點：減少換刀停機時間，提高生產(chǎn)加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。

1.1 從結(jié)構(gòu)上可分為：①整體式。②鑲嵌式可分為焊接式和機夾式。機夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位。③減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具。

1.2 從制造所采用的材料上分 ①高速鋼刀具。高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。②硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。③金剛石刀具。金剛石（釬焊聚晶、單晶）各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、高強度、難加工及有色金屬切削加工行業(yè)中。

1.3 從切削工序上可分為：車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機夾可轉(zhuǎn)位刀具。機夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。數(shù)控車床機夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。機夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。

2 數(shù)控加工刀具的特點

2.1 刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟壽命指標(biāo)的合理性 當(dāng)前在生產(chǎn)上一般使用刀具耐用度來測定刀具的質(zhì)量。然而，切削一批一樣的零時，在刀具的材料以及工件材質(zhì)上不可能完全的一樣，別且存在一些不可以完全控制的因素，例如：刃磨質(zhì)量，因此，即使在一樣的環(huán)境下，刀具的耐用度還會隨機的發(fā)生改變。在數(shù)控上，除了要有刀具耐用度的平均值指標(biāo)以外，還要有刀具的可靠指標(biāo)Tp。一般是規(guī)定可靠度P≥0.9。

2.2 刀具或刀片便于切削控制 由于數(shù)控機床上各個設(shè)備之中有很多刀具，有很大的切削量，所以，在對塑性金屬進(jìn)行切削的時候，一定要控制切屑沒有纏繞在刀具上，以及在工件和工藝的裝備上，要控制好切屑不亂濺，確保操作人員的安全，使零件的定位與輸送，以及切削液噴注不受到影響，已經(jīng)加工的表面不被劃壞，因此，我們要使用斷屑塊（或卷屑槽）的刀具，或者使用振動切削（或間隙切削）措施，以此使得斷削效果得到提高。

2.3 刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化 刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。

2.4 刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化 刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化，使刀具應(yīng)能快速或自動更換，并需有控制和調(diào)整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動補償裝置，以減少換刀調(diào)整的停機時間。

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【關(guān)鍵詞】高速；加工機理；優(yōu)勢；推廣價值

1.前言

高速切削加工是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)，在常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問題，通過高速切削加工的應(yīng)用能夠得到解決?！案咚偾邢鳌钡母拍钍怯傻聡锢韺W(xué)家Carl.J.Salomon提出，于1931年4月提出了著名的切削速度與切削溫度理論。該理論的核心是：在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的增大而提高，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一速度極限后，切削溫度隨著切削速度的提高反而降低。隨后，高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了4個階段：高速切削的設(shè)想與理論探索階段（193l—l971年），高速切削的應(yīng)用探索階段（1972-1978年），高速切削實用階段（1979--1984年），高速切削推廣階段（20世紀(jì)90年代至今）。

對高速切削加工的界定有以下幾種劃分思路：一是以主軸轉(zhuǎn)速作為界定高速切削加工的尺度，認(rèn)為主軸轉(zhuǎn)速在10000-20000r/min以上即為高速切削加工；二是以主軸直徑D和主軸轉(zhuǎn)速n的乘積Dn來界定，當(dāng)Dn值達(dá)到（5～2000）×105mm.r/min，則認(rèn)為是高速切削加工，新近開發(fā)的加工中心主軸DN值大都已超過100萬；三是以切削速度高低來區(qū)分，認(rèn)為切削速度跨越常規(guī)切削速度5至10倍即為高速切削加工。

2.數(shù)控高速切削加工的優(yōu)勢

隨著切削速度的提高，單位時間毛坯材料的去除率增加，加工效率提高，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。同時，高速切削加工的“量小速快”使切削力減少，切屑的高速排除，減少了工件的切削力和熱應(yīng)力變形，十分有利于剛性差和薄壁零件的加工。高速切削加工中，主軸轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離了機床的低階固有頻率，提高了切削系統(tǒng)的剛性，進(jìn)而使產(chǎn)品表面質(zhì)量獲得提高。

數(shù)控高速切削加工和常規(guī)切削相比的主要優(yōu)勢可歸納為：第一，生產(chǎn)效率可提高3～10倍。第二，切削力可降低30%以上。第三，切削熱95%被切屑及時帶走，特別適合加工容易熱變形的零件。第四，機床的激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率，工作平穩(wěn)，適合加工精密零件。第五，經(jīng)濟效益明顯。

3.數(shù)控高速切削加工的應(yīng)用

數(shù)控高速切削工藝的應(yīng)用，能使制造成本降低20%左右，產(chǎn)生新的經(jīng)濟增長點。以某鍛造廠加工曲軸和連桿鍛模為例，傳統(tǒng)的加工工序為：外形粗加工仿形銑粗加工型槽熱處理外形精加工數(shù)控電火花粗、精加工型槽鉗工打磨拋光型槽表面強化處理。而采用高速切削加工后的工序為：外形粗加工熱處理外形精加工高速銑加工型槽表面強化處理。通過高速銑削加工直接完成淬硬鋼模具，使生產(chǎn)成本從傳統(tǒng)工藝的27000多元降到22000元。

高速切削加工具備過程平穩(wěn)、振動小的特點，與常規(guī)切削相比，可提高加工精度1～2級，并能取消后續(xù)的光整加工。同時，采用數(shù)控高速切削加工工藝，可以在一臺機床上實現(xiàn)對復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件的粗、精加工，減少了轉(zhuǎn)工序中多次裝夾帶來的定位誤差，也有利于提高工件的加工精度。如某企業(yè)加工的鋁質(zhì)模具，模具型腔長達(dá)1500mm，要求尺寸精度誤差±0.05mm，表面粗糙度Ra0.8μm。原先的制造工藝為：粗刨半精刨精刨鏟刮拋光，制造周期為60小時。采用高速切削加工工藝后，改為半精加工和精加工，加工周期僅需6小時，加工效率提高近10倍?？梢?，高速切削加工在制造業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

4.數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

高速切削加工不僅包含著切削過程的高速，還包含了工藝過程的集成和優(yōu)化，可謂是加工工藝的統(tǒng)一。高速切削加工是在數(shù)控裝置、機床結(jié)構(gòu)及材料、機床設(shè)計、制造工藝、高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)、高性能CNC系統(tǒng)、高性能刀夾系統(tǒng)、高性能刀具材料及刀具設(shè)計制造工藝、高效高精度測量測試工藝、高速切削工藝等諸多技術(shù)均獲得充分成熟之后綜合而形成，可謂是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

高速切削加工應(yīng)用中還存在著一些有待解決的問題，如對高硬度材料的切削機理、刀具在載荷變化過程中的破損內(nèi)因的研究，高速切削數(shù)據(jù)庫的建立，適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)和綠色制造技術(shù)的開發(fā)等。數(shù)控高速切削加工所用的CNC機床、刀具和CAD/CAM軟件等，價格昂貴，初期投資較大，在一定程度上也制約著高速切削技術(shù)的推廣應(yīng)用。實現(xiàn)數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)如下：

4.1高速切削機理的研究

高速切削加工過程是導(dǎo)致工件表面層產(chǎn)生高應(yīng)變速率的高速切削變形和刀具與工件之間的高速切削摩擦行為形成的為熱、力耦合不均勻強應(yīng)力場的制造工藝。與傳統(tǒng)的切削加工相比，加工中工件材料的力學(xué)性能、切屑形成、切削力學(xué)、切削溫度和已加工表面形成等都有其不同的特征和規(guī)律。

各類材料在高速加工前提下，切屑的形成機理，切削力、切削熱的轉(zhuǎn)變規(guī)律，刀具磨損規(guī)律及對加工概況質(zhì)量的影響規(guī)律，都有了極大的變化。通過對以上理論的研究，有利于促進(jìn)高速切削工藝規(guī)范的確定和切削用量的選擇，為具體零件和材料的加工工藝擬定能夠提供理論依據(jù)。

4.2高速切削機床的配備

高速切削機床是實現(xiàn)高速切削加工的必備條件，高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)和高速CNC控制系統(tǒng)是關(guān)鍵。它要求具備高性能的主軸單元和冷卻系統(tǒng)、高剛性的機床結(jié)構(gòu)、安全裝置和監(jiān)控系統(tǒng)以及優(yōu)良的靜動力特性，具有技術(shù)含量高、機床制造難度大等特點。通常，選用高速數(shù)控車床、加工中心，也有釆用專用的高速銑、鉆床，它們都具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)。一般主軸轉(zhuǎn)速在10000r/min以上，有的甚至高達(dá)60000-100000r/min，且要保證動態(tài)和熱態(tài)機能。也可釆用高速絲桿或直線電機，提高機床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)。目前，直線電機最高加速度可達(dá)2-10G（G為重力加速度），最大進(jìn)給速度可達(dá)60-200m/min或更高。

4.3高速切削工藝的刀具

隨著切削速度的大幅度提高，刀具材料和刀具制造工藝都要能適應(yīng)新的環(huán)境。刀具系統(tǒng)必需具有較高的幾何精度和裝夾再定位精度，以及較高的裝夾剛度。高速切削刀具除了滿足靜平衡外還必需滿足動平衡要求，盡可能減輕刀體質(zhì)量，以減輕高速扭轉(zhuǎn)時所受到的離心力。高速切削中常用的刀具材料有單涂層或多涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金剛石等，高速切削刀具刀刃的外形正向著高剛性、復(fù)合化、多刃化和超精加工方向發(fā)展。

4.4數(shù)控編程系統(tǒng)要求

高速切削有著比傳統(tǒng)切削更特殊的工藝要求，除了要具備高速切削機床和高速切削刀具外，還要有合適的CAM編程軟件。高速加工的CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計算速度、較強的插補功能、全程自動過切檢查及處理能力、自動刀柄與夾具干涉檢查、進(jìn)給率優(yōu)化處理功能、待加工軌跡監(jiān)控功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析功能等特點。高速切削應(yīng)用程序首先要注意加工的安全性和有效性；其次，要保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會直接影響加工質(zhì)量和機床主軸等零件的壽命；第三，要盡量使刀具載荷均勻，這會直接影響刀具的壽命。通常，使用的CNC軟件中的編程功能都不能滿足在整個切削過程中保證切削載荷不變的要求，需要由人工加以填補和優(yōu)化，這在一定程序上降低了高速切削的價值。因此，必需研究一種全新的編程方式，使切削數(shù)據(jù)適合高速主軸的功率特征，充分發(fā)揮數(shù)控高速切削加工的優(yōu)勢。目前，引進(jìn)的CAM軟件，如Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等，都在逐步增添適合于高速切削的編程模塊，為高速切削加工的應(yīng)用提供了良好的條件。

5.結(jié)束語

由于數(shù)控高速切削加工在提高生產(chǎn)效益、降低制造成本中潛力巨大，美國、日本等國早在上世紀(jì)60年代初，就起動了超高速切削機理的研究。1978年美國完成了對高速加工數(shù)控銑床的改造，完成主軸轉(zhuǎn)數(shù)30000r/min與100000r/min的重要參數(shù)指標(biāo)。現(xiàn)在，歐美等發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的各類超高速機床已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，在飛機、汽車及模具制造行業(yè)中獲得了大量的應(yīng)用。

我國在研究和開發(fā)高速切削工藝方面，與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在著較大的差距。為適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展需要，滿足航空航天、汽車、模具等各行業(yè)的制造需求，必需加強對高速加工工藝基本理論的研究，加快高速主軸單元和高速進(jìn)給單元的開發(fā)，努力實現(xiàn)高速機床的國產(chǎn)化，開發(fā)適應(yīng)高速加工的CAD/CAM自主軟件系統(tǒng)和后置系統(tǒng)，建立新型檢測工藝監(jiān)控系統(tǒng)。發(fā)展數(shù)控高速切削加工是提高加工效率和質(zhì)量、降低成本的主要途徑，把當(dāng)前的高速切削水平實用化，使我國機械加工業(yè)整體切削效率提高1～2倍，縮小與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距，是我國從事制造行業(yè)專業(yè)人員在新世紀(jì)的奮斗目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫文誠 高速切削加工模具的關(guān)鍵工藝研究 [J].機械制造與自動化2008（5）.

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案例工件加工面積較大，機加工會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力較大而未及時予以去除時，會導(dǎo)致工件在運動過程中容易產(chǎn)生變形甚至形成裂紋，因而需要熱處理去應(yīng)力，這就需要機加工時考慮熱處理后的裝夾、碰數(shù)問題，將整個加工過程分成兩個階段：熱處理前及熱處理后。熱處理前需去除大部分材料，只留精加工余量；熱處理后需要清除預(yù)留的材料，并得到在精度要求范圍內(nèi)的最終零件，精加工使用加工精度較高的德馬吉DMC64Iinear加工中心，有效行程640mm×600mm，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min。熱處理前的粗加工分正面、背面、及兩側(cè)面四個方位的加工，因熱處理去應(yīng)力后，工件會有所變形，需重新以一個準(zhǔn)確的參考基準(zhǔn)作為加工碰數(shù)基準(zhǔn)，像這種大滑塊一般以基準(zhǔn)角碰數(shù)，這就需要一個準(zhǔn)確的基準(zhǔn)角。粗加工時，預(yù)留頂面材料，其平面作為熱處理后研磨支撐平面，熱處理后可通過磨床，研磨加工出基準(zhǔn)角的三個基準(zhǔn)面，研磨量為0.2mm，保證其垂直度。熱處理后的精加工時，加工方位與熱處理前一樣，但因背部材料已去除，工件正面加工時（膠位面方向）如何裝夾是要考慮的問題。如果用虎鉗夾住尾部平位加工，其尾部平位與高度比為60∶322，大概為其總高度的1/6，有2/3的重量處于懸空狀態(tài)，且正面有較多的材料需要去除，受力不均勻，容易在角位處產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，有可能會產(chǎn)生變形或裂紋，并且這么大的滑塊裝夾、拖表不方便，對機床要求也較高，需要考慮其他裝夾工藝。解決方案是在加工背部耐磨片槽時預(yù)留工藝凸臺，這樣在正面加工時可用工裝板及墊塊緊固裝夾固定，其好處是裝夾、對數(shù)方便，并能較好地平衡加工時的作用力，實用性強。熱處理后精加工時，因正面已粗加工，按精加工時的方法將無法裝夾固定，這時可考慮使用直角彎板裝夾，在數(shù)控銑床上去除工藝臺背面粗加工時，耐磨片槽后部有一大塊相邊區(qū)域需要去除材料，其尺寸達(dá)到261.5mm×174.8mm×280mm，常規(guī)的數(shù)控加工，需要用刀具一層層的切削，必定會占去較長的加工時間，并且損耗刀具，生產(chǎn)效率不高。通過分析對比，用線切割加工較為合適，不但能得到一塊實用的材料，而且省下很多的時間，同時考慮工藝臺，這樣線割時將一起切割出來，留0.5mm作為熱處理后精加工余量，這樣背面方位加工只需加工耐磨片槽，大大節(jié)省時間，一舉多得。

2滑塊的數(shù)控加工

編程分熱處理前的粗加工及熱處理后的精加工，按不同的方位加工頂面方位、背面方位及正面方位。熱處理前粗加工需要去除大部分材料，考慮裝夾加工工藝，預(yù)留部分材料到熱處理后，粗加工整體留預(yù)量0.3mm。因篇幅關(guān)系，下文重點介紹正面方位的數(shù)控編程加工，編程軟件為UGNX7.5，機床使用德馬吉DMC64Iinear加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC180i-MB，主軸最高轉(zhuǎn)速為12000r/min。正面裝夾如圖4所示，將已線切割余料的工件，通過螺釘與工裝板、墊塊緊固為整體，并固定于機床工作臺上，基準(zhǔn)角對刀。

（1）熱處理前粗加工

加工編程前先設(shè)定加工坐標(biāo)系、安全平面、材料毛坯及加工工件，粗加工使用型腔銑削加工，該模塊提供粗切單個或多個型腔、沿任意形狀切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能，最突出的功能是對非常復(fù)雜的形狀產(chǎn)生刀具運動軌跡，確定走刀方式。零件正面方位的型腔銑削粗加工，加工余量0.3mm，用40R6的圓鼻刀完成主體大部分材料的去除工作，切削模式為跟隨部件，封閉區(qū)域用螺旋進(jìn)刀，開放區(qū)域用圓弧進(jìn)刀，區(qū)域間的快速移刀為到達(dá)安全平面，區(qū)域內(nèi)為前一平面；切削深度為頂面開始深70mm，每刀公共深度為恒定0.3mm，主軸轉(zhuǎn)速為1800r/min，進(jìn)給為2000mm/min。再采用35R5的圓鼻刀完成次級窄角位的材料的去除工作，加工方法設(shè)置與上述40R6刀具一樣，控制切削范圍，使用參考刀具42R8，對40R6未能加工的區(qū)域進(jìn)行補刀。接著可用更小的刀具進(jìn)行更小窄角位的材料去除工作，但因粗加工后需要熱處理去應(yīng)力，去應(yīng)力并不會增加材料硬度，部分更窄角位的余料對整體應(yīng)力影響不大，為減少工作量，提高加工效率，可不需要進(jìn)一步粗加工。

（2）熱處理后半精加工

熱處理后材料已去除應(yīng)力，可完全去除多余材料，但工件表面有變形，需通過磨床研磨加工，重新定好基準(zhǔn)。研磨好三個基準(zhǔn)面及工藝臺面后，按圖4所示正面裝夾好，整體固定于德馬吉DMC64Iinear加工中心上。因滑塊正面為產(chǎn)品的表面，要求較高，且正面各層陡峭不一樣，可通過切削層深度控制切削范圍，分段進(jìn)行加工，減少移刀時間，優(yōu)化刀路。如圖9所示，先用30R5圓鼻刀進(jìn)行半精加工，去除熱處理前的窄角位材料，切削模式使用輪廓銑加工，切削層深度0.3mm，切削余量為0.3mm，控制切削層深度為0～60mm，完成頂部較凸出部分的清角加工；接著用同樣的刀具及加工參數(shù)控制切削深度為60～70mm，完成中間較平表面的加工；延續(xù)刀具及加工方法，控制切削深度為70～140mm，完成側(cè)面垂直面的加工。完成上述刀路后，正面大部分余料已去除，但更窄角位處還有余量，延續(xù)上述的加工方法，使用型腔銑模塊輪廓銑進(jìn)一步清角，如圖10所示，先用16R0.8的圓鼻刀，再用10R5、6R3的圓鼻刀逐級遞減更換更小的刀具進(jìn)行清角，進(jìn)一步減少余量。完成窄角位半精加工后，延續(xù)半精加工的裝夾方法，在同一機床上進(jìn)行整體表面精加工，以減少裝夾對刀過程中的誤差。這里采用固定軸銑削加工，該模塊提供了完全和綜合的，用于產(chǎn)生3軸運動的刀具路徑，實際上它能加工任何曲面模型和實體模型，可以用功能很強的方法來選擇零件需要加工的表面或加工部位。有多種驅(qū)動方法和走刀方式可供選擇，如沿邊界、徑向、螺旋線以及沿用戶定義的方向驅(qū)動，此外，還可以容易地識別前道工序未能切除的區(qū)域和陡峭區(qū)，快速完成清除上一次加工的余量，提高工件的加工質(zhì)量，使精加工時均勻切削。

3結(jié)束語

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1加工要求和加工難點

1.1加工要求

等速萬向節(jié)的星形套形狀各異，其中，直滾道星形套的加工，即需要在局部球體上加工6個對稱、非圓弧截面滾道，因此，無法通過常規(guī)的數(shù)控磨床加工。

1.2加工難點

具體的加工難點主要體現(xiàn)在以下4方面。1.2.1精度星形套對6個滾道的底徑、分度角的精度要求較高。技術(shù)協(xié)議規(guī)定，底徑深度誤差不可超過0.015mm，分度允差應(yīng)＜30°。為了保證底徑深度的精度，加工時需要利用內(nèi)齒輪的齒面定心，并采用數(shù)控分度臺。

1.2.2效率

在磨削加工前，滾道已經(jīng)過粗加工，滾道磨削余量在0.5mm左右。技術(shù)協(xié)議要求單件加工時間＜30s，且需要通過多工件同時加工的方式保證效率。

1.2.3通用性

技術(shù)協(xié)議中要求機床可用于外徑為40～60mm、長度為20～30mm的同類星形套直滾道加工，并能以簡單的方式盲足工件變換的要求。

1.2.4砂輪自動修整和補償

由于滾道為非圓弧截面，因此，需安裝砂輪成型修整器（金剛滾輪），且砂輪磨損后的修整和修整量的自動補償需要通過加工程序?qū)崿F(xiàn)。

2總體方案

由于星形套的滾道加工工藝要求類似于平面磨床的成型磨削，因此，設(shè)備改造時選擇M7120平面磨床作為改造對象，其數(shù)控化改造方案如圖2所示。改造內(nèi)容如下：①為了調(diào)整徑向、軸向加工位置和進(jìn)給速度，原機床磨頭的上、下工作臺在左、右運動時需要以伺服進(jìn)給的方式代替液壓和手動進(jìn)給的方式；增加數(shù)控分度臺，實現(xiàn)6滾道分度。②需要為機床設(shè)計專門的多工件裝夾夾具，并保證夾具具備適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格變化的通用性。③機床對磨頭的要求與平面磨床基本一致，可直接使用原機床的主軸部件；磨頭電機利用變頻調(diào)速，可保證切削速度恒定。

3加工動作

工作臺上安裝的頂尖、拉桿、分度臺、金剛滾輪滾道的軸線需調(diào)整成同軸。機床在完成工件安裝，且X，Z，C軸回歸參考點后，可通過滾道的自動磨削加工程序完成加工。自動加工程序的基本動作分為以下6步：①啟動砂輪、修整器，X軸快速運動至砂輪修整位置x1；Z軸進(jìn)給至點z1，砂輪修整成型。②Z軸快進(jìn)至加工位置z2，X軸快速下降至粗磨位置（留0.1mm左右的加工余量）。③Z軸進(jìn)給至z3，完成第1滾道的粗磨；C軸分度60°，Z軸以進(jìn)給速度返回至z2，完成第2滾道的粗磨；C軸再次分度60°，Z軸進(jìn)給至z3，完成第3滾道的粗磨。如此循環(huán)，完成6個滾道的粗磨加工。④X，Z軸依次快速回到0點后，X軸下降到x1－Δx位置（Δx為砂輪修整量）；Z軸進(jìn)給至z1，再次修整砂輪。⑤Z軸快進(jìn)至加工開始位置z2，X軸快速下降，并重復(fù)③中的動作，將6滾道加工至要求的尺寸。⑥重復(fù)④和⑤中的動作，再次修整砂輪后，完成6滾道的精磨加工。以上加工程序利用宏程序編制，X，Z軸的各定位點、砂輪修整量Δx均可根據(jù)實際情況，通過修改宏程序變量調(diào)整。當(dāng)工件加工余量較大或?qū)鉂嵍纫筝^高時，可增加砂輪的修整和磨削加工進(jìn)給次數(shù)，從而保證加工精度。

4夾具設(shè)計

夾具設(shè)計是該機床數(shù)控化改造的重點，需要滿足內(nèi)徑定心、多工件裝夾和工件快速變換等要求。設(shè)計的夾具結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過彈性錐套的脹緊可實現(xiàn)內(nèi)徑定心，其原理與彈性聯(lián)軸器的軸連接類似，可通過內(nèi)錐環(huán)的軸向移動使外錐環(huán)脹開后夾緊工件。為了保證定心良好，每一件工件需安裝2對錐環(huán)，工件夾緊部位可通過隔套調(diào)整。此外，所有外錐環(huán)需開口，以保證松、夾動作可靠。用來實現(xiàn)工件松、夾動作的液壓油缸直接安裝在數(shù)控分度臺上，可隨分度臺一同回轉(zhuǎn)。油缸的活塞前端安裝有拉桿，彈性錐套、隔套安裝在拉桿上，工件夾緊時活塞帶動拉桿向左移動，由于外錐環(huán)和工件的軸向移動會被支座、墊擋住，因此，外錐環(huán)將送開被夾緊的工件。為了增加夾具的剛性、保證同軸精度，需要在拉桿尾部安裝頂尖作為輔助支承。當(dāng)工件規(guī)格變化時，可更換拉桿、錐環(huán)和隔套。為了保證拉桿安裝的精度，油缸活塞與拉桿間采用內(nèi)錐孔連接。

5其他改造

5.1主軸

機床的主軸（砂輪旋轉(zhuǎn)軸）可直接使用原機床的結(jié)構(gòu)和部件。為了保證切削速度恒定，在主電機中增加了變頻器調(diào)速功能。

5.2進(jìn)給

對于機床磨頭的上、下運動軸X，工作臺的左、右運動軸Z，需要以伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠的進(jìn)給傳動方式代替原先的手動和液壓進(jìn)給方式。進(jìn)給系統(tǒng)采用數(shù)控機床的典型結(jié)構(gòu)，由于磨頭的質(zhì)量較大，改造時需要增設(shè)重力平衡裝置。

5.3其他

機床采用成型磨削工藝，且需要砂輪的修整，以保證滾道的形狀。因此，需要安裝金剛滾輪修整器。此外，為了保證滾道加工分度位置正確，安裝工件時需要采用粗定位裝置定位。

6結(jié)束語

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真 數(shù)控實訓(xùn) 教學(xué)銜接

數(shù)控加工實訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心教學(xué)與訓(xùn)練項目，是一門主要專業(yè)實踐課。其課程設(shè)計以實踐為核心，輔以必要的理論知識，并兼顧培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思考、問題解決、適應(yīng)變遷及自我發(fā)展的能力，使學(xué)生具有就業(yè)與繼續(xù)進(jìn)修的需求所需基本知識和技能。在教學(xué)安排中，一般先利用仿真軟件進(jìn)行機床的模擬操作訓(xùn)練，在學(xué)生熟練后再上實際機床進(jìn)行操作訓(xùn)練，這樣不僅能降低實訓(xùn)成本而且能縮短實訓(xùn)時間，更能提高實訓(xùn)效率，因此數(shù)控加工仿真實訓(xùn)的教學(xué)對數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)具有重要的作用。近幾年來，為把數(shù)控專業(yè)辦出特色，加強和提高學(xué)生數(shù)控專業(yè)理論知識和操作技能水平，筆者在數(shù)控加工仿真教學(xué)與數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)安排、教學(xué)重點、教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了一些探索和實踐。

一、充分認(rèn)識數(shù)控仿真對數(shù)控加工的輔助作用，正確把握教學(xué)重點

目前在有數(shù)控技術(shù)專業(yè)的許多職業(yè)院校中，為使學(xué)生在數(shù)控加工實訓(xùn)中較好地掌握數(shù)控操作技能，在課程設(shè)置中都有數(shù)控仿真實訓(xùn)和數(shù)控加工實訓(xùn)兩門課程。明確數(shù)控仿真實訓(xùn)和數(shù)控加工實訓(xùn)的主輔，避免重復(fù)教學(xué)和訓(xùn)練，發(fā)揮數(shù)控仿真實訓(xùn)和數(shù)控加工實訓(xùn)各自的教學(xué)優(yōu)勢，對實現(xiàn)培養(yǎng)數(shù)控技能人才目標(biāo)是十分重要的。

1.把握仿真實訓(xùn)和加工實訓(xùn)的主次，明確數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)

中職數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)主要是數(shù)控機床操作工，學(xué)生技能水平達(dá)到國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)等級要求，并具有相關(guān)理論及實踐能力。由于數(shù)控仿真實訓(xùn)運用仿真軟件在計算機上進(jìn)行，仿真軟件在工件毛坯選擇、裝夾、測量和工藝參數(shù)設(shè)定合理性，以及對刀精度控制等方面與數(shù)控加工實訓(xùn)的實際加工有較大的差距與不同，也就是說在仿真軟件上完成的課題任務(wù)并不能代表在實際加工中就能完成該課題任務(wù)，因此數(shù)控仿真實訓(xùn)不能替代數(shù)控加工實訓(xùn)。同樣數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)也不能完全依賴數(shù)控仿真實訓(xùn)教學(xué)，要提高學(xué)生數(shù)控操作技能水平，取得技能等級證書，必須加強數(shù)控加工實訓(xùn)的訓(xùn)練，數(shù)控仿真只能對數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)起輔助作用。

2.把握數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)特點，提高機床使用效率

操作技能掌握和技巧的形成需要大量和反復(fù)的訓(xùn)練。為提高學(xué)生數(shù)控機床操作技能水平，強化專業(yè)技能訓(xùn)練，結(jié)合技能掌握、形成和提高的規(guī)律，在數(shù)控加工實訓(xùn)中有針對性地加大技能訓(xùn)練量，多完成課題任務(wù)。在數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)中以數(shù)控機床的系統(tǒng)操作、項目工件加工和技術(shù)應(yīng)用及技能訓(xùn)練為主，減少工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制占用數(shù)控機床的時間，使數(shù)控機床更多地用在工件的切削加工和精度控制等訓(xùn)練環(huán)節(jié)。讓學(xué)生有更多的時間練習(xí)數(shù)控仿真中不能體會和實現(xiàn)的內(nèi)容，如刀具的安裝、工件的測量和裝夾等，體會和學(xué)習(xí)程序的參數(shù)設(shè)定，強化固定的規(guī)范操作，如開機回零、初次輸入的程序需校驗等。

3.發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)優(yōu)勢，輔助數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)

理論聯(lián)系實際，改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有與數(shù)控機床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，能實現(xiàn)加工模擬演示功能和程序自診斷功能以及快速測量功能。在數(shù)控仿真實訓(xùn)教學(xué)中以工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制、工件的模擬加工的基本知識和技能應(yīng)用為主，使學(xué)生在操作數(shù)控機床前，能先熟悉機床的結(jié)構(gòu)，了解機床的主要技術(shù)參數(shù)、操作系統(tǒng)，掌握控制面板按鈕功能、坐標(biāo)系設(shè)定和選擇等性能，特別是在理解、掌握和運用各指令字進(jìn)行編程方面，如對半徑補償功能、刀具偏置等模擬演示和訓(xùn)練，能有效地幫助提高學(xué)生提高手工編程的技能和技巧，為數(shù)控加工實訓(xùn)的開展做好操作理論和技術(shù)方面的準(zhǔn)備。

二、協(xié)調(diào)課程教學(xué)內(nèi)容和模式，實現(xiàn)仿真與加工實訓(xùn)的對接

在數(shù)控加工實訓(xùn)中，由于學(xué)生的操作熟練性和切削進(jìn)給速度等因素，往往加工一個課題任務(wù)需要一定的課時數(shù)，并且還存在人多機床少的現(xiàn)狀，所以在數(shù)控機床上完成的課題任務(wù)并不多，較難達(dá)到操作熟練性。為提高實訓(xùn)教學(xué)效率，在有限的課時數(shù)里提高學(xué)生操作技能水平，需要在教學(xué)中不斷探索和改進(jìn)。

1.數(shù)控仿真與實訓(xùn)訓(xùn)練課題合理穿插，提高教學(xué)效率

在數(shù)控仿真教學(xué)中安排一定的數(shù)控加工實訓(xùn)的課題任務(wù)，如對數(shù)控加工實訓(xùn)中單項基本訓(xùn)練的項目，先在仿真軟件上完成工藝分析、編程和模擬加工，然后再上數(shù)控機床實訓(xùn)加工。這樣既提高數(shù)控機床實際使用率，又能克服數(shù)控機床程序校驗時只顯示零件的大致輪廓或刀具運動軌跡的不足，保證程序的正確性，同時在仿真和實訓(xùn)中完成同一課題任務(wù)也能體驗和區(qū)分仿真軟件和數(shù)控機床的差異，如切削用量、工件的裝夾等，更為學(xué)生課后練習(xí)和自學(xué)提供幫助。

2.數(shù)控仿真與加工實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容各有側(cè)重，保證教學(xué)質(zhì)量

由于軟件開發(fā)原因，在數(shù)控仿真軟件中有些指令、操作方法和功能還不能反映和實現(xiàn)，如FANUC系統(tǒng)的直接圖樣編程功能、華中系統(tǒng)的G71有凹槽粗車循環(huán)、用G00和G01切削效果相同等。為避免學(xué)生誤解和形成錯誤觀念，除了向?qū)W生說明外，將相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容安排在數(shù)控加工實訓(xùn)中加以指導(dǎo)和強調(diào)，如進(jìn)行G71有凹槽粗車循環(huán)指令的編程示范和對學(xué)生輸入機床的程序進(jìn)行切削用量相關(guān)參數(shù)的檢查等。同時在用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行課題任務(wù)模擬加工中，利用軟件可以高速切削的特點，提高模擬加工切削速度快速驗證對刀、程序等的正確性，增加單位課時的課題任務(wù)訓(xùn)練次數(shù)，提高編程的熟練性和正確性。

3.采用靈活的教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生積極性

在教學(xué)活動中，學(xué)生不是被動的受教育者，而是自覺的積極的參加者。在數(shù)控仿真教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以專業(yè)知識學(xué)習(xí)和技能提高為目標(biāo)，發(fā)揮仿真軟件優(yōu)勢，采用靈活多樣的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。如利用軟件的“授課”功能，除了教師在每個學(xué)生的屏幕上示范講解和演示外，讓部分學(xué)生操作演示進(jìn)行交流機床操作和編程。利用軟件“考試”功能，在教學(xué)過程中配合數(shù)控加工實訓(xùn)適時開展一些競賽，提高操作熟練性和編程正確性。從而督促和鼓勵學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、獨立訓(xùn)練，減少抄襲，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性。

4.運用仿真系統(tǒng)優(yōu)勢，聯(lián)系地方經(jīng)濟建設(shè)

“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向?！甭殬I(yè)教育與地方經(jīng)濟建設(shè)是緊密聯(lián)系的。在數(shù)控仿真軟件中提供了較多占主導(dǎo)地位的數(shù)控系統(tǒng)，如德國的SIEMENS、日本的FANUC、廣州數(shù)控GSK和華中數(shù)控等一系列數(shù)控系統(tǒng)，同時還包含了不同刀架位置結(jié)構(gòu)的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、臥式或立式加工中心的可選項目。在數(shù)控仿真教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)進(jìn)度，結(jié)合地方企業(yè)設(shè)備使用的系統(tǒng)情況，選擇1～2個系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)操作和編程的介紹和指導(dǎo)，彌補數(shù)控加工實訓(xùn)系統(tǒng)單一的不足，以利于學(xué)生的發(fā)展和就業(yè)。

三、合理教學(xué)安排，提高數(shù)控技能教學(xué)效果。

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)中，為加強課程間的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度，教學(xué)重點和難點的處理等具體問題，發(fā)揮教師的職業(yè)技能和工作積極性，在具體的教學(xué)安排中，制訂教學(xué)計劃、分配課時數(shù)和調(diào)配教師是十分重要的。

1.科學(xué)制訂教學(xué)計劃，實現(xiàn)教、學(xué)、做合一

在數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)的單項基本技能、專業(yè)技能和綜合技術(shù)應(yīng)用能力的三個層面的訓(xùn)練中，考慮在數(shù)控加工實訓(xùn)的前期，學(xué)生進(jìn)行實際操作前需要具備一定的加工基礎(chǔ)和專業(yè)理論知識，發(fā)揮數(shù)控仿真具有集中教學(xué)、訓(xùn)練和低成本等教學(xué)優(yōu)勢，利用仿真軟件理論聯(lián)系實踐，在機床仿真操作中落實理論知識的傳授，提高學(xué)生系統(tǒng)操作和編程熟練性。因此在教學(xué)計劃安排中，在單項基本技能階段，安排數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)同時進(jìn)行，同時數(shù)控仿真課時數(shù)可以多些，有利于通過做中學(xué)，學(xué)中做的教學(xué)形式，能使學(xué)生盡快掌握專業(yè)知識和操作技能。

2.加強教師專業(yè)技能提高，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)銜接中，圍繞教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)，需要在教學(xué)進(jìn)度上保持同步，課題任務(wù)內(nèi)容上協(xié)調(diào)，如完成某課題任務(wù)需用課時數(shù)，在圖樣分析、工藝確定、編寫程序等方面也需要一致，另外程序中的編寫格式要求，刀具選用，工序安排等也需要統(tǒng)一。為此安排教師同時承擔(dān)一個班級的數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)任務(wù)，從課程教學(xué)計劃的制訂到教學(xué)內(nèi)容在每課時中具體實施過程，精心策劃，合理安排，最大限度發(fā)揮教師的能力和作用。

四、結(jié)語

為使學(xué)生全面地了解和掌握數(shù)控機床的編程與操作技術(shù)，數(shù)控仿真與數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)銜接還有很多工作要做。在充分利用仿真軟件和機床設(shè)備，提高教學(xué)效率和效果，發(fā)揮教師職業(yè)技能，使學(xué)生在有限的教學(xué)時間學(xué)到更多的相關(guān)知識和技能，提高數(shù)控操作技能水平等方面，還需要積極實踐與探索，不斷深化教學(xué)改革。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：配合件；試加工；編程坐標(biāo)系

中圖分類號：TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）27-0063-03

常用的數(shù)控系統(tǒng)有發(fā)那科、西門子、三菱、華中、廣數(shù)等。廣數(shù)GSK980系列為1998年推出的國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)率先采用以DSP運動控制芯片為核心、以嵌入式結(jié)構(gòu)PC為平臺的新一代數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用DSP和主CPU并行處理機制，具有較高的動態(tài)跟蹤精度和良好的加工性能。利用GSK980T數(shù)控加工如圖1所示

零件。

圖1 配合件零件圖

1 制定加工工藝

1.1 制定刀具表

數(shù)控加工中刀具的選擇是工藝設(shè)計的重要內(nèi)容。刀具選擇是否適當(dāng)，不僅影響機床的工作效率，而且直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量。本文根據(jù)機床的加工能力、工序內(nèi)容、軸套工件的幾何形狀和材料等多種因素，制定了加工刀具表如表1、表2。

1.2 制定工藝表

數(shù)控加工工序的劃分一般要遵循的原則：以一次安裝、加工作為一道工序；以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序；以加工部位劃分工序；以粗、精加工劃分工序。遵循以上原則，配合件軸制定了6道工序，配合件套制定了12道工序。

切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量。切削用量的大小，直接影響機床性能、刀具磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。合理選擇切削用量，對于充分發(fā)揮機床性能和刀具的切削性能，提高切削效率，降低加工成本具有重要意義。粗車時，在工藝系統(tǒng)剛度和車床功率允許的條件下，為了提高加工效率，選擇背吃刀量為1.5mm。背吃刀量也不能太大，因背吃刀量越大，切削力也越大，則刀具和零件容易產(chǎn)生變形，會影響到加工精度。背吃刀量確定后，再根據(jù)背吃刀量選擇進(jìn)給速度0.25mm·r-1。根據(jù)選擇的背吃刀量、進(jìn)給速度等條件，用經(jīng)驗公式計算，也可以根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗查表選取切削速度Vc，由切削速度Vc，根據(jù)公式n=1000Vc/∏d計算主軸轉(zhuǎn)速為600r·min-1。當(dāng)零件的精度要求較高時，要考慮留出適當(dāng)?shù)木囉嗔?.5mm，根據(jù)精車余量確定背吃刀量為0.5mm，精車時應(yīng)選擇較小的進(jìn)給速度0.15mm·r-1和較高主軸轉(zhuǎn)速800r·min-1。

根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)，結(jié)合工序劃分和切削用量選擇原則，制定工藝表如表3、表4。

2 確定編程坐標(biāo)系和尺寸

2.1 試切對刀建立編程原點

選擇合理的編程原點，需要根據(jù)編程計算方便、機床調(diào)整方便、對刀方便以及零件的特點來確定，一般應(yīng)選擇在零件的設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)或精度要求較高的工件表面上。如圖1配合件軸應(yīng)以工件右端面與軸線的交點作為編程原點，建立工件坐標(biāo)系。配合件套以工件右、左端面與軸線的交點作為編程原點，分別建立工件坐標(biāo)系。

當(dāng)將零件的加工程序輸入車床，并經(jīng)空運行檢驗修改無誤后，即可進(jìn)行試切對刀，以便建立工件坐標(biāo)系，其試切對刀步驟如下：

2.1.1 機械回零，U、w相對坐標(biāo)值清零。

2.1.2 用基準(zhǔn)刀試切零件表面，一般是用90°外圓車刀T01裝夾在01號刀位作為基準(zhǔn)刀。例如，當(dāng)編程坐標(biāo)原點設(shè)在零件右端截面形心時，手動試切端面后，沿X軸方向退刀，Z軸方向不能移動。按刀補鍵，翻頁后光標(biāo)移到01刀號所在行上，按Z、0、IN鍵。則01號刀Z軸的刀偏值就輸進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)。再試切外圓，沿Z軸方向退刀，X軸方向不能移動。停止主軸轉(zhuǎn)動，測量試切處的零件直徑，然后，按X鍵，輸入所測量的直徑值（必須輸入小數(shù)點），再按IN鍵。則01號刀X軸的刀偏值便輸入完成。如果測量的直徑不準(zhǔn)確，那么輸入的刀偏值就存在誤差，加工出來的零件也必然保證不了尺寸要求。所以01號刀對刀的關(guān)鍵，在于零件直徑測量的準(zhǔn)確程度。

2.1.3 非基準(zhǔn)刀T02、T03、T04的對刀步驟與基準(zhǔn)刀基本相同。不同的是，非基準(zhǔn)刀的刀位點是貼緊零件表面而不是試切零件。非基準(zhǔn)刀對刀的關(guān)鍵在于刀位點與零件的貼近程度，貼而未切，似切未切，這樣，輸入的刀偏值才會正確，加工出來的零件才能符合尺寸要求。

2.2 合理確定編程尺寸

在實際加工中，當(dāng)零件零件各處尺寸的公差帶相同時，可采用刀補方式統(tǒng)一處理。當(dāng)公差帶多處不相同時，若用同一把刀具，同一個刀具補償值編程加工，很難保證各處尺寸在其公差范圍內(nèi)。因此，對帶有公差的尺寸，為了保證加工尺寸在其公差范圍內(nèi)，編程時，將基本尺寸換算成公差中值尺寸如表5所示。

2.3 螺紋尺寸的計算

2.3.1 外螺紋的計算：根據(jù)公式d1=d-1.3p=24-1.3×1.5=22.05mm，外螺紋底徑尺寸為22.05mm，最后一刀坐標(biāo)尺寸為X22.05，Z-21。

2.3.2 內(nèi)螺紋的計算：根據(jù)D1=D-p=24-1.5=22.5mm，內(nèi)螺紋底徑尺寸為22.5mm，最后一刀坐標(biāo)尺寸為X22.5，Z-42。

3 編寫程序

根據(jù)以上制定的加工工藝以及編程坐標(biāo)系和尺寸，編寫如下O0010、O0011、O0012三個程序單。

4 首件試加工

程序編寫完畢，通過數(shù)控機床的仿真功能進(jìn)行程序校對，檢驗機床動作和運動軌跡的正確性。而校對后的加工程序還不能確定因編程計算不準(zhǔn)確或刀具調(diào)整不當(dāng)?shù)仍斐杉庸さ恼`差大小，因而還必須經(jīng)過首件試切的方法進(jìn)行實際檢查，進(jìn)一步檢察程序的正確性并測量工件是否達(dá)到加工精度要求以及能否準(zhǔn)確配合。根據(jù)試切情況反過來再修改程序單或采取尺寸補償措施等，如外圓直徑偏大0.1mm，只需在對應(yīng)加工刀具號的刀補項輸入u-0.1，再次運行程序，偏大的0.1mm就可削除。反復(fù)調(diào)整補償，直到加工出滿足要求的零件為止，才能進(jìn)行批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

圖2

5 結(jié)語

配合件對各個零件的加工精度要求高，只有對圖樣進(jìn)行技術(shù)要求分析，制定合理加工工藝，計算出編程所需的工件輪廓的基點和節(jié)點坐標(biāo)，依據(jù)數(shù)控裝置規(guī)定使用的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，最后通過試加工和調(diào)整，才能保證批量加工出滿足精度要求的零件。經(jīng)加工驗證，利用本文所制定工藝和程序單，加工出來的產(chǎn)品是合格的。利用GSK980T系統(tǒng)加工此類零件，希望能為教學(xué)和生產(chǎn)提供參考，為國產(chǎn)系統(tǒng)的推廣提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘇建修，杜家熙.數(shù)控加工工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2] 陳秋霞.數(shù)控加工技術(shù)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2010.

篇10

隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，機械制造業(yè)也在穩(wěn)步的向前發(fā)展，在機械制造業(yè)中數(shù)控設(shè)備如今已成為必不可少的加工設(shè)備，也越來越普及到個體企業(yè)里。數(shù)控設(shè)備的普及應(yīng)用推動著機械制造業(yè)的發(fā)展，但如今傳統(tǒng)的加工設(shè)備仍然存在著機械制造企業(yè)中，他伴隨著低廉的制造成本會與數(shù)控設(shè)備。如今機械制造企業(yè)在不斷思考著，將數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝有機結(jié)合在一起，結(jié)合兩者的優(yōu)點編制出更合理的零件加工工藝，最大的發(fā)揮兩加工設(shè)備的潛力，是有著重要的現(xiàn)實意義。

1、數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的比較

1.1數(shù)控加工概述

數(shù)控加工是將數(shù)控技術(shù)運用在機械加工中的一種技術(shù)，是通過數(shù)字信號來控制機床的運動軌跡及加工過程進(jìn)行實時控制。數(shù)控技術(shù)在機械制造也的運用大大提高了機械生產(chǎn)效率，且產(chǎn)品的制造精度也比傳統(tǒng)的加工技術(shù)提高了幾個數(shù)量級。這種技術(shù)起源于上世紀(jì)50年代的美國，通過近50年的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高的水平，我國的數(shù)控加工技術(shù)起步較晚，與國外的數(shù)控加工技術(shù)相比有著較大的差距。

1.2數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點

(1)加工精度高對于加工精度要求高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件采用數(shù)控加工工藝可以縮短加工時間、保證加工精度等優(yōu)點，數(shù)控機床主要是通過程序來控制機床的加工的軌跡，零件的加工質(zhì)量的穩(wěn)定性有著足夠的保證，而傳統(tǒng)的加工方式除了通過工裝來保證加高精度外，還受到普通機床的加工精度低、操作的技術(shù)水平等影響。如加工的一個較大的深孔時，傳統(tǒng)的加工方式是通過鏜床趟玩一邊孔時，通過回轉(zhuǎn)中心回轉(zhuǎn)180°后鏜另外側(cè)的孔的方法，這種方式對鏜床本身的回轉(zhuǎn)精度要求高，且會導(dǎo)致兩端孔的同軸度較差，若采用一面鏜完孔的形式，可能由于主軸伸出太長，造成加工圓孔是刀頭出現(xiàn)跳動，導(dǎo)致加工精度不能滿足要求，若采用數(shù)控機床加工時，由于本身的回轉(zhuǎn)頭的精度很高，翻邊后鏜孔時易找準(zhǔn)中心孔，且完全能夠保證孔的精度。(2)工藝過程復(fù)雜精細(xì)數(shù)控機床的加工工藝除了必須的進(jìn)給操作之后，還有詳細(xì)的換刀工序、主軸變速、開啟冷卻液等步驟，且需要對工件的加工尺寸進(jìn)行編程等要求，數(shù)控加工工藝內(nèi)容的編制步驟直接決定了工件的加工質(zhì)量和加工時間，如加工的進(jìn)給路線和回程路線的取舍、粗加工和精加工的切削量和切削速度和各種刀具的使用順序等。在編制數(shù)控機床的機械加工工藝時，需考慮的更加精細(xì)，如在加工完退刀槽后要注意退刀的位置，避免與其他工件或者機床相撞，在編制換刀程序時，一般只考慮換刀的先后順序，對換刀的具體工藝不必過多描述，而在傳統(tǒng)的工藝上則需詳細(xì)的描述換刀的具體工藝，所以在運用數(shù)控加工時，大大節(jié)省了換刀時間和換刀的效率。(3)易加工復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)由于數(shù)控機床是通過改變與零件結(jié)構(gòu)相配合的運動軌跡，所以數(shù)控機械對機械結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性和靈活性比傳統(tǒng)的加工工藝好，傳統(tǒng)的工藝對加工曲面或者曲線時，一般是通過劃線、成形或者樣板來加工，這種生產(chǎn)方式作業(yè)效率低且精度也低，而數(shù)控加工可以通過多軸連動來保證生產(chǎn)質(zhì)量，而且生產(chǎn)效率也大大提高。(4)勞動強度低數(shù)控機床是數(shù)控控制加工的，一般能夠達(dá)到無人值守的要求，只是在零件裝夾時需要人工操作，而傳統(tǒng)機床是必須通過人工操作的。因此，數(shù)控機床在加工時勞動強度更低，且作業(yè)環(huán)境也大幅改善。

1.3數(shù)控加工技術(shù)的缺點

數(shù)控加工技術(shù)的以上優(yōu)點很多，但并不是所有的工件都適用于數(shù)控機床的，如工件尺寸較大且裝夾困難時一般需要操作員工靠找正定位的零件；加工量小且易變形的工件，這些工件在使用數(shù)控加工時，不能充分發(fā)揮數(shù)控機床的作用。在加工需要粗加工的零件時，傳統(tǒng)的加工方法比數(shù)控加工更省時更省錢，如粗車外圓、粗車平面等。因此，在選擇數(shù)控加工或者傳統(tǒng)加工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的需要，合理的選擇哪種加工技術(shù)。

1.4傳統(tǒng)加工技術(shù)的優(yōu)點

（1）相同零件運用傳統(tǒng)加工方式比數(shù)控加工的成本低；（2）傳統(tǒng)機床的維修比數(shù)控機床方便；（3）在工件加工過程中，傳統(tǒng)的加工方式可以調(diào)整，而數(shù)控加工調(diào)整非常困難。因此，根據(jù)上述內(nèi)容所闡述的傳統(tǒng)機床和數(shù)控機床的優(yōu)缺點后，工藝人員應(yīng)該結(jié)合二者的優(yōu)缺點，編制出合理的工藝流程，充分發(fā)揮機械制造企業(yè)的人力成本和機床設(shè)備成本，提高公司的經(jīng)濟效益。

2、數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的有機結(jié)合

2.1組合加工工藝的使用

數(shù)控加工的工藝流程與傳統(tǒng)機床加工的工藝流程的區(qū)別在于數(shù)控加工主要是幾道工序，而傳統(tǒng)機床是從來料到加工成零件的每一步工序都需編制。因此，在編制零件的加工工序卡片時，將傳統(tǒng)加工和數(shù)控加工工藝有機結(jié)合，完成零件的加工。如在加工一個高精度的階梯軸時，傳統(tǒng)的工序是根據(jù)外圓的表面輪廓依次進(jìn)行粗車，然后在進(jìn)行精加工，而在使用數(shù)控機床的復(fù)合循環(huán)指令時，可將軸的外圓進(jìn)行幾次循環(huán)粗車后，調(diào)速后進(jìn)行精車。此種方法也是使用了部分傳統(tǒng)的工藝方法，因此，在使用組合加工工藝時，可提高工件的加工質(zhì)量，減少工件的加工時間等。

2.2專用機床的使用

無論是使用數(shù)控加工工藝還是傳統(tǒng)加工工藝，通用的機床一般都不適用于大規(guī)模的生產(chǎn)，由于其一次裝夾的時間較長，因此只適用于小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品種類較多的場合。為了解決單一零件的大批量生產(chǎn)造成的裝夾時間過長的問題，就出現(xiàn)了專用機床，專用機床的工藝一般是針對需要大批量生產(chǎn)的工件而制定的，其工藝范圍較窄，它是結(jié)合工件在運用傳統(tǒng)工藝或者數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的特點，選擇合適的裝夾工裝，制定出大規(guī)模生產(chǎn)所需的機床。

3、如何提高在工藝流程中存在的問題