數(shù)控加工作為一種先進的加工方法，被廣泛地用于航空工業(yè)、艦船工業(yè)、電子工業(yè)等高精度，復(fù)雜零件的加工生產(chǎn)。在數(shù)控加工中，從零件圖紙到加工出合格的零件，是一環(huán)套一環(huán)既復(fù)雜而又嚴密的過程。每個階段的某個環(huán)節(jié)出問題，都會使加工過程中斷。下面結(jié)合具體加工實例分3個階段，對數(shù)控加工過程中一些關(guān)鍵因素進行分析，以使我們能對數(shù)控 加工加深了解，對加工生產(chǎn)有所幫助。

1 工藝處理階段

一般所用的數(shù)控機床，大多都不具備工藝處理能力。數(shù)控加工工藝處理的目的和普通機床類似。但由于數(shù)控機床加工過程的每一細節(jié)都必須預(yù)先確定，加工自動完成。因此，與普通機床的工藝準備相比，有著其自身的特點。

1.1 對刀和換刀

普通機床加工零件時，刀具與工件的位置關(guān)系是通過量具與手輪相互配合加以確立的，如果刀具位置不正確，可由操作者隨時加以調(diào)整。而數(shù)控加工，一次裝夾，有多把刀具參與加工，為確立各個刀型等參數(shù)輸入到計算機中，計算機通過坐標變換，使每把刀具與工件建立起對應(yīng)關(guān)系。對于普通加工，對 刀問題不作為重要因素考慮。對于數(shù)控加工，只要使 用程序加工，就必須對刀，否則就會發(fā)生嚴重后果。普通加工換刀往往是通過操作感覺來控制，而數(shù)控加工必須認真考慮換刀位置，以防發(fā)生碰撞。

1.2 裝夾方式的選擇

考慮到數(shù)控加工每次裝夾都必須重新對刀，這樣會大大增加輔助加工時間，影響加工效率，同時也是對數(shù)控機床功能的“浪費”。所以，在數(shù)控加工中，盡可能做到一次裝夾后，能加工出全部的待加工表面，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的功效。現(xiàn)以某零件部分加工過程予以說明。

設(shè)備：紹布林數(shù)控加工中心。

刀具：①粗車外因刀、②精車外因刀、②粗扎糟刀、④精扎槽刀、②中心鉆、⑧鉆頭、⑦鏜刀、⑧切斷刀。

夾具：氣動三爪卡盤。

零件加工表面如圖1所示，用粗實線表示。加工路線：毛坯(棒料)①粗車端面、外因⑤中心孔⑧鉆孔②粗扎槽④精扎槽⑦鏗孔②精車外圓、端面⑧切斷。

采用數(shù)控機床完成上述加工只需一次裝夾，而用普通機床加工，通常需4次裝夾。

1.3 刀具設(shè)計

與普通加工刀具相比，數(shù)控加工的刀具有以下的特點。

(1)數(shù)控加工簡化了刀具設(shè)計

為了保證位置、尺寸精度，普通加工只能采用雙刃成型刀，利用車刀本身的精度，來保證零件的加工精度。而采用數(shù)控加工，由于機床能夠準確地控制刀具位置，所以可以采用單刃刀代替雙刃成型刀。為此而設(shè)計的單刃扎槽刀，很好地完成了零件的加工。

(2)特殊刀具的設(shè)計

上面分析了數(shù)控機床的使用簡化了刀具設(shè)計，然而并不是說數(shù)控加工的刀具簡單。因為數(shù)控機床承擔(dān)的是那些普通機床加工困難，甚至無法加工的各種特殊的零件。

曲面進行連續(xù)加工，沒有現(xiàn)成的刀具可供選擇，需要專門設(shè)計。設(shè)計時要考慮曲面的組成，走刀路線、最小圓弧、凹凸變化、是否會發(fā)生干涉等因素。

2 數(shù)學(xué)處理階段

2.1 計算工作

通常情況下，零件圖的坐標選取與加工程序中的坐標選取不一致，這時就需要對坐標進行換算，同時零件圖所給出的尺寸并不一定是程序所需要的這時要根據(jù)機床特點，計算出程序所需的坐標。對于那些比較復(fù)雜的由直線、圓弧所組成的曲面要計算出直線的起點和終點、圓弧起點和終點、圓心坐標。

2.2 刀具刃心的運動軌跡分析

現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控機床 的數(shù)控系統(tǒng)具有補償功能，可以按照零件圖的輪廓直 接編程。但是，加工中常常會出現(xiàn)特殊情況，特別是加工連續(xù)曲面時，刀具與工件容易發(fā)生干涉(發(fā)生碰撞)，有時刀具補償功能無法使用，這時就必須對刀具刃心 的運動軌跡進行分析。

3 程序階段

程序是數(shù)控機床唯一能夠識別的語言，它向機床 發(fā)出一條一條加工指令，控制著機床的每一步驟，程 度的好壞直接影響到加工的質(zhì)量和效率。這就需要在 全面了解機床性能，加工的每一環(huán)節(jié)以及必要的相關(guān) 知識的基礎(chǔ)上，通過不斷的實踐，提高編程技能。

3.1 合理使用數(shù)控機床的固有程序

數(shù)控機床性能的不斷提高，不僅僅體現(xiàn)在機械 性能方面，而且更重要的是體現(xiàn)在軟件的服務(wù)功能 上。對于一般的加工內(nèi)容，系統(tǒng)中都備有成熟的加工 程序。合理選用系統(tǒng)的固有程序為加工服務(wù)，是編程 工作中一項很重要的工作。

3.2 程序管理

按照刀具軌跡或數(shù)據(jù)處理得到的數(shù)據(jù)及有關(guān)文 件，根據(jù)數(shù)控機床特定的指令代碼，編寫零件的加工 程序，它記錄著各種信息，不僅包含著加工方法，加 工決竅，而且還反映出一個單位的加工能力和加工 水平。應(yīng)該使其作為一個特殊的技術(shù)文件妥善保管 并存檔。對于編程人員，可調(diào)用此技術(shù)文件減小工作 量;對于生產(chǎn)管理者，可有效控制生產(chǎn)過程。通常情況 下，是把常用的程序輸?shù)接嬎銠C控制系統(tǒng)。對常用零 件的加工程序，記錄下各個程序的零件名稱。對于不 常用的程序，要用書面的形式記錄下來。對程序中容 易出現(xiàn)問題的地方加上必要的說明，以備將來使用。

3.3 巧用參數(shù)編程解決實際加工問題

零件的加工內(nèi)容：內(nèi)孔及圓弧底面。 所用設(shè)備：上海數(shù)控儀表車床。

在加工一般圓弧時，通常采用調(diào)用G66方式循環(huán)程序，其刀具運動軌跡如圖9，實際加工中發(fā)現(xiàn)，由于刀具刀尖強度比較弱，刀具運動到尖角處，刀具雙向受力，刀具耐用度很差。工藝分析結(jié)果，最好采用如圖10的加工路線。這時如果采用直接編程，每次進刀都要計算出刀具軌跡。由于刀具剛性很差，需要多次分刀加工。如果想改變吃刀量，還要重新計算。為此，我們利用參數(shù)編程，很好地解決了零件內(nèi)孔及圓弧面的加工。

4 結(jié)束語

數(shù)控加工中關(guān)鍵因素的分析，為合理有效的提 高數(shù)控機床的利用率提供了可行的依據(jù)。其應(yīng)用可 有效保證數(shù)控機床的加工精度及良好的加工效果。