数控车工编程加工工艺设计技巧

魏树明

摘要：数控车工编程加工工艺在零件加工过程中具有十分重要的地位和作用。本文对数控车工编程加工技术要点与原则进行了阐述，对编程加工过程中需要注意的问题进行了研究，对加工处理过程中关键的技术问题，如工艺的处理过程、夹具选择以及切削参数的设置进行了分析，以期为数控车工编程加工人员提供一定的帮助。

关键词：数控车工编程；加工工艺；夹具；削切参数

Unigraphics软件（简称“UG软件”）是一个集CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）和CAM（计算机辅助制造）于一体的计算机辅助机械设计制造系统，可以用于包括产品建模、零件装配、数控加工以及运动分析、工程图生成等在内的产品开发过程。该软件功能虽说日趋强大，但它的操作也日趋复杂。通常来说，零件设计与生产制造的具体环节涉及很多工艺方面的问题，因此在施工之前要制定编程加工的一整套方案。相对于传统的人工加工方式，编程加工方式不仅较为精确，在效率上也有很大提高。基于此，本文对数控车工编程加工工艺设计技巧进行研究与分析。

在进行编程之前，需要设计好整个零件制造的工序，绘制出零件的草图，根据零件制造要进行的操作来选择合适的工具及操作，因为如果在加工过程中出现问题，会非常容易造成加工材料的报废。除了设计好工序，还要对图纸进行仔细研究，不能错过任何关乎零件加工的细节，并对加工任务按照重要程度进行划分和排序，防止出现由于走刀偏离路线而造成严重损失的情况。通过仔细研读图纸，对技术方案进行评估，判断图纸中的工艺是否合理，如果不合理，在经过充分论证的基础上对不合理之处进行改进。

确定工艺所对应的指令，要结合实际的工作经验来确定相应工艺步骤，并且在加工的过程中要注意各种工艺的先后顺序，只有这样才能在最大程度上保障加工的质量。在加工处理的过程中，要遵循先粗处理后精细处理的原则。在进行粗加工的过程中，尽量除去冗余的工序，提高加工的速度并为后续的精细加工打下基础。粗加工的过程就是产品框架形成的过程，零件的成型在很大程度上依赖于后期的精细处理。在零件进行完粗加工以后还要进行半精细加工，最后才是精细加工环节，在设计时要注意各个工序之间的有序衔接。

定位也是十分重要的一个环节，要遵循就近原则，根据刀点与零件之间的距离来确定。如果零件距离刀点较近，那么可以进行优先加工，如果距离相对较远则可以进行后加工，这样可以在很大程度上减少刀具的行程，有效缩短加工的时间。

此外还要遵循先里后外的加工原则。也就是在加工的过程中优先加工零件的内部而后加工零件的外部。这些都是在数控车工编程加工工艺过程中必须注意的问题和要遵循的原则，在此基础上可以有效地确保零件加工的质量及零件加工的效率。

数控加工过程就是通过计算机程序控制机械自动化加工的过程。由于零件自身的复杂性及加工算法的复杂性，整个工艺过程可以说是非常复杂，在实际操作的过程中往往需要结合加工对象的材料、质量、形状、位置和数量的不同来选择不同的加工工艺方案。在方案设计的过程中，需要明确加工的对象、标准及目标，而在具体加工的过程中则根据实际情况来具体分析，根据加工对象的不同来设计不同的灵活的加工方案，在保障加工质量的基础上提高加工效率，降低加工成本。

走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹，可以保证工件表面加工后的粗糙度要求。由于走刀路线是整个加工工艺的基础和关键，所以要在充分理解加工方案的基础上结合具体的加工对象来确定走刀的路线。具体包括路径的引入和切入的行程等。

完整的走刀路线设计要从刀具的切入点开始到结束点结束。在走刀路线设计的过程中首先要确保走刀的路线和时间最短，但前提是确保零件加工的质量，不能因单方面追求加工速度而牺牲质量。科学合理的方案设计不仅能有效地减少走刀的时间、提高加工的效率，还能减少刀具的磨损、节约一定的成本。走刀路线的设计还要重视刀具的切入与切出环节，这是因为在刀具切入与切出过程中会对零件的外观造成一定的影响。最后走刀路线的选择要考虑形变因素，选择形变不是很严重的路线对于保障零件加工的质量是非常有用的。

1.工艺的处理过程

在零件加工过程中，要特别关注零件的加工尺寸和加工部位。在加工之前需要确定加工部位的轮廓和尺寸等相关内容。可以优先选择处理那些加工難度较大、加工工艺较为复杂而普通机床无法进行加工的零件。通过数控机床与普通机床的协调配合，能够极大地提高加工效率。

2.工件的夹具选择

在进行零件加工时，需要通过夹具将零件固定在机床上，通过确定其坐标方位，可以方便机床对其进行加工处理。因为车床的运转速度非常高难免会对夹具产生一定影响，所以在进行夹具选择的过程中一定要注意其性能。通常根据不同的车床来选择不同的夹具，一般情况下数控车床常选择三爪自定心卡盘来对加工材料进行夹紧。

如果车床的运转速度非常高，那么就要考虑采用液压高速动力卡盘来对加工对象进行夹紧，或者采用软爪来夹持。

组合夹具不仅可以根据工况进行适当的调整，还可以与其他夹具进行替换。因而在夹具选择的过程中需要考虑夹具的开敞度、定位能力、原件等相关因素，确保不会对走刀路线造成影响。同时夹具的选择也需要考虑操作的方便程度，可以选择便于装卸的夹具以缩短加工的时间。

3.切削参数的设置

在数控编程过程中必须要考虑的一个环节是切削参数的设置，它不仅会对加工零件的质量产生影响，同时也会在很大程度上影响加工的效率。在切削参数设置的过程中需要综合考虑设备、被加工对象、加工工艺、算法等多种因素。通常情况下，切削用具的刚度、切削的进度深度、被加工对象自身的粗糙程度、刀具的性能、切削液的性能、工件材料、工件和机床的数量、寿命等都会对削切参数的设置产生直接影响。在上述因素中，切削的速度、深度及给进率是影响切削参数选择的关键因素，在切削过程中，切削的速度不仅会对加工的效率产生影响，还会对零件的加工质量及设备的磨损产生影响。在数控机床切削刀具选择的过程中，刀具材料、工件材料、刀具寿命、切削深度与刀量、刀具形状、冷却液最终决定了整个切削用量。在具体的加工过程中需要结合具体工况，综合权衡切削速度、切削深度、进给量三个因素，最终确定切削参数。

数控车工编程加工工艺技术含量与专业化程度较高，可以实现对零件加工的自动化处理，但是掌握数控车工编程加工工艺不仅需要理论知识还需要丰富的实践。通过对数控车工编程加工工艺技术要点与需要遵循的原则、加工过程需要注意的问题以及具体环节的处理方式介绍，可以为数控车工加工工艺人员提供一定的参考和帮助。不过，要完全掌握数控加工工艺并不是一件简单的事，需要工艺人员不断努力，在实践中不断进步。※

参考文献：

[1]孙福勋，孙守田.CAM数控加工工艺浅析[J]. 山东煤炭科技， 2009（01）：20-21.endprint