数控自动化加工工艺设计

周瑞鑫

（安徽电信工程有限责任公司，合肥 230088）

数控加工既是机械制造业的先进技术，也是一种精度高、效率高、柔性高的自动加工方式，该技术能够解决多种精密、复杂以及批量小的零件在加工中存在的问题，有效满足现代化生产需要，而自动化技术、数控技术和自动检测等高新技术作为其核心技术模块，已经为制造业创造了极高的经济效益，并引起了各国的关注。

1 数控加工工艺分析

1.1 数控加工工艺内容选择

数控机床的特征在于效率高、精度高，但并非全部零件加工都能通过数控机床完成。下述类型对其比较适用，第一是有着复杂形状、具备较高的加工精度等；第二是零件成本较高。

1.2 数控加工工艺的主要内容

首先适当选择加工零件，对其加工工序内容进行明确；然后分析加工零件图纸，并且对加工的有关技术与内容加以明确，进而确定加工方案，并制定数控加工工序和路线；再次对数控加工工序进行合理调整，如刀具、环刀点和针刀点等；最后对数控加工中存在的容差进行分配，并对数控机床上部存在的工艺指令进行有效处理。

图1 需要加工零件图

2 具体零件的加工

2.1 零件图的工艺分析

如图1所示，零件构成部分主要包括逆圆弧、圆锥面、柱面以及顺圆弧等，其外螺纹较为复杂，且大部分直径尺寸的精度都非常高，表面较粗糙，有着完整的零件图尺寸标注，这与数控加工尺寸标准方面的要求相符。

在选取刀具时，借助φ5mm中心钻对中心孔进行钻削，平端面和粗车则为90°硬质合金又偏刀，且保证副偏角度不可过小，本文便设置Kr´=35°。为能够降低换刀次数以及刀具数量，选择车螺纹和精车时，应用为硬质合金60°外螺纹车刀，其刀尖圆弧半径需要保持比轮廓最小圆角的半径小，选取re=0.15mm。

加工自由曲面的过程中，因为球头刀具端部具备的切削速度值是0，为保障加工精度，我们通常选择顶端距为其切削行距，所以，球头通常在精加工曲面中应用较多。此外，编程工作者则需要对机床使用的刀柄尺寸结构、调整范围以及方法等进行充分了解，以此对轴向尺寸以及刀具径向进行编程。

2.2 确定工件的定位与装夹方法

要保证工件定位和基准同设计基准的一致性，并对过定位进行避免，在箱体工件中，“一面两销”是最好的定位基准，此外，数控机床中要进行找正。因为本文是对实心轴进行加工，其末端要镗30的锥孔，由于轴长短较小，所以选择48的外圆和工件有段面当做定位基准，借助普通三爪卡片对工件进行固定，并将工件右端面中心当做工件坐标原点，（100.1000）为其对刀点。

保证数控车床中定位安装工件原则同普通机床的一致性，工件装夹方法对其加工效率和精度有直接影响，为此，要有效发挥数控机床工作特性，进行装夹时，充分考虑下述因素，第一，需要时才将通用夹具用来进行专门夹具的制造设计；第二，结构设计要满足精度需要；第三，装夹和定位较为方便，清理切削简单；第四，对切削力的抵抗刚度足够。

2.3 确定走刀顺序与走刀的路线

所谓走刀线路就是数控加工期间，相对于被加工零件，刀具的运动方向和轨迹，选取合理的加工路线极为关键，因为其同零件加工精度和表面质量之间的关联极为密切。

安排切削加工顺序为：先粗后细，先对粗加工进行安排，然后是半精加工，接着是精加工同光证加工；先主后次，首先对零件装配几面及其表面进行加工，然后进行次要表面加工，如螺纹、槽等的开展；先面后孔，针对支架、箱体等零件；基面先行，要对精基准表面先进行加工。所以，通常将定位面的粗加工和半精加工进行定位，接着借助精基面定位对其他表明进行加工。

2.4 且销量的选择

本文以所需加工零件特征为依据，选择应用外轮廓90°外圆车道，轮廓粗加工则留存精车余量1mm，开展粗加工的过程中，其主轴转速s要在600r/min的水平上，而进给速度Vf则保持在150mm/min；开展精加工的过程中，其主轴速度s保持在1000r/min水平上，给进速度Vf在50mm/min。

3 零件图加工步骤

3.1 输入零件加工程序

第一，机床开机，并进行开机检查，保证无问题后将机床总电源打开，接着是打开数控系统电源，当显示器模块中有机床初始位置坐标出现后，对面板的按钮指示灯的正常性进行检查，若正常则进行其他操作；第二，开展回零操作，若正常开机，回零操作是需首先开展的，然后是输入加工程序，按下主功能键，并编辑加工程序，处于该状态中，借助手工输入数据的方式向机床中输入数据，以此实现修改和编辑程序；第三，检查和校对数据程序。

3.2 进行刀操作

进行工件坐标系设置，并试切刀或是机外对刀，同时将主功能补偿键按下，设置参数，把全部刀具具备的刀偏量X，Z输入参数数据库。

3.3 在自动方式下自动加工并测量修调

一是选择主功能自动执行状态；二是选择执行程序；三是对工件坐标系的显示；四是按下数控启动键；五是若自动加工过程中出现非法事件，则需按下急停键；六是完成加工后将工件取下，并对机床进行清洁。

4 结语

通过本文的研究和设计，笔者将理论知识应用到实践中，并在实践中对数控机床有了更深的了解。针对某零件，并不是其所有加工工艺过程都可以通过数控机床来完成。通常是零件加工仅有一部分工作与数控加工相适。这就要求我们深入分析零件图样，进行适当的加工工序和内容选择。需要特别注意的是，对走刀路线进行确定时，最好绘制工序简图，此便编程工作有效开展。