数控机床加工操作的技巧研究

杨忠梁

（长春光华学院，吉林 长春 130000）

首先要明确为什么要学习数控加工，因为数控加工是在传统的普通机械设备加工的基础上逐步发展起来的，数控加工是科技进步的产物，是机械加工向先进技术发展的趋势，数控加工的产生代表着机械加工能力的极大提升，标志着先进的生产加工制造水平有了一个超越的进步和发展[1]。数控机床是用来实现数控加工的前提条件，数控机床较好地解决了复杂、精密、批量、多品种的零件加工，是一种柔性的、高效能的自动化机床。代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

1 数控加工的定义和数控加工的种类

1.1 数控加工（numerical control machining）

主要是将各种金属零件用数控机床进行切割成形的方法，与传统的机床加工相比采用数控机床进行零件加工从工艺规程上是比较相似的，但在工艺方面有了明显进步，可以运用刀具位移加工和数字控制方法调整零件加工中所出现的各种问题[2]。

1.2 数控加工的种类

（1）切削类：去除材料的方法改变工件的形状，比如数控车、数控铣、加工中心、雕刻机。

（2）成型加工：用模具直接改变工件形状，无切削屑。比如数控冲压、数控旋压等。

（3）特殊加工：比如线切割、电火花、等离子切割等。

2 了解到什么叫数控加工以及数控加工的种类，下一步就是怎么样才能学会学好数控加工这门技能

第一、每个人要想学好一门技能，必须热爱这一行业，才能有持之以恒的决心和毅力去学习。

第二、学习数控加工也是有一些技巧的，从数控加工的特点说起，那么，数控加工具体特点有：

（1）自动化程度高，降低操作者的体力劳动强度。

（2）加工零件精度高、质量稳定。对大批量的零件加工尺寸一致性保障的条件是数控机床的定位精度和重复定位精度都很高。

（3）生产效率高。减少了辅助时间，被加工零件的毛坯装夹一次，就可以加工出成型产品。

（4）便捷新产品研制和改型。数控加工减少了复杂的工艺装备和模具的制造，通过编制加工程序就可以把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，只要按照新的产品的结构形状，更改一下程序，就可以实现新的产品零件的加工。对原有产品的改进、改型减少了加工制造周期。

（5）维修成本高。数控机床是先进的机电一体化的典型产品，需要维修人员有机械和微电子维修方面的复合知识。做好数控系统的管理，制定合理的维护保养制度，建立完善的操作规程，及时清理数控机床内的灰尘杂质，做好数控柜通风系统的清理工作，要使数控机床加工零件时产生的热量及时排出。保证数控机床的正常加工工作。

我们学习数控加工，始终想着数控加工的特点，才能全面掌握数控加工的要领和精髓。

第三、数控加工是切削加工，也要从最基本的切削方式认识和掌握数控加工的方法。切削原理的定义。切削运动：工件和刀具之间的相对运动，切削运动按其作用可分为主运动和进给运动。

①主运动是切除工件上多余金属层所必需的基本运动；②进给运动在切削加工中为使金属层不断投入切削，保持切削连续进行，而附加的刀具与工件之间的相对运动称为进给运动。

切削三要素是指切削用量三要素，是切削速度、进给量和切削深度（背吃刀量）三者的总称。切削三要素是影响加工质量和生产率的重要因素。操作者在实际加工中可以体会到它的作用。

切削速度：用V表示，计算公式V=nπD/(1000×60) (m/s)。

式中D—工件待加工面直径（mm）。n—工件转速（r/min）。

走刀量：用S表示，单位（mm/r）。工件每转一周，刀具沿进给运动方向移动的距离。

切削深度：用t表示，单位（mm），计算公式t=(D-d)/2，式中D、d分别为待加工面和已加工面直径。

数控加工切削用量的确定，直接影响加工零件的精度。合理选择切削用量的原则是：粗加工时一般以提高生产率为主；半精加工和精加工时应在保证加工质量的前提下兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床性能、切削用量手册，并结合经验而定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应，以形成最佳切削用量，最终目的是实现高质高效低成本的加工。

通常以粗加工、精加工来选择切削三要素。粗加工一般选用低切削速度，大走刀量；精加工一般选用高切削速度，小走刀量。

第四、数控加工的步骤：

（1）分析零件图，了解被加工零件的几何形状，工件材料，技术要求等。

（2）制定零件的数控加工工艺。

（3）进行必要的数值计算。

（4）编写加工零件的程序单（不同系统的机床编写的程序有所不同）。

（5）程序输入机床的操作。利用软件自动生成的程序，自动输入给数控机床，也可以手动编程输入到机床的面板中。

（6）程序校验，进行图形模拟，检验程序是否正确。

（7）对工件进行加工（启动数控机床，进行零件的自动加工）。

（8）零件检验和质量误差分析。

第五、必须对你所操控的数控设备的各个功能全面地了解掌握并熟练地使用，才能在操作数控设备时使数控设备发挥最大潜能，数控机床才能有最多的产值，为企业创造最大的利润。

第六、数控刀具的选取：

（1）实现高质量、高效率、高精度的零件加工，必须要科学、合理地选对了刀具，可见选好数控刀具的重要性。

（2）数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，选择刀具要考虑多种因素的影响，如工件材料、零件的形状、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。数控刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点。

（3）在加工零件时数控刀具选取应考虑的几方面因素：

零件加工时所选用数控刀具的类型：①按结构划分可分为两种类型即：镶嵌式和整体式；②数控刀具所选用的材料包括：金刚石材质、高速钢材质、陶瓷材质、硬质合金材质等等；③按数控切削工艺可划分为：车削刀具、铣削刀具、镗削刀具和钻削刀具。

金属零件加工选用切削刀具需具备的性能：①切削刀具选用的材料硬度要高于需加工工件的硬度；②数控刀具选用需具备一定的抗振动力，且要求承载力较强；③高耐磨性；④高耐热性；⑤良好的化学稳定性，不会在加工过程中与切削油以及工件发生化学反应。

选用数控切削刀具的原则：数控切削刀具选择的基本原则为：刀具的更换方便，硬度强，加工过程中的耐用度高。安装刀具前，需了解数控加工零件的大小，选用适合的刀具，更能保证零件的加工精度。

（1）平面轮廓的加工，常采用立铣刀。

（2）铣削平面时，应选用硬质合金刀片面铣刀。

（3）加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的铣刀。

（4）回转体工件的内、外轮廓的加工，常选取90°外圆车刀、切断刀、内孔车刀、内外螺纹车刀。

刀具的切削排序问题，影响着加工的质量、效率：在数控加工中由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；②尽量减少刀具数量；③精、粗加工的刀具要合理的安排使用，即使是相同尺寸规格的刀具，也要如此操作；④在可以的情况下，要尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥先面后孔。

以上就是数控从业人员选用数控刀具应该注意的问题，数控加工从业人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点。

第七、学会数控编制程序的技巧，数控编制程序有两种方法：一种是对结构复杂的曲面连接的零件，可以借助计算机软件进行自动编制生成零件的加工程序代码，另一种是对一些结构简单的零件直接手动编写零件的加工程序，无论你是选用哪一种方式来编写零件的加工程序，若想实现优质高效的生产加工出合格的零件，必须科学合理的编写一个零件的加工程序。可见，编写零件的加工程序的重要性[3]。那么，怎样才能编写一个最佳的零件加工程序呢？应该从这几方面因素去综合考虑：第一个因素是零件的形状结构。第二个因素是零件采用什么样的装夹方式。第三个因素是考虑零件的材质。第四个因素是零件的公差，精度等级以及特殊的技术要求。第五个因素是加工零件的切削三要素的合理地选取数值。只有综合考虑这些个主要因素，才可以编写出最合理的，最佳的零件加工程序。如果只是单单地把零件能够加工出来的程序，而没有考虑零件的质量、精度以及零件的加工效率等因素，那么这样的程序，也只是一个正确的程序而已。它算不上一个最佳的，最合理的零件的加工程序，那么，零件最佳最合理的程序是能够充分地发挥出数控机床的自身最大的功效，最大限度地展示数控加工的特性，把高精度，高质量，高效率低强度的四个方面体现在零件的加工过程中。这样编写的程序才是我们追求的最佳最合理的零件加工程序。

第八、评价一名合格的数控加工人员的标准：优秀的合格的数控加工从业人员，必须是经过系统地严格的学习培训之后，具备较高的实践经验。具备“稳、准、狠”的个人素质和能力，才是一名合格的数控加工人员。稳：指的是数控加工操作人员必须心态沉稳、遇事不慌，绝对不可以手忙脚乱，否则极易酿成“撞车”的事故。导致数控机床的加工精度受到损失。准：指的是数控加工操作人员编制的加工程序要准确、每一把刀具的安装位置必须合理准确，刀具的对刀操作过程必须准确，零件的测量量具的使用必须精确无误。狠：指的是切削用量的选取必须合理，吃刀深度（背吃刀量）要敢于上大刀，要体现出数控机床加工高效率的特点，不可以大马拉小车。

3 结语

数控机床的应用已日益广泛，如何“管好、用好、维护好”数控机床已成为亟待解决的重要问题。按我总结的八个方面内容去学习数控加工，是学好数控加工的有效途径。数控机床的加工操作不是简单的设备使用，是一项技术性很强的应用过程。只有用科学有效的学习方法，充分了解数控机床的特点，加工时协调好各环节的平衡，才能真正发挥数控机床的经济效益。学习数控技术一定要重点学好上面的八方面内容，尤其是在数控实践环节多下功夫，多动手、勤思考，一定能学好数控加工这门先进的制造技术。