1.5 數(shù)控加工工藝概述

1.5.1 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)

數(shù)控加工工藝與普通加工工藝基本相同，在設(shè)計(jì)零件的數(shù)控加工工藝時(shí)，首先要遵循普通加工工藝的基本原則與方法，同時(shí)還需要考慮數(shù)控加工本身的特點(diǎn)和零件編程的要求。數(shù)控機(jī)床本身自動(dòng)化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費(fèi)用也高，所以數(shù)控加工工藝具有以下六個(gè)特點(diǎn)。

1.工藝內(nèi)容具體、詳細(xì)

數(shù)控加工工藝與普通加工工藝相比，在工藝文件的內(nèi)容和格式上都有較大區(qū)別，如加工順序、刀具的配置及使用順序、刀具軌跡和切削參數(shù)等方面，都要比普通機(jī)床加工工藝中的工序內(nèi)容更詳細(xì)。在使用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與順序安排、刀具的幾何形狀、走刀路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮決定，一般無(wú)需工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時(shí)，上述這些具體的工藝問題，必須由編程人員在編程時(shí)給予預(yù)先確定。也就是說(shuō)，在通用機(jī)床加工時(shí)，本來(lái)由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來(lái)處理的許多具體工藝問題和細(xì)節(jié)，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)變?yōu)楸仨氂删幊倘藛T事先設(shè)計(jì)和安排的內(nèi)容。

2.工藝要求準(zhǔn)確、嚴(yán)密

數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但自適應(yīng)性差，它不能像通用機(jī)床那樣在加工時(shí)根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題，自由地進(jìn)行人為調(diào)整。例如，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行深孔加工時(shí)，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，何時(shí)需要退刀，也不能待清除切屑后再進(jìn)行加工，而是一直到加工結(jié)束為止。因此在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)中，必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，尤其是對(duì)圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算和編程時(shí)，一定要力求準(zhǔn)確無(wú)誤，以使數(shù)控加工順利進(jìn)行。在實(shí)際工作中，一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或一個(gè)逗號(hào)出現(xiàn)差錯(cuò)就可能釀成重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故。

3.應(yīng)注意加工的適應(yīng)性

數(shù)控加工自動(dòng)化程度高、可多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、質(zhì)量穩(wěn)定、工序集中，但價(jià)格昂貴、操作技術(shù)要求高等特點(diǎn)均比較突出，因此要注意數(shù)控加工的這些特點(diǎn)，在選擇加工方法和對(duì)象時(shí)更要特別慎重，甚至有時(shí)還要在基本不改變工件原有性能的前提下，對(duì)其形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)等做適應(yīng)數(shù)控加工的修改，這樣才能既充分發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)，又能實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.可自動(dòng)控制加工復(fù)雜表面

在進(jìn)行簡(jiǎn)單表面的加工時(shí)，數(shù)控加工與普通加工沒有太大的差別。但是對(duì)于一些復(fù)雜曲面或有特殊要求的表面，數(shù)控加工就表現(xiàn)出與普通加工根本不同的加工方法。例如，對(duì)一些曲線或曲面的加工，普通加工是通過畫線、靠模、鉗工和成形加工等方法進(jìn)行加工，這些方法不僅生產(chǎn)效率低，而且還很難保證加工精度；而數(shù)控加工則采用多軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制加工，用這種方法所得到的加工質(zhì)量是普通加工方法所無(wú)法比擬的。

5.工序集中

由于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床具有精度高、切削參數(shù)范圍廣、刀具數(shù)量多、多坐標(biāo)以及多工位等特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中可以完成多道工序的加工，甚至可以在工作臺(tái)上裝夾幾個(gè)相同的工件進(jìn)行加工，這樣就大大縮短了加工工藝路線和生產(chǎn)周期，減少了加工設(shè)備和工件的運(yùn)輸量。

6.采用先進(jìn)的工藝裝備

數(shù)控加工中廣泛采用先進(jìn)的數(shù)控刀具和組合夾具等工藝裝備，以滿足數(shù)控加工中高質(zhì)量、高效率和高柔性的要求。

1.5.2 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

工藝安排是進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，它必須在編制程序之前完成，因?yàn)橹挥性诖_定工藝設(shè)計(jì)方案以后，編程才有依據(jù)，否則，如果加工工藝設(shè)計(jì)考慮不周全，往往會(huì)成倍地增加工作量，有時(shí)甚至出現(xiàn)加工事故。可以說(shuō)，數(shù)控加工工藝分析決定了數(shù)控加工程序的質(zhì)量。因此，編程人員在編程之前，一定要先把工藝設(shè)計(jì)做好。

概括起來(lái)，數(shù)控加工工藝主要包括如下內(nèi)容。

? 選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容。

? 分析零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。

? 確定零件的加工方案，制訂數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分及加工順序的安排等。

? 設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如零件定位基準(zhǔn)的選取、夾具方案的確定、工步的劃分、刀具的選取及切削用量的確定等。

? 調(diào)整數(shù)控加工程序，選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定刀路軌跡。

? 分配數(shù)控加工中的容差。

? 處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。

? 編寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件。

數(shù)控加工專用技術(shù)文件不僅是進(jìn)行數(shù)控加工和產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)，同時(shí)也是操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程，還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，并進(jìn)行了技術(shù)儲(chǔ)備。這些由工藝人員做出的工藝文件，是編程人員在編制加工程序單時(shí)所依據(jù)的相關(guān)技術(shù)文件。

不同的數(shù)控機(jī)床，其工藝文件的內(nèi)容也有所不同。例如，數(shù)控銑床的工藝文件包括如下六項(xiàng)內(nèi)容。

? 編程任務(wù)書。

? 數(shù)控加工工序卡片。

? 數(shù)控機(jī)床調(diào)整單。

? 數(shù)控加工刀具卡片。

? 數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。

? 數(shù)控加工程序單。

其中最為重要的是數(shù)控加工工序卡片和數(shù)控加工刀具卡片。前者說(shuō)明了數(shù)控加工的順序和加工要素，后者是刀具使用的依據(jù)。

為了加強(qiáng)技術(shù)文件管理，數(shù)控加工工藝文件也應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展，但目前尚無(wú)統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)可根據(jù)本部門的特點(diǎn)制訂上述有關(guān)工藝文件。