數(shù)控加工典型問答

東北大俠

由于數(shù)控加工的復(fù)雜性（如不同的機(jī)床,，不同的材料,，不同的刀具，不同的切削方式,，不同的參數(shù)設(shè)定等等）,，決定了從從事數(shù)控加工（無論是加工還是編程）到到達(dá)一定水平，必須經(jīng)過一段比較長的時(shí)間,，此手冊(cè)是本實(shí)驗(yàn)室的工程師在長期實(shí)際生產(chǎn)過程中總結(jié)出來的,、有關(guān)數(shù)控加工工藝,、工序,、常用刀具參數(shù)的選擇、加工過程中的監(jiān)控等方面的一些經(jīng)驗(yàn)總匯,，可供大家參考.
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/ m  D! ?/ v. ~一 .問：如何對(duì)加工工序進(jìn)行劃分,？


1 E1 C( Q- N" U8 r. ]答：數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：


（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位,。在用第二把刀,、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間,，減少不必要的定位誤差,。


（2）以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分,，如內(nèi)形,、外形、曲面或平面等,。一般先加工平面,、定位面，后加工孔,；先加工簡單的幾何形狀,，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位,，再加工精度要求較高的部位,。

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（3）以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件,，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形,，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開,。

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綜上所述,，在劃分工序時(shí),，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能,，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少,，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則,，要根據(jù)實(shí)際情況來確定,，但一定力求合理。

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二． 問：加工順序的安排應(yīng)遵循什么原則,？

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答：加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況,，以及定位夾緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞,。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：

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(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊,，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。

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(2)先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序,，后進(jìn)行外形加工工序,。
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(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行,，以減少重復(fù)定位次數(shù),，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。

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* e) z! v- |: z8 k(4)在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序,，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序,。
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三．問：工件裝夾方式的確定應(yīng)注意那幾方面？


0 @# t  d) ~4 ^' P& L2 x8 Y答：在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：


8 [9 E) {4 {% b/ D（1） 力求設(shè)計(jì),、工藝,、與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。


（2） 盡量減少裝夾次數(shù),，盡可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面,。
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（3） 避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案。
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（4） 夾具要開暢,，其定位,、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類情況時(shí),，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾,。


四．問：如何確定對(duì)刀點(diǎn)比較合理？工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系有什么關(guān)系,？

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2 Y7 A. E/ Z% p, d$ z; V, F1．對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件的上,，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞,，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找,，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置,，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上,。其選擇原則如下：
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8 U- u; E, n9 l' q- F1） 找正容易,。
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2 p8 x' P* Q; H- f0 p/ r3 K) K2） 編程方便。
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( i' j3 h2 E' H# D3） 對(duì)刀誤差小,。


4） 加工時(shí)檢查方便,、可*。
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2. 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置是由操作者自己設(shè)定的,，它在工件裝夾完畢后,，通過對(duì)刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點(diǎn)之間的距離位置關(guān)系,。工件坐標(biāo)系一旦固定,，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一,，即在加工時(shí),，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的,。
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6 H5 ]% H- z; @: l0 r4 w+ B2 R. O; d5 X五． 問：如何選擇走刀路線,？
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) I8 o0 q5 J/ z4 k  }走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的,，因?yàn)樗�與零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān),。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點(diǎn):

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1） 保證零件的加工精度要求。


2） 方便數(shù)值計(jì)算,，減少編程工作量。
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. U$ \, ~& n' B' P+ T! F; {3） 尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率,。

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; W. {! A1 p9 T. {4） 盡量減少程序段數(shù),。

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5） 保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來,。
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6） 刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)真考慮,，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件,。


4 G% V) G5 _/ z9 [) K6 s六．問：如何在加工過程中監(jiān)控與調(diào)整,？
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# Y& o  i" C0 w* S' u& K+ e$ `工件在找正及程序調(diào)試完成之后，就可進(jìn)入自動(dòng)加工階段,。在自動(dòng)加工過程中,，操作者要對(duì)切削的過程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問題及其它事故,。

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  r, S/ M$ ^1 f2 v; G4 [" U' O對(duì)切削過程進(jìn)行監(jiān)控主要考慮以下幾個(gè)方面：
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1．加工過程監(jiān)控 粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除,。在機(jī)床自動(dòng)加工過程中,，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動(dòng)切削,。此時(shí)操作者應(yīng)注意通過切削負(fù)荷表觀察自動(dòng)加工過程中的切削負(fù)荷變化情況,，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量,，發(fā)揮機(jī)床的最大效率,。


- X6 _; `% f! G, [2．切削過程中切削聲音的監(jiān)控 在自動(dòng)切削過程中，一般開始切削時(shí),，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的,、連續(xù)的、輕快的,，此時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的,。隨著切削過程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點(diǎn)或刀具磨損或刀具送夾等原因后,，切削過程出現(xiàn)不穩(wěn)定,，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化，刀具與工件之間會(huì)出現(xiàn)相互撞擊聲,，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)震動(dòng),。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時(shí),，應(yīng)暫停機(jī)床,，檢查刀具及工件狀況。

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1 e$ ?, B. ]9 G$ e4 |3 x3．精加工過程監(jiān)控 精加工,，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量,，切削速度較高，進(jìn)給量較大,。此時(shí)應(yīng)著重注意積屑瘤對(duì)加工表面的影響,，對(duì)于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過切與讓刀,。對(duì)于上述問題的解決,，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置，讓加工表面時(shí)刻處于最佳]的冷卻條件,；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量,，通過調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化,。如調(diào)整仍無明顯效果,，則應(yīng)停機(jī)檢察原程序編得是否合理。
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特別注意的是，在暫停檢查或停機(jī)檢查時(shí),，要注意刀具的位置,。如刀具在切削過程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn),，會(huì)使工件表面產(chǎn)生刀痕,。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時(shí)，考慮停機(jī),。
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（4）刀具監(jiān)控 刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量,。在自動(dòng)加工切削過程中，要通過聲音監(jiān)控,、切削時(shí)間控制,、切削過程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況,。要根據(jù)加工要求,，對(duì)刀具及時(shí)處理，防止發(fā)生由刀具未及時(shí)處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問題,。
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七．問：如何合理選擇加工刀具,？切削用量有幾大要素？有幾種材料的刀具,？如何確定刀具的轉(zhuǎn)速,，切削速度，切削寬度,？

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1 Q" o4 M/ {1 y7 a/ R（一）1．平面銑削時(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀,。一般銑削時(shí)，盡量采用二次走刀加工,，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀,。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%,。

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4 P" @! |5 h0 W/ h4 ^* B8 e- v2． 立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面,。
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3． 球刀,、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工,。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開粗,。
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八、問：加工程序單有什么作用?在加工程序單中應(yīng)包括什么內(nèi)容,？
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答：（一）加工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一,，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，是加工程序的具體說明,，目的是讓操作者明確程序的內(nèi)容,、裝夾和定位方式、各個(gè)加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問題等,。

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, S4 ]. i; i# ^- ~( ~" O（二）在加工程序單里,，應(yīng)包括：繪圖和編程文件名，工件名稱,，裝夾草圖,，程序名，每個(gè)程序所使用的刀具,、切削的最大深度,，加工性質(zhì)（如粗加工還是精加工），理論加工時(shí)間等,。


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九,、問：數(shù)控編程前要做何準(zhǔn)備？
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答：在確定加工工藝后,，編程前要了解：1,、工件裝夾方式 ；2,、工件毛胚的大小----以便確定加工的范圍或是否需要多次裝夾,；3、工件的材料----以便選擇加工所使用何種刀具,；4,、庫存的刀具有哪些----避免在加工時(shí)因無此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具,，則可以提前準(zhǔn)備,。
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十、問：在編程中安全高度的設(shè)定有什么原則,？

答：安全高度的設(shè)定原則：一般高過島嶼的最高面,。或者將編程零點(diǎn)設(shè)在最高面,，這樣也可以最大限度避免撞刀的危險(xiǎn),。
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十一、問：刀具路徑編出來之后,，為什么還要進(jìn)行后處理,？

9 g: Y& k5 C8 R5 P答：因?yàn)椴煌�的機(jī)床所能認(rèn)到的地址碼和NC程序格式不同，所以要針對(duì)所使用的機(jī)床選擇正確的后處理格式才能保證編出來的程序可以運(yùn)行,。
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! I/ `" O! H1 x' g8 e" a0 w十二. 問：什么是DNC通訊,？

% g) Q3 n) s4 Z0 @0 a% S7 p6 p( Q# z; H! j答：程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種,，CNC是指程序通過媒體介質(zhì)（如軟盤，讀帶機(jī),，通訊線等）輸送到機(jī)床的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來,，加工時(shí)從存儲(chǔ)器里調(diào)出程序來進(jìn)行加工。由于存儲(chǔ)器的容量受大小的限制,，所以當(dāng)程序大的時(shí)候可采用DNC方式進(jìn)行加工,，由于DNC加工時(shí)機(jī)床直接從控制電腦讀取程序（也即是邊送邊做），所以不受存儲(chǔ)器的容量受大小的限制,。
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2 V4 [2 x! f0 w9 L$ q（二）切削用量有三大要素：切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度. 切削用量的選擇總體原則是:


' s% O' R5 {6 a/ w6 N少切削,快進(jìn)給(即切削深度小,進(jìn)給速度快)
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(三).按材料分類,刀具一般分為普通硬質(zhì)白鋼刀(材料為高速鋼),涂層刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).

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