数控加工技术及设备研究 .pdf

数控加工技术及设备研究 数控技术源于航空工业，于20 世纪40 年代美国一家航空公司提出，经过这 么多年的发展，数控机床已经逐步应用于各个工业部门，从而提升了加工产业的 自动化进程。文章首先对数控加工操作过程进行了分析，再分析了数控加工技术 的主要特点、加工工艺原则、数控加工刀具选择方案、操作安全方案，通过对数 控加工技术及设备使用注意事项的研究，达到更好的应用数控机床提升工业自动 化的效果。 标签：数控加工；加工工艺；刀具选择；操作安全 数控加工方法，是指在数控机床上进行零件加工的一种方法。数控机床是对 传统机床的总结和改进，数控机床加工相对于传统机床加工方面，克服了传统机 床加工的缺点，极大的提升了加工工艺的自动化水平和生产效率，节省了人工， 降低了操作工艺时长。数控加工，是在数控机床上，运用编程的方法，并结合复 杂的模型计算，采取数字信息来控制零件和刀具位移，从而达到加工零件的目的 的一种工艺过程。数控加工对于精度要求高、形状复杂、品种多样、批量小等性 质的零件有很适合的加工效果。 1 数控加工操作过程分析 数控加工，是指应用数控机床对零件进行加工的一系列过程。数控加工的机 器称为数控机床，数控机床受控于数控系统 （专用或者是通用计算机），数控机 床的运动由数控系统的指令来引导。数控指令是程序员根据所需要加工材料的要 求、材质、机床的特性等，结合具体的指令规范和格式来进行编写的。数控机床 的受控大致分为机器的启动、运作、停止；刀具的选择、更换；主轴的旋转、变 速；进给的速度、方向、方式等等。 2 数控加工技术主要特点 数控机床的加工技术具有以下一些特点：第一、工序集中。数控机床自动化 水平比较高，一般带有自动可以切换的刀库和刀架，程序自动控制换刀过程，所 以，工序比较集中，能够为企业节省人力和物力。表现在一是减少了机床占地面 积，二是减少了中间操作环节 （比如物品暂存等）。第二、自动化水平高。数控 加工技术在工作过程中，控制刀具过程不需要人工控制，自动化程度比较高。表 现在四个方面，一是对操作工人的技术水平要求低。数控加工工人的培养时间比 较短，短期就能上手实践，并且加工出来的工件精度高、时间少。减少了工人的 劳动强度，从而节省了劳动时间。二是产品质量稳定。加工自动化水平提升，促 使加工过程避免了由于人的误差而导致的产品质量缺陷。三是产出效率高，数控 机床自动控制刀具的切换，使得加工效率较高。第三、柔性好。数控机床克服了 传统机床和传统专机的缺点，可以通过改变程序来加工不同的零件，并且能够实 现自动化操作，从而显示出柔性好、效率高的特点，更能适应社会的竞争。第四、 适应能力强。数控机床特别适合加工质量要求高、急需器件、新产品等等，能够 对各种轮廓进行精确加工。 3 数控加工工艺原则分析 数控机床在加工原则方面表现在下面四点：下道工序不能被上道工序的加工 影响；先进行内孔加工，再进行外形加工；相同加工工艺的工序，应该连续进行， 从而减少换刀过程；安装过程应该从刚性影响较小的工序开始。下面分析加工路 线和优缺点。 3.1 加工路线分析 加工路线包括从对刀点（或者说是机床固定原点）开始算起，直到返回该点， 这整个程序过程中所经过的路径。包括切入、切出以及空行程三个方面的路径。 精加工的加工路线应该将粗加工及空行程的进给路线的选择为重点。并且在加工 过程中应该确保工件表面的粗糙度和工件精度、促使路线最短、简化加工程序、 应用子程序简化程序编写。 3.2 加工优缺点分析 数控加工具有以下优点：工装数量能够大量减少；加工工件质量稳定以及精 度高；对于小批量和多品种等工件的生产效率高；可以加工复杂型面。数控加工 的缺点是维修费用高，并且对维修人员的技术水平提出了很高的要求。 4 数控加工刀具选择探讨 4.1 选择刀具原则 4.1.1 选择数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量的关系密切。在进行切削用量的制定时，应该合理选择 刀具寿命。而刀具寿命的选择应该根据所要达到的目标确定，受到其他很多因素 的影响。一般情况下，最高生产率刀具寿命由目标为单件工时最少确定，最低成 本刀具寿命由工序成本最低来决定。 4.1.2 选择数控车削用刀具原则 数控车削用刀一般有成型、尖形、圆弧形车刀这三类。一般在数控加工过程 中，不鼓励采用成型车刀。而尖形车刀的选择在几何参数方面与普通扯削时大致 相同，结合数控加工的路线、干涉等