數控加工精選(九篇)

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第1篇：數控加工范文

關鍵詞 精加工；數控技術；譯碼

中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0201-02

1 數控車床精加工程序的分析

數控機床的所有工作程序和工作內容全部是由其內部程序控制的，工件最終加工成什么標準也是有這些程序來決定的，即數控加工程序是數控機床的控制大腦。實際上數控機床加工產品水平，一部分是由機床本身精密系數決定，另一部分就是由其內部加工程序來控制的。數控車削加工操作要求輸入程序盡可能簡化，并一次輸入程序、調試程序和對刀，確保加工過程中不需要對程序進行修改；數控車床加工操作程序通常情況下是根據零件輪廓來編寫的，這種程序實際上就屬于精加工程序，將其結合系統循環模塊之后，即可完成多余余量的切除操作。數控加工特點決定著每一個數控加工程序中都包含有切削參數、刀鋸運動類型、主軸轉速和機床狀態等相關信息，而且不同信息在程序中都有不同代碼和格式相對應。在實際工業生產過程中，不同廠家生產出來的數控機床規格性能和結構等參數也不同，所以相應的輸入其系統數控加工程序也不同。

數控加工程序可以看做是由多個程序段組成的，而每一個程序段就是整個程序的單位連續字節，由多個代碼組成。每一個程序段所包含的內容不同，在數控加工過程中所承擔的任務也不同。所謂程序段的格式，就是由哪些字母、數字或者符號，通過什么樣的形式連接在一起。我們可以根據數控機床的型號以及所需要完成的任務來進行程序段的編寫，并按照規定格式將單位程序段連接在一起。字地址程序段主要由語句號字、代碼字以及程序段結束字符所組成，其中語句號字是數控系統識別成都段標號的重要標志，通常情況下程序段的起始符為N。

2 譯碼模塊的處理過程

每一個數控加工任務確定之后，首先要進行的就是數控加工程序的編寫，之后就是非常關鍵的插補運算處理。插補預處理的主要內容有譯碼、刀補計算以及加減速控制這三大塊。譯碼模塊在整個系統中的主要作用就是對數控加工程序進行插補變化，從而代碼轉換為系統可識別的數據及控制信息。

1）譯碼準則

譯碼模塊的程序段譯碼和數據處理要按照一定的規定進行，且整個預處理過程必須遵循系統程序格式。

刀具上一段的終點即是下一段的起始點：數控加工過程是一個連續運動過程，刀具的運動軌跡是連續的，不能出現跳躍情況。因此在進行數控加工程序編寫時，完全可以直接將刀具運動的終點作為接下來操作的起始點。

選擇刀尖中心為控制對象：數控機床加工刀尖是CNC控制軟件主要的控制對象，它被視為加工過程中的一個動點，任何幾何形狀的物體都需要經過刀尖的運動得以完成。因此數據加工程序就是控制這一點運動軌跡的程序。

按機床坐標系譯碼與計算：坐標系是數控機床加工工具的運動范圍，每個機床自其制造完成之后，坐標系就已經固定了，因此數控加工程序的編寫要遵循數控機床坐標系的規定和位置。

2）譯碼方法

編譯方法：所謂編譯方法即數控系統加工程序的預編譯，根據不同加工任務編譯出相對應的加工程序，實際加工時通過插補模塊從系統中提取，用來控制加工工具的運動軌跡，從而實施加工操作。這種數控加工方法最大的優勢就在于不需要在進行程序代碼之間的轉換，大大提高了數控加工效率。但其不足之處是需要占用系統較大的存儲空間，而且對于加工零件較復雜的情況下，很容易影響系統的操作性能。

解釋方法：該方法采用的是逐行譯碼、預處理和插補技術，在進行下一步加工程序之前，首先由解釋程序對加工代碼進行預處理后，再用來控制加工工具。這種數控加工方法使用起來較為簡單，而且不需要系統提供較大的存儲空間。但由于不同模塊之間數據處理時順序串行的，所以對解釋程序的運行速度要求較高，必須要滿足在不同程序段之間的來回轉換。

3）數控加工程序的檢錯

數控加工程序的檢錯是譯碼過程的第一步，檢錯效果的好壞將直接影響著數控機床加工程序是否能夠有效控制加工工具。檢錯就是對程序結構、詞法以及語法進行檢查，只有正確合法的程序段才能夠進入系統。

（1）程序結構錯誤檢查

數個程序段按照一定順序連接后就組成了一個完整的數控程序，但單位程序段也可以看作是一個小型完整程序，其基本構造也是起止符、程序號、程序主體等。所以程序機構錯誤的檢查，實質上就是對每一個程序段以及程序段之間聯系進行檢查。

（2）詞法錯誤檢查

詞法也可以簡單理解為語法，即數控程序語句的編寫規則。數控加工程序詞法檢查主要設計不同功能代碼字以及數字類型等，不同代碼所對應的數據類型也不同。而且每一個數控加工程度中都不能出現未定義代碼。

（3）出錯處理

數控加工程序的編寫難免會出現一些錯誤，正常情況下如果數控加工程序中有錯誤信息，系統會向用戶進行提示，并將具體錯誤信息的出錯原因和位置告知操作人員，以方便進行下一步的編輯修改。基本每一個數控系統都會預留一定空間存儲區，用于保存錯誤信息。這里我們給出錯誤信息的結構定義：

#define ERROP_DATA_SIZE 50

Struct ERROR_DATA

{ Uint ErrorNo;

Uint Block_Num;

Char ErrorInfo[20];

Int ErrorType;

Char code[5];

}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];

（4）數據的整理和存放

數控加工程序整理過程可以簡述為：首先從待加工程序中選擇提取出需要加工的程序段，并對程序段進行編碼，以明確其初始位置。按照字符串的形式將這些程序段存放至響應存儲區，同時按照標準進行格式和詞義檢錯。如經檢查沒有發現錯誤，即可將程序段進行分割，以字符串的形式將這些程序段存入指定存儲區。

精加工數控技術是未來機械工業發展的重頭戲，其涉及到很多學科領域。筆者目前的主要工作內容就是精加工數控技術的研究，雖然積累了一定的工作經驗，但在理論基礎上還有待提高。在今后的工作中，筆者將致力于精加工數控技術領域，以期能夠在該領域做出一定成果。

參考文獻

[1]關桂齊，楊松山，劉國良，陳士朋.我國數控技術發展的分析與研究[J].機械制造，2013，6:88-91.

[2]王燕.解析數控技術專業校內生產性實訓基地建設實踐[J].成功(教育)，2013，24:88.

[3]陳雅娟.機械數控技術的應用現狀和發展趨勢[J].科技與企業，2013，24:174.

第2篇：數控加工范文

關鍵詞： 數控加工 加工參數 優化方法

制造業的發展，是國家綜合實力的體現。制造業的主流技術是數控加工技術。因為它會為我們的社會帶來更大經濟收益，也是我們縮短和其他數控加工強國距離的最佳方法。

影響數控加工參數的優化選擇的因數主要是機床的主軸轉速、功率、切削力的大小、轉矩，刀具的磨損、壽命及機床的機械振動等方面。

目前數控加工參數的優化，總體劃分為在線參數優化和離線參數優化兩大方面。

在線數控加工參數優化方法，也叫自適應控制，它是自適應控制理論在數控加工領域的應用。即在加工過程中，通過各種傳感器采集一系列變量，轉換為需要的信息，到數控中的信息的處理中心，通過各種方案的比較，選擇最佳方案，根據最佳方案的切削參數，獲得需要的加工工藝進行加工，達到預期的目的。目前還沒有最佳的方法大量運用于數控加工業。

數控加工參數優化方法一是根據傳感器獲得的信息，建立數學公式，確定目標函數及約束條件，選取合適的參數作為設計變量；二是選取優化算法，對目標函數進行求解；三是對求解結果進行判斷和分析，獲得優化設計的最優方案。

一、數學公式的建立

1.如何選擇優化設計數控銑的參數

優化設計參數在設計過程中一般很多，要學會抓主要舍次要。以主軸轉速、吃刀量、切削速度、進給量為變量隨著路段的不同而不同，把整個加

二、優化算法

在線數控加工參數優化算法，主要有神經網絡算法、遺傳算法、蟻群算法、模擬退火算法等各種現代優化方法，選取其中一種或者幾種混合。

三、結果判斷

以工時為主要目標優化參數時刀具磨損大，成本大；以加工成本為主要目標時，刀具磨損小成本低，生產率低；以最大利潤為主要目標，刀具磨損大、生產率高，工人勞動強度大；以工時、成本及利潤同時為主要目標進行多目標時縮短工時、刀具磨損一般、成本降低，利潤可觀，優化結果高于單目標的優化結果。

總之，為實現數控加工切削參數的優化，獲得最佳經濟效益，宜建立多目標的數學模型。

參考文獻：

[1]數控加工切削參數優化的研究[J].沈陽工業大學趙緒平碩士論文.

第3篇：數控加工范文

關鍵詞：幾何精度；精度補償；誤差分析

數控機床是當前一種加工設備，代表著一個國家和地區的生產能力與水平。衡量機床質量的標準是其對金進行屬切削加工時的精度是否達標。一個國家和地區擁有數控機床總量百分比能夠有效衡量這個國家地區經濟發展層次和工業制造整體水平，所以說，數控車床是先進生產力的代表，只有全面保證數控機床質量，才能提升產品質量，保證區域競爭力，贏得市場主動權。現代化，智能化的數控機床一直是世界各國非常重視的生產加工類設備，近年來，也隨著科技的進步與發展而不斷創新，形成了快速發展的良好態勢。

1 數控機床精度分析

數控機床精度有多方面的體現，主要通過幾何精度、位置精度以及加工精度來展現，任何一項不達標，則表明機床精度不符合要求。影響精度的因素也比較多，如果數控機床材質不合格，剛度不到位或者工作時間過長導致溫度提升，均能對機床精度產生影響。

（1）數控車床幾何精度。主軸幾何精度和直線運動精度也對機床精度有著重要的影響。數控機床加工運作時，其工作過程主要是主動軸與回轉軸之間的運行，二者需要在相對位置保持固定，可是，在實際生產過程中與設計情況有出入，兩軸之間相對空間位置也并非固定不變，如果控制不好，構成主軸軸承零部件在制造環節中就會呈現一定的誤差，這就直接造成了工作過程中受溫度、工作強度、等條件影響，使主動軸軸承精度、主軸箱裝配質量產生影響，導致主軸和回轉部件出現嚴重的不平衡問題。主動軸支承軸頸生產加工時，圓度誤差也是較大的問題，前后同軸度誤差也難以控制，存在一定程度偏差，而加工生產過程中，主軸運轉會出現熱效應變形，任何一點控制不到，都會導致數控機床主軸幾何精度不準。（2）位置精度問題。數控機床除主動軸產生幾何精度問題外，還會出現慣量匹配的問題，摩擦力及機床所用伺服電機在生產加工時，都會有慣量匹配問題，這種現象對機床位置精度產生影響。因為數控機床中各個部位的組件如油缸油泵、電動機、液壓機等在長期運轉過程中，會通過相互摩擦產生一定的熱能，如果熱能不能轉化，則會在長時間連續工作后造成摩擦熱量，使內部一些主要部件發生受熱膨脹，出現嚴重的形變問題，這也就直接形成了實際尺寸與設計尺寸存在誤差情況，如果各個零件結構內部熱應作用下不對稱，也會使構件出現微小的形變，而這種數控機床運轉部件受熱形變問題，最容易造成機床位置精度不準。（3）加工精度問題。數控機床加工精度有其特殊性，和幾何精度，位置精度存在本質上的區別，加工精度受綜合因素影響大，是整臺機床在操作過程中各種因素綜合影響的結果，同時，也與機床幾何精度和位置精度是密不可分的，在加工生a過程中，其加工的精度主要受到傳動系統誤差、檢查校正系統誤差、零件固定部件誤差、刀具位置的誤差等的影響大一些。另外，數控機床編程問題、生產工藝問題都能形成一定的加工精度影響，所以說，在生產過程中，需要不斷提高加工精度，才能確保幾何精度和位置精度準確，實現高質量加工作業。

2 檢測數控機床精度

數控機床也存在老化的問題，特別是在使用一段時間后，與所有電氣、機械設備一樣，都有電子元件老化、零部件生銹、機械部件磨損等問題，只有全面做好數控機床鋪檢測，才能及時發現問題，通過定期的保養，確保設備運轉良好，保養是否科學合理，對機床精度有著最直接的影響，能夠對數控機床精度做進一步的補償。

2.1 檢測幾何精度

幾何精度對機床的影響較多，需要在運行過程中不斷進行檢測，確保運轉良好。對機床幾何精度檢測工作中，需要對直線運動軸直線度進行檢測，一般會用到平尺和千分表來檢測，通過對部件在作業中的情況，科學測算垂直運動軸其他兩個坐標軸線性偏差是否精準。對于普通立式數控加工設備而言，幾何精度檢測需要做到精細認真，一般檢測項目有對機床工作臺面平面度做檢測，確保平整光滑；運動軸空間坐標不同方向移動產生角度是否保證垂直；主軸中心孔徑，回轉軸軸心線與機床工作臺面是否保持垂直；機床運動軸X、Y坐標方向移動作業的時候臺面平行度；X坐標方向移動臺面T形槽側面平行度；主軸箱延Z軸坐標移動直線度等，通過對各項目的檢測，進一步確認機床鋪幾何精度是否達標，滿足加工生產需求。

2.2 檢測位置精度

數控機床位置精度受多方面因素影響，主要是定位精度、反向偏差精度和重復定位精度，不同的精度對機床造成的影響不同。定位精度就是數控機床工作臺面或機床其他運動部件在實際運轉過程中，是否在設定的運動位置，和編程指令有沒有出入，是否達到位置一致。機床不同加工操作系統中，伺服系統、檢測系統、進給系統出現問題，均會造成一定的誤差，運動部件導軌幾何誤差容易產生位置精度不好的現象，定位出現誤差就會加工生產出不符合設計的部件，零件尺寸就會不準確。

3 提高機床精度的措施

3.1 提高設計水平

從實際生產中看，目前我國使用的數控機床均是國產設備，一般機床加工生產企業都有研發能力，在自主研發，設計、制造、改進等方面有一定的水平，但是，還有一些部件是不能自主生產的，需要依靠進口，這就直接影響了整機質量。要想有效保證機床精準度，則需要在設計研發上下功夫。

機床主動軸是關鍵部件，在長期使用過程中，需要保證具備耐磨性和耐高溫性，所以，在設計時，需要嚴格設計，保證滿足對溫度的適應性，對機床做好性能優化，確保機床加工精度。主軸系統設計需要對影響機床加工精度的構件安裝到一個與主動軸中心相交的位置，與機床底座垂直安裝，保持主軸箱兩側對稱裝配其余構件，只有這樣，才能從理論上解決機床因受熱對加工精度的直接影響。

3.2 提高機床幾何精度

數控機床的幾何精度對產品加工有一定的影響，如果控制不好，則會產生誤差。幾何精度對機床的生產精度起到決定性作用，只有全面做好幾何精度控制，才能保證生產加工的精度。機床對零件加工生產時，主軸軸頸與軸承出現一定程度的摩擦，往往造成溫度快速升高，與主軸箱箱體孔空間位置出現誤差，則會導致軸承滾動，使軸承旋轉變緩，影響設備的精度，只有全面控制好主軸軸承選配間隙，才能保證幾何精度準確。

3.3 綜合提高加工精度

數控機床使用是一個復雜的程序，需要嚴格把握各個環節，確保設計、制造、裝配形成一個統一整體，實現機床的使用價值，加工精度合理控制，能夠保證產品質量，需要綜合性考慮，不能依靠改造一個部件來解決。需要充分考慮制造工藝中對機床精度影響的主要因素，通過對數控機床數控系統補償值的重新設定，能夠全面提升機床加工精度，保證機床良好運轉。

4 結束語

采用數控機床加工大大提高了生產效率，但是，控制不力，也會造成生產加工的損失，只有全面做好數控機床檢測與保養，才能確保機床生產質量，保持更高的加工精度，滿足各方面生產工藝要求。

第4篇：數控加工范文

關鍵詞:工藝分析;G73指令;數控加工

1工藝品“葫蘆”加工發展現狀

“葫蘆”制品具有極大的發展空間和潛力，代表中國民間傳統文化銷往世界各國，為傳播中國文化起到了重要作用。“葫蘆”從原始的一種盛器開始到現代的民間工藝品，對其加工的工藝在不斷的創新和發展。當前國內外研究“葫蘆”工藝理論的專業人員稀缺，每年發表的專業論文篇數少，至今正式出版的相關著作國內也僅有幾部而已。絕大多數“葫蘆”工藝品的從業者是以按部就班的傳統方式從事工藝品制作，對經驗的總結很難形成文字性的支持。高校、科研機構申請國家社會科學研究的立項中，關于“葫蘆”手工藝制作的相關研究也沒有展開。諸多的原因導致葫蘆工藝方面的理論知識呈現出發展“單薄”的局面。傳統方式制作存在的問題有：（1）樣式是由制作師傅的技術及經驗決定；（2）加工方法是以手工為主，完全取決于制作者的技術水平及經驗積累；（3）效率低，制約了該工藝品的創新及發展。而創新、總結是“葫蘆”制品發展的重心。本文以現代計算機輔助設計技術，數控加工技術為技術支撐，從外形設計、加工設備、加工刀具及加工工藝方法等方面優化處理，巧妙利用外形輪廓G73指令編寫加工程序錄入到機床系統里，進行對刀、程序校驗、首件試切加工等作了詳細闡述，對加工難點的突破提出了具體的方案。

2工藝品“葫蘆”設計

針對傳統加工方法存在的問題，從工人師傅自己的經驗為主，到采用計算機輔助設計，突破了經驗為主，該部分以突出現代設計理念，代替傳統的工人經驗，使結構更合理、美觀、便攜，如上、下的比例及各圓弧的半徑連接需過渡流暢，葫底大小與葫腹的比例，中頸的大小與葫腹的比例，視覺比例等進行優化處理。

3工藝品“葫蘆”的加工工藝分析及方法

分析圖紙，加工對象的特點為：（1）直徑大小相差很大，采用圖形尺寸進行循環切削，空運行次數多，切削時間長，效率低；（2）刀具切削時，刀刃左右交替參與切削，傳統的左偏刀、右偏刀無法滿足連續切削，因此本相應預處理。

3.1分析零件圖

結合加工表面的特點和數控設備的功能對零件進行數控加工工藝分析，為了減少裝夾次數、換刀次數，提高生產效率，毛坯總長定為130mm，直徑40mm。選用三爪卡盤夾緊工件，選定工件右端面中心為編程原點，通過程序校驗，減少空刀運行時間，選擇X41，Z105作為循環起始點，以確保加工效率。

3.2確定數控加工刀具及加工路線

為了減少刀具數量和裝夾的次數，防止加工時刀具干涉影響切削面，針對要加工的材料是鋁棒、木頭等，這里用R1.5的專用圓弧車刀，可實現單把刀具完成全部加工及切斷工作，不需要反身裝夾和換刀，解決了傳統加工因為刀具選擇不合理，出現刀具干涉工件和換刀次數過多、反身裝夾影響加工效率的現象.

4工藝方案及編程

4.1工藝方案

（1）粗加工分段切削，減少空刀行程，加工出近似形狀。（2）連續切削粗加工，切出曲線形狀。（3）精加工，加工出圓弧曲線。（4）拋光，用砂紙進行打磨。

4.2車削工藝編程

刀具選擇，粗加工時可用割刀或者圓弧刃刀，精加工時用圓弧刃刀，拋光時要用砂紙打磨。按粗加工、精加工過程依次利用G73粗加工輪廓指令、G70精加工輪廓指令編寫程序.

5加工難點及解決方案

（1）利用G73指令加工時，在程序中增加了一條單獨的退刀程序，解決了G73自動退刀時，刀具對工件的干涉現象。編寫加工程序，還要注意循環起始點的問題，如果起始點定不準，會出現刀具空運行，浪費時間，生產效率就會受影響，通過試驗，循環起始點應該定在大于毛坯0.5~2mm之間。（2）對于既有遞增又有遞減的曲面圖形，用輪廓循環指令G73編制數控加工程序，關鍵點是這里利用R1.5圓弧車刀，與刀具半徑補償指令G42的完美搭配，解決了加工中刀具干涉工件產生的過切現象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要調頭，不需要換刀，減少了換刀的次數，提高效率，解決了多次換刀、多次調頭帶來的尺寸精度、位置精度誤差等問題。（3）由于加工越小的葫蘆需要的路徑要求也越高，走刀的總步數也要越多，參數U值的計算就尤為重要，走刀路徑太多，浪費時間，降低生產效率。走刀路徑太少，背吃刀量又太大，容易斷刀。為了解決這一問題，提高精度和效率，通過多次試驗總結，合理選擇參數。（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道拋光工序，這道工序，主軸轉速2000r/min以上，用微細的紗布在工件上進行打磨拋光，必須要小心、謹慎，這也是整個工序中最費時、費工、最困難的問題，也是今后改進、創新的地方。

6首件試切

在零件加工中，由數控仿真軟件進行加工。數控仿真軟件程序驗證通過后，就可以實際加工。數控車床是采用FANUC-Oi數控系統，把程序作部分更改，輸入到機床存儲中。使用刀具補正設置坐標系，利用試切法對刀，進行機床模擬仿真加工，沒有錯誤就可以實現如圖3所示的加工。通過上述設計、編程、加工后，完成零件加工全過程。

7結語

綜上所述，“葫蘆”制品是傳統和現代民間美術中最活躍的藝術形式之一。本文的創新之處是突出了現代設計理念，比傳統的加工效率高、結構更合理、外形更美觀。國內的各種文化節和“葫蘆”藝術研討會后，形成文字性的文章也多是行業內部資料，數量少、質量低且對外不公開。中國“葫蘆”工藝的理論研究和加工要本著總結實踐，才能有更好的發展和提高。本文對工藝品“葫蘆”的制作加工做了詳細的闡述，對參數設置也做了相應的說明。但還存在一些不足之處，比如缺乏“葫蘆”的后期美化、雕刻、漆藝、彩繪等工藝制作理論的研究，這是需要進一步研究的地方。

作者:馬麗 單位:九州職業技術學院

參考文獻:

[1]梁艷,錢媛園,張蕓蕓.當代葫蘆工藝發展現狀[J].蘭州交通大學學報,2013,32(2):110-112.

第5篇：數控加工范文

1.1“3+2”軸加工模式“3+2”加工是五軸加工的常用模式，它指的是在五軸加工過程中，在兩個旋轉軸（ABC中的兩個）的矢量方向確定后，3個直線軸（XYZ）做三軸聯合運動完成零件加工的方式。這種加工模式能夠提高生產效率，減少裝夾次數，避免零件的安裝誤差。這種加工模式在加工箱體、模具零件的底部或側壁時，可使用短刀具加工提高加工剛性。在進行“3+2”五軸加工模式時，先要建立定位坐標系，然后確定機床的旋轉軸后在進行零件的定位加工，在斜面上加工孔時，采用這種加工模式，體現出很高的效率。“3+2”模式的五軸加工編程相對簡單，對五軸機床的磨損小（旋轉軸的使用壽命比直線的使用壽命低）。“3+2”模式的五軸加工不足是：加工時兩個向量之間存在加工界限，在精度不高的五軸機床上加工時會產生“臺階”，而五軸聯動加工則可以避免。

1.2“4+1”軸加工模式“4+1”軸加工指的是：在進行五軸加工時，一個旋轉軸（ABC軸中的一個）角度確定，剩下的三個直線軸加一個旋轉運動軸可同時做聯合運動完成零件的加工。這種五軸加工模式適合加工近似回轉體類的零件。在保證刀具不干涉的情況下使用采用“4+1”軸加工可以減少零件裝夾次數，提高生產效率，提高零件的加工精度。

1.3五軸聯動加工五軸聯動加工指五個運動軸（包括XYZ三個直線軸和ABC中的兩個旋轉軸）同時運動對零件進行加工的一種模式。在進行五軸聯動加工時，可對加工過程中的刀具軸線方向進行優化，改變刀軸的矢量方向，保證在整個刀具路徑上都可保持最高效的切削模式，具有連續性，沒有加工的接刀痕跡，表面粗糙度好等優點。五軸聯動加工不僅能控制加工誤差，而且能提高零件表面質量，同時可根據工藝要求，均勻地切除復雜曲面材料，這樣就能有效控制工件的應力和熱變化。例如在加工螺旋槳、航空發動機的整體葉輪時都需用到五軸聯動加工保證產品的質量和精度。以上三種加工模式如圖1所示：圖1五軸加工模式

2五軸加工的關鍵技術

要加工出高質量的五軸零件需要有先進的五軸設備、高效的五軸編程軟件和合理的五軸加工工藝，三者缺一不可。具體操作流程為：根據加工條件，用CAD/CAM軟件完成零件的三維造型及刀路設置，根據機床性能后置處理生成數控程序；然后應用仿真軟件進行欠切、過切、碰撞檢測以及試切削；最后操作五軸機床完成零件的加工。

2.1五軸機床五軸數控機床相對于三軸數控機床來說，不僅僅是增加兩個旋轉軸的問題，它在算法、控制技術上有著很大的提升，其關鍵技術包括主軸速度、驅動技術和控制技術，這些參數影響了五軸數控機床的加工范圍和加工精度。

2.1.1主軸速度。五軸數控機床在復雜異形件時，經常需要用到小直徑刀具來提高零件表面質量，為此需要主軸具有較高的轉速。如今五軸機床的主軸大多都采用電主軸（主軸速度基本保持在20000～50000r/min）來提高效率，減少能量損耗。在細微銑削（銑刀直徑一般采用0.1～2mm）加工過程中，需要機床具備更高的主軸轉速。

2.1.2驅動技術。在進行復雜曲面加工時，經常需要對五軸機床的主軸轉速和角度進行制動和變速以適應各種型面的加工。為達到在較高的進給速度或在短距離的走刀路徑上，平穩地加工零件的輪廓，這就要求設備具有很高的主軸加速度。因此，在五軸加工過程中，主軸的加速度將控制著零件的加工精度和刀具的壽命。目前，普通的加工中心基本都是采用伺服電機和滾珠絲杠來驅動直線軸運動，但對于高端數控設備現已開始采用直線電機，如德國DMU公司的DMC75VLinear高速五軸加工中心。直線電機的優點包括：可簡化機床結構，減去機床中將回轉運動轉換為直線運動的機械傳動部件，減少能量損耗，從而有效提高零件加工精度，保證各軸的動態性能及移動線速度的穩定性。如今，大部分的五軸聯動加工中心基本都采用轉矩電機來控制主軸頭和回轉工作臺的運動和擺動。轉矩電機是一種同步電機，屬于直接驅動裝置機構，它在轉子上固定有需要驅動的零部件，這樣就能盡量減少機械傳動零部件。轉矩電機的伺服響應靈敏，輸出扭矩大、無傳動間隙、無零件間的接觸傳動（避免磨耗）等特點，其角速度是傳統蝸輪蝸桿機構的6倍以上，在驅動主軸頭擺動的加速度可達3g以上。采用轉矩電機替代傳統的機械傳動結構可以將設備簡化，減少零部件數量，提高傳動效率，同時提高整個機構運行的穩定性，從而提高零件的加工質量和效率。

2.1.3控制技術。五軸聯動加工就是要實現5個運動軸的同時運動，完成零件的加工。由于旋轉運動軸的存在，導致坐標系是運動變化的，使得編程算法比三軸機床的算法復雜很多，各種插補運算量龐大，同時細微的旋轉坐標軸誤差將導致很大的加工誤差。為此，要求五軸聯動加工中心數控系統具備強大的控制和伺服能力以及高效的運算速度和控制精度，同時還要求系統具備良好的刀軸中心點控制管理能力，實現刀具長度補償和刀具半徑補償，從而實現圓柱面和傾斜工作面的高效加工。目前在五軸聯動加工中，常用的數控系統有：德國Siemens公司的Siemens840D和Heidenhain公司的iTNC530，它們廣泛應用于各種高端的數控設備中。

2.2五軸加工工藝

五軸數控加工工藝的劃分模式有：按粗、精加工分，依據零件的形狀、尺寸及精度等因素，將粗精加工分開的原則進行工藝劃分；按刀具集中分，按選擇的刀具進行工藝的劃分，可以減少換刀次數，縮短加工時間，提高加工精度及效率；按加工部位分，遵循的原則有先近后遠、先簡后繁、先平面后孔。五軸聯動精加工時，五軸設備的剛性、切削能力以及被切削材料的硬度都是應該考慮的因素。根據機械加工工藝規程，在五軸精加工時一般預留0.5～0.8mm的余量精加工。過大的切削量是不允許的，它將對五軸機床的主軸造成損壞，因此工藝人員在制定工藝方案時，應著重考慮五軸聯動加工時的切削參數，并書面告知操作人員注意事項。同時在進行五軸聯動加工前應進行仿真驗證，避免碰撞及過切現象的產生。

23五軸加工關鍵技術

2.3.1刀軸控制。五軸聯動加工過程中的刀具軌跡非常復雜和抽象，為了加工出復雜異型零部件的曲面及空間，經常需要進行多次坐標系和刀軸的變化來完成零件的加工，同時還要考慮各運動軸的協調性，避免干涉、碰撞現象的產生，因此在執行程序前需要用CAD/CAM軟件對刀軸進行驗證。

2.3.2試切加工。在五軸聯動加工過程中，為提高多軸加工的效率及保證加工系統的剛性，實際的切削參數往往要比NC程序中設定的值低（盡量先將倍率調到較低值，然后慢慢提高，直至找到一個最佳方案）；另外，當五軸設備的五個運動坐標軸都在運動時，其剛性比三軸設備要低，如果處理不好，將直接影響設備的性能和產品的加工精度。

2.3.3CAD/CAM軟件。要實現復雜曲面的五軸加工，關鍵需要五軸CAD/CAM軟件來實現加工工藝。如今能進行五軸編程的軟件有UG、hyperMILL、cimatron、powermill、caxa制造工程師等，其中由于powermill軟件具有功能強大，操作簡便等特點，在國內市場的占有率正在逐年提高。現在越來越多的學校、工廠正在用powermill軟件編制五軸加工刀路，完成復雜異形零件的加工。powermill軟件中的五軸加工策略很多，其中“曲面投影精加工”策略的加工范圍廣、生成的刀具路徑質量高效，特別適用于復雜曲面的加工，越來越受到機械制造工藝師的青睞。為此，研究“曲面投影精加工”的原理、相關參數的含義以及使用方法，對用好該五軸加工策略意義重大。

2.3.4刀路優化。在編制NC程序時，要避免刀軸不必要的、過度的擺動，防止因機床主軸或工作臺過于頻繁的擺動，造成機床的損壞。在進行刀路優化時，著重要注意連接刀路的設置，生成多軸刀路后，還需根據機床性能、零件特征，調整連接刀路參數，優化刀具路徑。

2.3.5仿真驗證。由于五軸設備貴重，加工程序量大，需要考慮的干涉、碰撞問題較多，所以實際加工前一定要先進行模擬加工。如今的CAM軟件基本只能進行程序的驗證，很難仿真實際的工藝工裝等實際加工情境，所以在進行實際的五軸聯動加工前，建議編程人員使用專業的多軸數控仿真軟件（VERICUT）進行仿真加工，來驗證工藝及程序的安全性、可靠性，同時增強操作者和機床的安全保障。

3結語

第6篇：數控加工范文

五軸加工中的直線軸是確定的，即坐標軸XYZ，但是旋轉軸有三個（ABC），一般在加工時只選擇其中兩個即可。生產前將加工刀具安裝到特定位置后，仔細校驗以確保安裝的規范性，使五軸能充分發揮其作用，對多個曲面進行同時加工。在實際生產中，根據生產需要采用不同的加工模式。

1.1“3+2”軸加工模式。在機床加工中，旋轉軸的損耗遠遠大于直線軸，所以如何解決旋轉軸的損耗問題是生產工作中的重點。“3+2”模式的編程相對簡單，而且對旋轉軸的磨損較小，延長了機床使用壽命，所以是五軸加工中普遍使用的模式。在加工中先要建立坐標系，確定兩個旋轉軸的方向，之后3個直線軸聯動對零件加工。進行零件的斜面或者是底部打孔時可以使用短刀，以提高零件的加工效率。但這種模式仍然存在不足之處：由于加工時兩個旋轉軸的限制，不能進行360度的全面加工，導致加工界面不是光滑平整的，存在細小的瑕疵，不能實現對零件的精確加工。

1.2“4+1”軸加工模式。在加工類似回轉體的零件時，常采用“4+1”加工模式，即確定一個旋轉軸的角度，其他四個軸聯動進行加工。這種加工模式的局限性較大，不適用于所有的零件加工，但能夠避免零件經常被安裝，在一定程度上提高了生產效率，所以一直沿用至今。

1.3五軸聯動加工。五軸聯動加工是加工中最為精確的一種加工模式，將三個直線軸和兩個旋轉軸同時運動，并且在加工中能夠進行方向的調整，保證加工連續性和高效性，五軸聯動能很好的解決加工界面的層次問題，減少加工誤差，將界面打磨光滑、平整。在進行精準加工時經常采用這種模式以提高零件的質量，保證零件的精準度。

2五軸加工的關鍵技術

在五軸加工中不僅要有先進的五軸機床設備，還要有配套的編程軟件及完善的加工工藝。根據加工零件的具體需要，首先用CAD/CAM軟件對刀具的角度和加工方向進行設置，編譯相應的加工程序。然后進行程序調試，在計算機上進行仿真加工，檢驗刀具加工路徑是否符合實際加工要求，及時對程序進行修改，確保其科學、可靠。最后在機床設備上進行五軸加工。

2.1五軸機床。在三軸數控機床中只有三個旋轉軸，加工的零件較為簡單，精度不高。五軸機床不僅增加了兩個旋轉軸，且加強了對零件的精度控制。在加工前的軟件編譯中對算法進行反復推敲，在加工中能夠修正刀具的方向控制加工速度，加工后能對生產的零件進行質量控制。

2.1.1主軸速度。五軸機床的主軸轉速在20000r/min~50000r/min，既可以滿足零件的加工需要又能節約電力，減少設備損耗。對于精密度較高的零件，機床的主軸應具備更高的轉速，以控制較小刀具對零件的細微加工。

2.1.2驅動技術。五軸加工不僅實現了技術改革，而且能夠在加工中及時修改設備相關參數，改變主軸轉速和刀具行進方向，實施緊急制動，避免零件報廢產生經濟損失。在進行復雜曲面加工時需要不斷改變主軸的轉速和角度，使界面保持平整，對轉速進行精確控制能延長刀具的使用壽命。目前，國內外都在研究新型的電機以精簡機床設備內部結構，減少實際加工中能量的損耗，從而提高設備的穩定性，使其保持高效率的生產。

2.1.3控制技術。在進行實際加工中，要對運動中的5個軸進行嚴格控制，保證其在應有的軌跡上進行運動。加工程序要具備高效的運算速度和控制精度，及時發現生產中的錯誤，改變刀具行進方向，及時彌補刀具的不足。

2.2五軸加工工藝。根據加工情況不同五軸加工采用不同的工藝。按照生產零件精密度劃分，分成粗、精加工；按照刀具規格劃分，以減少換刀次數；按照加工部位劃分，進行先近后遠、先簡后繁、先平面后孔的加工。無論采用哪種加工工藝，加工前都要進行模擬實驗，檢驗所編譯的程序是否存在漏洞，避免實際加工中造成刀具損傷。

2.3五軸加工關鍵技術

2.3.1刀軸控制。在五軸加工中，需要對刀軸進行嚴格控制，經常改變軸的方向和加工速度，避免生產中造成刀具的碰撞，發生事故。

2.3.2試切加工。為了提高五軸機床的使用壽命，程序預先設計的參數比較小，之后反復調整，慢慢提高，逐步接近最大效率值，以運用到實際加工中。

2.3.3CAD/CAM軟件。要實現復雜曲面的五軸加工關鍵需要五軸CAD/CAM軟件來實現加工工藝。由于powermill軟件具有功能強大操作簡便等特點，在國內市場占有率正在逐年提高。軟件中的五軸加工策略很多，其中“曲面投影精加工”策略的加工范圍廣、生成的刀具路徑質量高效，特別適用于復雜曲面的加工，因此受到機械制造工藝師的青睞。

2.3.4刀路優化。在編制NC程序時，要避免刀軸不必要的、過度的擺動，防止因機床主軸或工作臺過于頻繁擺動造成機床損壞。在進行刀路優化時著重注意連接刀路的設置，生成多軸刀路后，需根據機床性能、零件特征，調整連接刀路參數，優化刀具路徑。

2.3.5仿真驗證。由于五軸設備貴重，加工程序量大，需要考慮的干涉、碰撞問題較多，所以實際加工前一定要先進行模擬加工。如今的CAM軟件基本只能進行程序驗證，很難仿真實際的工藝工裝等實際加工情境，所以在進行實際的五軸聯動加工前，建議編程人員使用專業的多軸數控仿真軟件（VERICUT）進行仿真加工，來驗證工藝及程序的安全性、可靠性，同時增強操作者和機床的安全保障。

3結語

第7篇：數控加工范文

關鍵詞： 數控車 對刀

對刀是數控車削加工中的主要操作和重要技能。數控加工程序編制完成后，正式加工之前首先要進行對刀，確定刀具與工件的相對位置，一旦對刀完畢，加工過程就將自動完成，所以，在一定條件下，對刀的精度直接決定著零件的加工精度，同時，對刀的熟練程度還直接影響數控加工效率。

對刀時僅僅知道對刀方法是不夠的，還要知道數控系統的各種對刀設置方式，以及這些方式在加工程序中的調用方法，同時要知道各種對刀方式的優缺點、使用條件等，這樣才能在數控加工中熟練、合理地運用各種對刀方法，保證工件質量，提高加工效率。

一、 理解對刀的概念。

一般來說，零件的數控加工編程和上機床加工是分開進行的。數控編程時根據零件的設計圖紙，選定一個方便編程的坐標系及其原點，我們稱之為程序坐標系和程序原點。程序原點一般與零件的工藝基準或設計基準重合，因此又稱作工件原點。

數控車床通電后，須進行回零（參考點）操作，其目的是建立數控車床進行位置測量、控制、顯示的統一基準，該點就是所謂的機床原點，它的位置由機床位置傳感器決定。由于機床回零后，刀具（刀尖）的位置距離機床原點是固定不變的，因此，為便于對刀和加工，可將機床回零后刀尖的位置看作機床原點。

在圖1中，O是程序原點，O’是機床回零后以刀尖位置為參照的機床原點。編程時按程序坐標系中的坐標數據編制刀具（刀尖）的運行軌跡。由于刀尖的初始位置（機床原點）與程序原點存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離，因此，須將該距離測量出來并設置進數控系統，使系統據此實現刀尖的運動軌跡。

所謂對刀，其實質就是測量程序原點與機床原點之間的偏移距離并設置程序原點在以刀尖為參照的機床坐標系里的坐標。

二、 確定對刀點。

確定對刀點，是數控加工工藝分析的重要內容之一。“對刀點”是數控加工時工具相對零件運動的起點，又稱“起刀點”，也就是程序運行的起點。對刀點選定后，即確定了機床坐標系和零件坐標系之間的相互位置關系。

刀具在機床上的位置是由“刀位點”的位置來表示的。不同的刀具，刀位點不同。對平頭立銑刀、端銑刀類刀具、刀位點為它們的底面中心；對鉆頭，刀位點為鉆尖；對球頭銑刀，則為球心；對車刀、鏜刀類刀具，刀位為其刀尖。對刀點找正的準確度直接影響加工精度，對刀時，應使“刀位點”與“對刀點”一致。

對刀點的選擇原則，主要是考慮對刀點在機床上對刀方便、便于觀察和檢測，編程時便于教學處理和有利于簡化編程。對刀點可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點應量選在零件的設計基準或工藝基準上。如以孔定位的零件，應將孔的中心作為對刀點。對車削加工，則通常將對刀點設在工件外端面的中心上。

對數控車床、鏜銑床、加工中心等多刀面加工數控機床，在加工過程中需要進行換刀，故編程時應考慮不同工序之間的換刀位置（即換刀點）。為避免換刀時刀具與工件及夾具發生干涉，換刀點應設在工件的外部。

三、 試切對刀原理

對刀的方法有很多種，按對刀的精度可分為粗略對刀和精確對刀；按是否采用對刀儀可分為手動對刀和自動對刀；按是否采用基準對刀，又可分為絕對對刀和相對對刀等。但無論采用哪種對刀方式，都離不開試切對刀，試切對刀是最根本的對刀方法。

以圖2對例，試切對刀步驟如下：

（1） 在手動操作方式下，用所選刀具在加工余量范圍內試切工件外圓，記下此時顯示屏中的X坐標值，記為Xa。（注意：數控車床顯示和編程的X坐標一般為直徑值）。

（2） 將刀具沿+Z方向退回到工件端面余量處一點（假定為a點）切削端面，記錄此時顯示屏中的Z坐標值，記為Za。

（3） 測量試切后的工件外圓直徑，記為。

如果程序原點O設在工件端面（一般必須是已經精加工完畢的端面）與回轉中心的交點，則程序原點O在機床坐標系中的坐標為

Xo = Xa ―

Zo = Za

注意：公式中的坐標值均為負值。將Xo、Zo設置進數控系統即完成對刀設置。

四、 多刀對刀

1、 絕對對刀：所謂絕對對刀即是用每把刀在加工余量范圍內進行試切對刀，將得到的偏移量設置在相應刀號的偏置補償中，這種方式思路清晰，操作簡單，各個偏移值不互相關聯。因而調整起來也相對簡單，所以在實際加工中得到廣泛應用。

2、 相對對刀：所謂相對對刀即選定一把基準刀，用基準刀試切對刀，將基準刀的偏移用G50來設置，將基準刀的刀偏補償設為零，而將其它刀具相對于基準刀的偏移值設置在各自的刀偏補償中。

五、 精確對刀

從理論上說，上述通過試切、測量、計算得到的對刀數據應是準確的，但實際上由于機床的定位精度、重復精度、操作方式等多種因素的影響，使得手動試切對刀的對刀精度是有限的。因此還必須精確對刀。

所謂精確對刀，就是在零件加工余量范圍內設計簡單的自動試切程序，通過“自動試切――測量――誤差補償”的思路，反復修調偏移量、或基準刀的程序起點位置和非基準刀的刀偏量，使程序加工指令值與實際測量值的誤差達到精度要求。由于保證基準刀程序起點精確是得到準確的非基準刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。

對刀是數控加工的重要環節，對刀方法很多，只有在加工實踐中不斷摸索和總結，才能較好掌握對刀的技術，為提高產品質量和生產效率打好基礎。

參考文獻：

1.王愛玲，張吉堂，吳雁。現代數控原理及控制系統[M]。北京：國防工業出版社，2002。

第8篇：數控加工范文

關鍵詞：傳統機加工工藝 數控加工工藝 特點 比較

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0092-01

較之傳統的加工工藝，數控加工方式作為當今的主流加工方式，在加工工藝方面產生了極大的變革，本文認為需要不斷了解這些區別，才能更好的使用數控加工工藝，從而保證數控加工的整個過程都順利進行。

1 工藝復雜性

數控加工工藝一般需要考慮加工零件的定位基準、工藝性、工藝路線制定、刀具選擇、裝夾方式、工藝參數以及切削方法等，而在傳統加工方式中，這些注意事項均被簡化處理了。所以，數控加工工藝要比普通加工工藝影響因素更多一些，也更復雜一些，因此對數控加工工藝的整個過程要進行全面分析，采用合理的加工工藝，并從整體上對加工方案進行完善。在完成數控加工任務中，一樣的任務有多種不同的方案，可以從加工刀具的角度來選擇加工工藝，也可以從加工部位的角度出發選擇加工工藝。數控加工工藝的復雜、多變是其最為顯著的特征，也是與傳統加工方式的主要區別所在。

2 刀具選擇

我們應該根據不同的加工方法和加工工藝來選擇不同的刀具。特別是對與傳統速度切削加工機理迥異的高速切削來說，此種切削方式可以有效地提高加工質量與加工效率、大大地縮短加工周期以及減少切削變形的顯著優勢，由于在制造業中的應用不斷增加致使高速切削刀具的需求也不斷增加。此外，還有一種干切削方式，干切削顧名思義就是在切削時加極少的切削液甚至不加切削液，因其這一特性就對刀具提出了更高的耐熱要求，相比普通機床，它對刀具的性能要求更高。目前刀具制造商的角色也與原先相比發生了重要的轉變，現在的刀具制造商不僅僅單純的從事刀具生產、供應，也將精力很多地投入到開發新切削工藝及相應的配套技術、產品。他們合作關系中地位，也從單純的甲方、乙方提升到了制造企業在控制產品成本，提升產品質量方面的生要合作伙伴，同時他們也積極地為用戶提供更為全面的技術與服務支持。

3 夾具選擇

由于數控加工自身特點，對使用的夾具有著基本要求。第一，機床坐標方向較之夾具的坐標方向來說，應保持固定不變。第二，對于零件和機床坐標系之間的尺寸關系應協調好，這一點是與普通機床加工的重要區別。為了要確保機床坐標系與零件工作坐標系固定的尺寸關系，數控加工中心夾具本身應該以工作臺的基準孔或基準槽進行定位并安裝。裝夾分別有定位與夾緊兩個非常重要的步驟，與傳統加工需要多次裝夾相比，數控機床可以一次裝夾并加工不同的面，極大地減少了因裝夾頻繁帶來的誤差。為了定位與夾緊更為方便與迅速，生產商也在不斷設計和使用專用夾具，但是此夾具的生產成本較高，在產量不大的情況下分攤在每個產品上的夾具費也更高，這是個不能忽視的問題，需要慎重選擇。如果采用儀表調試方法進行定位，選用普通的壓緊元件去夾緊，可以在一定程度上降低成本。

4 熱變形

一般在切削過程中不可避免的都會出現一定程度的熱變形，而精加工時熱變形會影響最終產品加工的精確度，在傳統加工方式中，區分各加工階段十分容易，因每道工序間的間隔時間較長，故可待前一個加工產生的升溫變為正常時再進行下步的精細加工，如果精細加工可以分為多個步驟，那么可以通過增加每個步驟之間的時間來進一步降低熱變形帶來的不利影響。

數控加工中的熱變形則是個較為突出的問題，由于數控加工是同時對多個面進行加工，這樣導致切削中產生的熱量無法及時消散，但如果像傳統加工那樣空出停留時間則又會影響了加工效率。如果能夠發現熱變形的規律并通過編輯生產程序作以適當補償是解決這一問題的方法，但可惜的是目前還未找到發現變形規律的可靠方法，所以在生產精密度較高的零件時也只能采用普通機床加工先冷卻后再進行精加工這一方式。

5 加工方式

由于數控加工的自身特點，對于傳統機床來說并不適用的加工方式，在數控加工中的可行性卻很高，利用尾座導向支撐鏜和傳遞的懸臂鏜，都已經被固定循環方式和調頭鏜所取代。傳統孔位加工工藝中的修整法、充填法、空刀法都已經被背鏜法、數控修整法和圓弧插補所替換。新的加工工藝硬切削，在降低加工成本、減少設備資金投入、提高加工效率方面效果顯著，對傳統加工方式造成一定沖擊，用切削取代磨削是未來的主要發展趨勢。作為綠色加工工藝的干切削，較之濕切削具有很多優勢，然而，也有切削變形加劇、切削力增大、工件加工質量不易保證、刀具耐用度降低等劣勢，通過分析干切削的影響因素和各種條件，為了彌補切削的缺點，需要尋求相應的解決方案及技術措施，上述缺點對于干切削來說瑕不掩瑜，干切削將是未來的主流加工方式。對于數控加工來說，高速加工受到廣泛的認可，以模具加工為例，主要具備以下優點：傳統加工工藝大致可以分為：粗-半精-精-磨削等流程，而在高速加工時代，這些工序可并為一到兩個流程中，并且由于其在加工精度方面的保障性，可以將磨削加工工序省去。高速加工的切削速度較之普通加工來說有五到十倍的優勢，可以大幅節省加工時間，為直徑較小的刀具使用帶來便利，而且可以加工壁厚較小、強度和硬度都較高的脆性材料，可替代某些工藝，經濟效益得到明顯提升，其一道工序的加工質量和精度，要普通加工經過多道工序方可達到，大大提升了生產效率。

6 柔性化程度

傳統通用機床的特點是擁有較好的柔性，但效率較低；傳統專用機床的特點是有較高的效率，其適應性較差，柔性差，剛性大，適應市場激烈競爭的能力較低。這就需要我們轉變程序，通過數控的方式進行加工，在實現自動化的同時，柔性和效率都能有所提升，可見，數控加工對于當前市場來說，具有很好的適應性。

7 結論

綜上所述，傳統加工是數控加工的基礎，數控加工是集傳統加工、CAE、CAM于一體的加工方式，本文通過對傳統機床加工工藝與數控加工工藝的對比，歸納總結出各自的優點與缺點，以期為數控加工的發展提供一些參考，進而更好的編制出科學合理的文件。

參考文獻

[1] 郭英杰.淺談數控加工切槽與切斷[J].張家口職業技術學院學報，2010（1）：51-53.

[2] 高素琴.數控車床螺紋加工指令的分析與應用[J].南通職業大學學報，2011（1）：77-79.

第9篇：數控加工范文

關鍵詞:高速切削刀具;數控加工;應用

一、高速切削技術和高速切削刀具

目前,切削加工仍是機械制造行業應用廣泛的一種加工方法。其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技術已經成為機械制造領域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德國的C.S~omom博士提出的,并于1931年4月發表了著名的切削速度與切削溫度的理論。該理論的核心是:在常規的切削速度范圍內,切削溫度隨著切削速度的增大而提高,當到達某一速度極限后,切削溫度隨著切削速度的提高反而降低。此后,高速切削技術的發展經歷了以下4個階段:高速切削的設想與理論探索階段(193l—l971年),高速切削的應用探索階段(1972-1978年),高速切削實用階段(1979--1984年),高速切削成熟階段(20世紀90年代至今)。高速切削加工與常規的切削加工相比具有以下優點:第一,生產效率提高3～1O倍。第二,切削力降低30%以上,尤其是徑向切削分力大幅度減少,特別有利于提高薄壁件、細長件等剛性差的零件的加工精度。第三,切削熱95%被切屑帶走,特別適合加工容易熱變形的零件。第四,高速切削時,機床的激振頻率遠離工藝系統的固有頻率,工作平穩,振動較小,適合加工精密零件。

高速切削刀具是實現高速加工技術的關鍵。刀具技術是實現高速切削加工的關鍵技術之一,不合適的刀具會使復雜、昂貴的機床或加工系統形同虛設,完全不起作用。由于高速切削的切削速度快,而高速加工線速度主要受刀具限制,因為在目前機床所能達到的高速范圍內,速度越高,刀具的磨損越快。因此,高速切削對刀具材料提出了更高的要求,除了具備普通刀具材料的一些基本性能之外,還應突出要求高速切削刀具具備高的耐熱性、抗熱沖擊性、良好的高溫力學性能及高的可靠性。高速切削技術的發展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出現及發展。目前常用的高速切削刀具材料有:聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C,N)基金屬陶瓷、涂層刀具fCVD)~超細晶粒硬質合金等刀具材料。

二、高速切削刀具的發展情況

金剛石刀具材料。金剛石刀具具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性,可在高速切削中獲得很高的加工精度和加工效率。金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具。然而,由于天然金剛石價格昂貴,加工焊接非常困難,除少數特殊用途外,很少作為切削工具應用在工業中。近年來開發了多種化學機理研磨金剛石刀具的方法和保護氣釬焊金剛石技術,使天然金剛石刀具的制造過程變得比較簡單,因此在超精密鏡面切削的高技術應用領域,天然金剛石起到了重要作用。

立方氮化硼刀具材料。立方氮化硼(CBN)是純人工合成的材料,是20世紀50年代末用制造金剛石相似的方法合成的第二種超材料——CBN微粉。立方氮化硼(CBN)是硬度僅次于金剛石的超硬材料。雖然CBN的硬度低于金剛石,但其氧化溫度高達1360℃,且與鐵磁類材料具有較低的親和性。因此,雖然目前CBN還是以燒結體形式進行制備,但仍是適合鋼類材料切削,具有高耐磨性的優良刀具材料。CBN具有高硬度、高熱穩定性、高化學穩定性等優異性能,因此特別適合加工高硬度、高韌性的難加工金屬材料。PCBN刀具是能夠滿足先進切削要求的主要刀具材料,也是國內外公認的用于硬態切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料。PCBN刀具主要用于加工淬硬鋼、鑄鐵、高溫合金以及表面噴涂材料等。國外的汽車制造業大量使用PCBN刀具切削鑄鐵材料。PCBN刀具已為國外主要汽車制造廠家各條生產線上使用的新一代刀具。

陶瓷刀具。與硬質合金相比,陶瓷材料具有更高的硬度、紅硬性和耐磨性。因此,加工鋼材時,陶瓷刀具的耐用度為硬質合金刀具的10～20倍,其紅硬性比硬質合金高2～6倍,且化學穩定性、抗氧化能力等均優于硬質合金。陶瓷刀具材料的強度低、韌性差,制約了它的應用推廣,而超微粉技術的發展和納米復合材料的研究為其發展增添了新的活力。陶瓷刀具是最有發展潛力的高速切削刀具,在生產中有美好的應用前景,目前已引起世界各國的重視。在德國約70%加工鑄件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%～l0%。

涂層刀具。涂層材料的發展,已由最初的單一TiN涂層、TiC涂層,經歷了TiC-112o3-TiN復合涂層和TiCN、TiA1N等多元復合涂層的發展階段,現在最新發展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元復合薄膜材料,使刀具涂層的性能有了很大提高。硬質涂層材料中,工藝最成熟、應用最廣泛的是TiN。(氮)化鈦基硬質合金(金屬陶瓷)金屬陶瓷與由WC構成的硬質合金不同,主要由陶瓷顆粒、TiC和TiN、粘結劑Ni、Co、Mo等構成。金屬陶瓷的硬度和紅硬性高于硬質合金而低于陶瓷材料,橫向斷裂強度大于陶瓷材料而小于硬質合金,化學穩定性和抗氧化性好,耐剝離磨損,耐氧化和擴散,具有較低的粘結傾向和較高的刀刃強度。

三、高速切削刀具的具體應用情況

理想的刀具材料應具有較高的硬度和耐磨性,與工件有較小的化學親和力,高的熱傳導系數,良好的機械性能和熱穩定性能。理想的刀具使得高速硬切削能夠作為代替磨削的最后成型工藝,達到工件表面粗糙度、表面完整性和工件精度的加工要求。硬質合金刀具具有良好的抗拉強度和斷裂韌性,但由于較低的硬度和較差的高溫穩定性,使其在高速硬切削中的應用受到一定限制。但細晶粒和超細晶粒的硬質合金由于晶粒細化后,硬質相尺寸變小,粘結相更均勻地分布在硬質相的周圍,提高了硬質合金的硬度與耐磨性,在硬切削中獲得較廣泛應用。

陶瓷刀具和CBN刀具是在高速硬車削和端面銑削中最常用的刀具。它們所具有的高硬度和良好的高溫穩定性,使其能夠承受在硬切削過程中高的機械應力和熱應力負荷。與陶瓷刀具相比,CBN刀具擁有更高的斷裂韌性,因此更適合斷續切削加工。為保證工件較高的尺寸精度和形狀精度,高的熱傳導率和低的熱膨脹系數也應是刀具材料所應具有的重要性質。因此,具有優良綜合性能的CBN刀具是最適合用于高速硬切削的刀具。聚晶金剛石刀具的硬度雖然超過立方氮化硼刀具,但即使在低溫下,其對黑色金屬中鐵的親和力也很強,易引起化學反應,因此不能用于鋼的硬切削。:

一般而言,PCD刀具適合于對鋁、鎂、銅等有色金屬材料及其合金和非金屬材料的高速加工;而CBN、陶瓷刀具、涂層硬質合金刀具適合于鋼鐵等黑色金屬的高速加工。故在模具加工中,特別是針對淬硬性模具鋼等高硬度鋼材的加工,CBN刀具性能最好,其次為陶瓷刀具和涂層硬質合金。

結論

高速切削技術的問世改變了人對傳統切削加工的思維和方式,極大提高了加工效率和加工質量。而高速切削與模具加工的結合,改變了傳統模具加工的工序流程。高速切削刀具作為高速切削技術的關鍵,隨著技術的不斷完善,將為模具制造帶來一次全新的技術革新。

參考文獻

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