數(shù)控加工

數(shù)控加工（numerical control machining），是指在數(shù)控機床上進行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機床加工與傳統(tǒng)機床加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的，但也發(fā)生了明顯的變化。用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現(xiàn)高效化和自動化加工的有效途徑。

基本釋義

數(shù)控加工是指，由控制系統(tǒng)發(fā)出指令使刀具作符合要求的各種運動，以數(shù)字和字母形式表示工件的形狀和尺寸等技術要求和加工工藝要求進行的加工。 ^[1]  它泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。

數(shù)控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機，不管是專用計算機、還是通用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據工件的材質、加工要求、機床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式（數(shù)控語言或符號）編制的。數(shù)控系統(tǒng)根據程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運行或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結束時，機床便會自動停止。任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床就不能工作。機床的受控動作大致包括機床的起動、停止；主軸的啟停、旋轉方向和轉速的變換；進給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的補償；刀具的更換，冷卻液的開起、關閉等。 ^[2] 

數(shù)控加工發(fā)展背景

數(shù)控技術起源于航空工業(yè)的需要，20世紀40年代后期，美國一家直升機公司提出了。

加工過程

數(shù)控機床的初始設想，1952年美國麻省理工學院研制出三坐標數(shù)控銑床。50年代中期這種數(shù)控銑床已用于加工飛機零件。60年代，數(shù)控系統(tǒng)和程序編制工作日益成熟和完善，數(shù)控機床已被用于各個工業(yè)部門，但航空航天工業(yè)始終是數(shù)控機床的最大用戶。一些大的航空工廠配有數(shù)百臺數(shù)控機床，其中以切削機床為主。數(shù)控加工的零件有飛機和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋槳以及航空發(fā)動機的機匣、軸、盤、葉片的模具型腔和液體火箭發(fā)動機燃燒室的特型腔面等。數(shù)控機床發(fā)展的初期是以連續(xù)軌跡的數(shù)控機床為主，連續(xù)軌跡控制。

連續(xù)軌跡控制又稱輪廓控制，要求刀具相對于零件按規(guī)定軌跡運動。以后又大力發(fā)展點位控制數(shù)控機床。點位控制是指刀具從某一點向另一點移動，只要最后能準確地到達目標而不管移動路線如何。

數(shù)控加工操作過程

數(shù)控加工數(shù)控編程

數(shù)控加工程序編制方法有手工（人工）編程和自動編程之分。手工編程，程序的全部內容是由人工按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編寫的。自動編程即計算機編程，可分為以語言和繪畫為基礎的自動編程方法。但是，無論是采用何種自動編程方法，都需要有相應配套的硬件和軟件。

可見，實現(xiàn)數(shù)控加工編程是關鍵。但光有編程是不行的，數(shù)控加工還包括編程前必須要做的一系列準備工作及編程后的善后處理工作。一般來說數(shù)控加工工藝主要包括的內容如下：

⑴ 選擇并確定進行數(shù)控加工的零件及內容；

⑵ 對零件圖紙進行數(shù)控加工的工藝分析；

⑶數(shù)控加工的工藝設計；

⑷ 對零件圖紙的數(shù)學處理；

⑸ 編寫加工程序單；

⑹ 按程序單制作控制介質；

⑺程序的校驗與修改；

⑻ 首件試加工與現(xiàn)場問題處理；

⑼數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。

為了提高生產自動化程度，縮短編程時間和降低數(shù)控加工成本，在航空航天工業(yè)中還發(fā)展和使用了一系列先進的數(shù)控加工技術。如計算機數(shù)控，即用小型或微型計算機代替數(shù)控系統(tǒng)中的控制器，并用存貯在計算機中的軟件執(zhí)行計算和控制功能，這種軟連接的計算機數(shù)控系統(tǒng)正在逐步取代初始態(tài)的數(shù)控系統(tǒng)。直接數(shù)控是用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，很適合于飛行器的小批量短周期生產。理想的控制系統(tǒng)是可連續(xù)改變加工參數(shù)的自適應控制系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)本身很復雜，造價昂貴，但可以提高加工效率和質量。數(shù)控的發(fā)展除在硬件方面對數(shù)控系統(tǒng)和機床的改善外，還有另一個重要方面就是軟件的發(fā)展。計算機輔助編程（也叫自動編程）就是由程序員用數(shù)控語言寫出程序后，將它輸入到計算機中進行翻譯，最后由計算機自動輸出穿孔帶或磁帶。用得比較廣泛的數(shù)控語言是 apt語言。它大體上分為主處理程序和后置處理程序。前者對程序員書寫的程序加以翻譯，算出刀具軌跡；后者把刀具軌跡編成數(shù)控機床的零件加工程序。數(shù)控加工，是在對工件進行加工前事先在計算機上編寫好程序，再將這些程序輸入到使用計算機程序控制的機床進行指令性加工，或者直接在這種計算機程序控制的機床控制面板上編寫指令進行加工。加工的過程包括：走刀，換刀，變速，變向，停車等，都是自動完成的。數(shù)控加工是現(xiàn)代模具制造加工的一種先進手段。當然，數(shù)控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分廣泛。

數(shù)控加工工藝分析

被加工零件的數(shù)控加工工藝性問題涉及面很廣，下面結合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內容。

1、尺寸標注應符合數(shù)控加工的特點

在數(shù)控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零件圖上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。

2、幾何要素的條件應完整、準確

在程序編制中，編程人員必須充分掌握構成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。但由于零件設計人員在設計過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細，發(fā)現(xiàn)問題及時與設計人員聯(lián)系。

3、定位基準可靠

在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。

4、統(tǒng)一幾何類型或尺寸

零件的外形、內腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應用控制程序或專用程序以縮短程序長度。零件的形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時間。

數(shù)控加工零件裝夾

一、定位安裝的基本原則

在數(shù)控機床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準和夾緊方案。在選擇時應注意以下幾點：

1、力求設計、工藝和編程計算的基準統(tǒng)一。

2、盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。

3、避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。

二、選擇夾具的基本原則

數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下幾點：

1、當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節(jié)省生產費用。

2、在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。

3、零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。

4、夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀（如產生碰撞等）。 ^[2] 

數(shù)控加工加工誤差

數(shù)控加工誤差△數(shù)加是由編程誤差△編、機床誤差△機、定位誤差△定、對刀誤差△刀等誤差綜合形成。

即：△數(shù)加=f（△編+△機+△定+△刀）

其中：

1、編程誤差△編由逼近誤差δ、圓整誤差組成。逼近誤差δ是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產生，如圖1.43所示。圓整誤差是在數(shù)據處理時，將坐標值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當量值而產生的誤差。脈沖當量是指每個單位脈沖對應坐標軸的位移量。普通精度級的數(shù)控機床，一般脈沖當量值為0.01mm；較精密數(shù)控機床的脈沖當量值為0.005mm或0.001mm等。

2、機床誤差△機由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進給系統(tǒng)誤差等原因產生。

3、定位誤差△定是當工件在夾具上定位、夾具在機床上定位時產生的。

4、對刀誤差△刀是在確定刀具與工件的相對位置時產生。

數(shù)控加工主要特點

數(shù)控機床一開始就選定具有復雜型面的飛機零件作為加工對象，解決普通的加工方法難以解決的關鍵。數(shù)控加工的最大特點是用穿孔帶（或磁帶）控制機床進行自動加工。由于飛機、火箭和發(fā)動機零件各有不同的特點：飛機和火箭的零、構件尺寸大、型面復雜；發(fā)動機零、構件尺寸小、精度高。因此飛機、火箭制造部門和發(fā)動機制造部門所選用的數(shù)控機床有所不同。在飛機和火箭制造中以采用連續(xù)控制的大型數(shù)控銑床為主，而在發(fā)動機制造中既采用連續(xù)控制的數(shù)控機床，也采用點位控制的數(shù)控機床（如數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、加工中心等）。

數(shù)控加工工序集中

數(shù)控機床一般帶有可以自動換刀的刀架、刀庫，換刀過程由程序控制自動進行，因此，工序比較集中。工序集中帶來巨大的經濟效益：

⑴減少機床占地面積，節(jié)約廠房。

⑵減少或沒有中間環(huán)節(jié)（如半成品的中間檢測、暫存搬運等），既省時間又省人力。

數(shù)控加工自動化

數(shù)控機床加工時，不需人工控制刀具，自動化程度高。帶來的好處很明顯。

⑴對操作工人的要求降低：

一個普通機床的高級工，不是短時間內可以培養(yǎng)的，而一個不需編程的數(shù)控工培養(yǎng)時間極短（如數(shù)控車工需要一周即可，還會編寫簡單的加工程序）。并且，數(shù)控工在數(shù)控機床上加工出的零件比普通工在傳統(tǒng)機床上加工的零件精度要高，時間要省。⑵降低了工人的勞動強度：數(shù)控工人在加工過程中，大部分時間被排斥在加工過程之外，非常省力。

⑶產品質量穩(wěn)定：數(shù)控機床的加工自動化，免除了普通機床上工人的疲勞、粗心、估計等人為誤差，提高了產品的一致性。

⑷加工效率高：數(shù)控機床的自動換刀等使加工過程緊湊，提高了勞動生產率。

數(shù)控加工柔性化高

傳統(tǒng)的通用機床，雖然柔性好，但效率低下；而傳統(tǒng)的專機，雖然效率很高，但對零件的適應性很差，剛性大，柔性差，很難適應市場經濟下的激烈競爭帶來的產品頻繁改型。只要改變程序，就可以在數(shù)控機床上加工新的零件，且又能自動化操作，柔性好，效率高，因此數(shù)控機床能很好適應市場競爭。

數(shù)控加工能力強

機床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機床上無法加工。數(shù)控機床特別適合以下場合：

1、不許報廢的零件。

2、新產品研制。

3、急需件的加工。

數(shù)控加工數(shù)控編程

數(shù)控加工程序結構

程序段是可作為一個單位來處理的連續(xù)的字組，它實際是數(shù)控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主體由若干個程序段組成。多數(shù)程序段是用來指令機床完成或執(zhí)行某一動作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段結束指令構成。在書寫和打印時，每個程序段一般占一行，在屏幕顯示程序時也是如此。

數(shù)控加工程序格式

常規(guī)加工程序由開始符（單列一段）、程序名（單列一段）、程序主體和程序結束指令（一般單列一段）組成。程序的最后還有一個程序結束符。程序開始符與程序結束符是同一個字符：在iso代碼中是%，在eia代碼中是er。程序結束指令可用m02（程序結來）或m30（紙帶結束）。數(shù)控機床一般都使用存儲式的程序運行，此時m02與m30的共同點是：在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主軸、冷卻液和進給，并使控制系統(tǒng)復位。m02與m30在有些機床（系統(tǒng)）上使用時是完全等效的，而在另一些機床（系統(tǒng)）上使用有如下不同：用m02結束程序場合，自動運行結束后光標停在程序結束處；而用m3o結束程序運行場合，自動運行結束后光標和屏幕顯示能自動返回到程序開頭處，一按啟動鈕就可以再次運行程序。雖然m02與m30允許與其它程序字合用一個程序段，但最好還是將其單列一段，或者只與順序號共用一個程序段。

程序名位于程序主體之前、程序開始符之后，它一般獨占一行。程序名有兩種形式：一種是以規(guī)定的英文字（多用o）打頭、后面緊跟若干位數(shù)字組成。數(shù)字的最多允許位數(shù)由說明書規(guī)定，常見的是兩位和四位兩種。這種形式的程序名也可稱作程序號。另一種形式是，程序名由英文字、數(shù)字或英文、數(shù)字混合組成，中間還可以加入“—”號。這種形式使用戶命名程序比較靈活，例如在lc30型數(shù)控車床上加工零件圖號為215的法蘭第三道工序的程序，可命名為lc30-fiange-215-3，這就給使用、存儲和檢索等帶來很大方便。程序名用哪種形式是由數(shù)控系統(tǒng)決定的。

%

o1001

n0 g92 x0 y0 z0

n5 g91 g00 x50 y35 s500 mo3

n10 g43 z-25 t01.01

n15 g01 g007 z-12

n20 g00 z12

n25 x40

n30 g01 z-17

n35 g00 g44 z42 m05

n40 g90 x0 y0

n45 m30

%

數(shù)控加工段格式

程序段中字、字符和數(shù)據的安排形式的規(guī)則稱為程序段格式(block format）。數(shù)控歷史上曾經用過固定順序格式和分隔符(ht或tab)程序段格式。這兩種程序段格式己經過時，國內外都廣泛采用字地址可變程序段格式，又稱為字地址格式。在這種格式中，程序字長是不固定的，程序字的個數(shù)也是可變的，絕大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)允許程序字的順序是任意排列的，故屬于可變程序段格式。但是，在大多數(shù)場合，為了書寫、輸入、檢查和校對的方便，程序字在程序段中習慣按一定的順序排列。

數(shù)控機床的編程說明書中用詳細格式來分類規(guī)定程序編制的細節(jié)：程序編制所用字符、程序段中程序字的順序及字長等。例如：

/ no3 g02 x+053 y+053 i0 j+053 f031 s04 t04 m03 lf

上例詳細格式分類說明如下：n03為程序段序號；g02表示加工的軌跡為順時針圓弧；x+053、y+053表示所加工圓弧的終點坐標；i0、j+053表示所加工圓弧的圓心坐標；f031為加工進給速度；s04為主軸轉速；t04為所使用刀具的刀號；m03為輔助功能指令；lf程序段結束指令；/為跳步選擇指令。跳步選擇指令的作用是：在程序不變的前提下，操作者可以對程序中的有跳步選擇指令的程序段作出執(zhí)行或不執(zhí)行的選擇。選擇的方法，通常是通過操作面板上的跳步選擇開關扳向on或off，來實現(xiàn)不執(zhí)行或執(zhí)行有“/”的程序段。

數(shù)控加工執(zhí)行程序

編制加工程序有時會遇到這種情況：一組程序段在一個程序中多次出現(xiàn)，或者在幾個程序要使用它。我們可以把這組程序段摘出來，命名后單獨儲存，這組程序段就是子程序。子程序是可由適當?shù)臋C床控制指令調用的一段加工程序，它在加工中一般具有獨立意義。調用第一層子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。調子程序的指令也是一個程序段，它一般由子程序調用指令、子程序名稱和調用次數(shù)等組成，具體規(guī)則和格式隨系統(tǒng)而別，例如同樣是“調用55號子程序一次”，fanuc系統(tǒng)用“m98 p55?！保绹鴄-b公司系統(tǒng)用“p55x”。

子程序可以嵌套，即一層套一層。上一層與下一層的關系，跟主程序與第一層子程序的關系相同。最多可以套多少層，由具體的數(shù)控系統(tǒng)決定。子程序的形式和組成與主程序大體相同：第一行是子程序號（名），最后一行則是“子程序結束”指令，它們之間是子程序主體。不過，主程序結束指令作用是結束主程序、讓數(shù)控系統(tǒng)復位，其指令已經標準化，各系統(tǒng)都用m02或m30；而子程序結束指令作用是結束子程序、返回主程序或上一層子程序，其指令各系統(tǒng)不統(tǒng)一，如fanuc系統(tǒng)用m99、西門子系統(tǒng)用m17，美國a—b公司的系統(tǒng)用m02等。

在數(shù)控加工程序中可以使用用戶宏（程序）。所謂宏程序就是含有變量的子程序，在程序中調用宏程序的指令稱為用戶宏指令，系統(tǒng)可以使用用戶宏程序的功能叫做用戶宏功能。執(zhí)行時只需寫出用戶宏命令，就可以執(zhí)行其用戶宏功能。

用戶宏的最大特征是：

●可以在用戶宏中使用變量；

●可以使用演算式、轉向語句及多種函數(shù)

●可以用用戶宏命令對變量進行賦值。

數(shù)控機床采用成組技術進行零件的加工，可擴大批量、減少編程量、提高經濟效益。在成組加工中，將零件進行分類，對這一類零件編制加工程序，而不需要對每一個零件都編一個程序。在加工同一類零件只是尺寸不同時，使用用戶宏的主要方便之處是可以用變量代替具體數(shù)值，到實際加工時，只需將此零件的實際尺寸數(shù)值用用戶宏命令賦與變量即可。

數(shù)控加工加工原則

⑴上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊 ^[2]  。

⑵先內后外，即先進行內部型腔（內孔）的加工，后進行外形的加工。

⑶以相同的安裝或使用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進行，以減少重新定位或換刀所引起的誤薺．

⑷在同一次安裝中，應先進行對工件剛性影響較小的工序。

數(shù)控加工加工路線

數(shù)控車床進給加工路線指車刀從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切人、切出等非切削空行程路徑。

精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此，確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空行程的進給路線。

在數(shù)控車床加工中，加工路線的確定一般要遵循以下幾方面原則。

①應能保證被加工工件的精度和表面粗糙度。

②使加工路線最短，減少空行程時間，提高加工效率。

③盡量簡化數(shù)值計算的工作量，簡化加工程序。

④對于某些重復使用的程序，應使用子程序。

使加工程序具有最短的進給路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。最短進給路線的類型及實現(xiàn)方法如下。

⑴最短的切削進給路線。切削進給路線最短，可有效提高生產效率，降低刀具損耗。安排最短切削進給路線時，還要保證工件的剛性和加工工藝性等要求。

⑵最短的空行程路線。

①巧用起刀點。采用矩形循環(huán)方式進行粗車的一般情況示例。其對刀點a的設定是考慮到精車等加工過程中需方便地換刀，故設置在離毛坯件較遠的位置處，同時，將起刀點與其對刀點重合在一起

②巧設換刀點。為了考慮換刀的方便和安全，有時將換刀點也設置在離毛坯件較遠的

位置處，那么，當換第二把刀后，進行精車時的空行程路線必然也較長；如果將第二把刀的換刀點也設置在中的毋點位置上，則可縮短空行程距離。

③合理安排“回零”路線。在手工編制復雜輪廓的加工程序時，為簡化計算過程，便于校核，程序編制者有時將每一刀加工完后的刀具終點，通過執(zhí)行“回零”操作指令，使其全部返回到對刀點位置，然后再執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會增加進給路線的距離，降低生產效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使前一刀的終點與后一刀的起點間的距離盡量短．或者為零，以滿足進給路線最短的要求。另外，在選擇返回對刀點指令時，在不發(fā)生干涉的前提下，盡可能采用x、z軸雙向同時“回零”指令，該功能“回零”路線是最短的。

⑶大余量毛坯的階梯切削進給路線。列出了兩種太余量毛坯的切削進

給路線。是錯誤的階梯切削路線，按1斗5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削進給路線。因為在同樣的背吃刀量下。

⑷零件輪廓精加工的連續(xù)切削進給路線。零件輪廓的精加工可以安排一刀或幾刀精加工工序．其完工輪廓應由最后一刀連續(xù)加工而成，此時，刀具的進、退位置要選擇適當，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而破壞工藝系統(tǒng)的平衡狀態(tài)．致使零件輪廓上產生劃傷、形狀突變或滯留刀痕。

⑸特殊的進給路線。在數(shù)控車削加工中，一般情況下。刀具的縱向進給是沿著坐標的負方向進給的，但有時按其常規(guī)的負方向安排進給路線并不合理。甚至可能損壞工件。

數(shù)控加工優(yōu)缺點

數(shù)控加工有下列優(yōu)點：①大量減少工裝數(shù)量，加工形狀復雜的零件不需要復雜的工裝。如要改變零件的形狀和尺寸，只需要修改零件加工程序，適用于新產品研制和改型。②加工質量穩(wěn)定，加工精度高，重復精度高，適應飛行器的加工要求。③多品種、小批量生產情況下生產效率較高，能減少生產準備、機床調整和工序檢驗的時間，而且由于使用最佳切削量而減少了切削時間。④可加工常規(guī)方法難于加工的復雜型面，甚至能加工一些無法觀測的加工部位。數(shù)控加工的缺點是機床設備費用昂貴，要求維修人員具有較高水平。

數(shù)控加工刀具選擇

數(shù)控加工選擇刀具

1、選擇數(shù)控刀具的原則

刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據單件工時最少的目標確定，后者根據工序成本最低的目標確定。

選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內某一工序的生產率限制了整個車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質合金）并使用可轉位刀片。

2、選擇數(shù)控車削用刀具

數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如900內外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。

二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。

3、選擇數(shù)控銑削用刀具

在數(shù)控加工中，銑削平面零件內外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關參數(shù)的經驗數(shù)據如下：一是銑刀半徑rd 應小于零件內輪廓面的最小曲率半徑rmin，一般取rd=(0.8一 0.9）rmin。二是零件的加工高度h< （1/4-1/6）rd，以保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立銑刀銑削內槽底部時，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑re=r-r，即直徑為 d=2re=2(r-r），編程時取刀具半徑為re=0.95 (rr）。對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。

數(shù)控機床上大多使用系列化、標準化刀具，對可轉位機夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號對于加工中心及有自動換刀裝置的機床，刀具的刀柄都已有系列化和標準化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標準代號為tsg-jt，直柄刀具系統(tǒng)的標準代號為dsg-jz，此外，對所選擇的刀具，在使用前都需對刀具尺寸進行嚴格的測量以獲得精確數(shù)據，并由操作者將這些數(shù)據輸入數(shù)據系統(tǒng)，經程序調用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。

數(shù)控加工刀點

刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查;引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂 “刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。

數(shù)控加工切削用量

數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。

1、確定主軸轉速

主軸轉速應根據允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：n=1000 v/7 1d式中： v?切削速度，單位為m/m動，由刀具的耐用度決定； n一一主軸轉速，單位為 r/min,d為工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計算的主軸轉速n，最后要選取機床有的或較接近的轉速。

2、確定進給速度

進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則：當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100一200mm/min范圍內選??；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20一50mm/min范圍內選?。划敿庸ぞ?，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20--50mm/min 范圍內選??；刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。

3、確定背吃刀量

背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5m m，總之，切削用量的具體數(shù)值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗用類比方法確定。

同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。

切削用量不僅是在機床調整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保證質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。

數(shù)控加工操作安全

數(shù)控加工文明生產

數(shù)控機床是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，為了充分發(fā)揮機床的優(yōu)越性，提高生產效率，管好、用好、修好數(shù)控機床，技術人員的素質及文明生產顯得尤為重要。操作人員除了要熟悉掌握數(shù)控機床的性能，做到熟練操作以外，還必須養(yǎng)成文明生產的良好工作習慣和嚴謹工作作風，具有良好的的職業(yè)素質、責任心和合作精神。操作時應做到以下幾點：

⑴嚴格遵守數(shù)控機床的安全操作規(guī)程。未經專業(yè)培訓不得擅自操作機床。

⑵嚴格遵守上下班、交接班制度。

⑶做到用好、管好機床，具有較強的工作責任心。

⑷保持數(shù)控機床周圍的環(huán)境整潔。

⑸操作人員應穿戴好工作服、工作鞋，不得穿、戴有危險性的服飾品。

數(shù)控加工操作規(guī)程

為了正確合理地使用數(shù)控機床，減少其故障的發(fā)生率，操作方法。經機床管理人員同意方可操作機床。

⑴開機前的注意事項

1）操作人員必須熟悉該數(shù)控機床的性能，操作方法。經機床管理人員同意方可操作機床。

2）機床通電前，先檢查電壓、氣壓、油壓是否符合工作要求。

3）檢查機床可動部分是否處于可正常工作狀態(tài)。

4）檢查工作臺是否有越位，超極限狀態(tài)。

5）檢查電氣元件是否牢固，是否有接線脫落。

6）檢查機床接地線是否和車間地線可靠連接（初次開機特別重要）。

7）已完成開機前的準備工作后方可合上電源總開關。

⑵開機過程注意事項

1）嚴格按機床說明書中的開機順序進行操作。

2）一般情況下開機過程中必須先進行回機床參考點操作，建立機床做標系。

3）開機后讓機床空運轉15min以上，使機床達到平衡狀態(tài)。

4）關機以后必須等待5min以上才可以進行再次開機，沒有特殊情況不得隨意頻繁進行開機或關機操作。

⑶調試過程注意事項

1）編輯、修改、調試好程序。若是首件試切必須進行空運行，確保程序正確無誤。

2）按工藝要求安裝、調試好夾具，并清除各定位面的鐵屑和雜物。

3）按定位要求裝夾好工件，確保定位正確可靠。不得在加工過程中發(fā)生工件有松動現(xiàn)象。

4）安裝好所要用的刀具，若是加工中心，則必須使刀具在刀庫上的刀位號與程序中的刀號嚴格一致。

5）按工件上的編程原點進行對刀，建立工件坐標系。若用多把刀具，則其余各把刀具分別進行長度補償或刀尖位置補償。

數(shù)控加工3d模擬數(shù)控加工

3d技術可以使數(shù)控加工的機床操作更加準確，避免了儀器的損壞，保證了產品加工的準確性和高效性。通過一系列復雜的算法，計算出模型的工作軌跡，實現(xiàn)金屬加工、金屬切割等模擬數(shù)控加工。