论文部分内容阅读
【摘要】对数控加工工艺和普通加工工艺的主要内容进行了简要分析，并结合现在机械加工实际情况说明数控加工工艺与普通加工工艺存在着很大的区别，在不同专业班级的《机械制造技术》教学中采用不同的方法，使教学更加具有灵活性和针对性，从而提高教学效率。
【关键词】数控加工工艺；普通加工工艺
Shallow analysis number control to process a craft and common process a craft
Wang Xian-ping
【Abstract】The logarithms control to process a craft and common processed the main contents of craft to carry on a synopsis analysis, and combine now the machine process actual circumstance elucidation number control to process a craft and common process a craft existence very big of differentiation, in the dissimilarity the profession the class of 《 the machine the manufacturing the technique 》 the teaching adoption dissimilarity of method, make the teaching have vivid and aim at sex more, thus exaltation teaching efficiency.
【Key words】The number control to process a craft；Common process a craft
1． 数控加工工艺与普通加工工艺的主要内容
现代机械制造要求产品品种多样化，使多品种小批量生产的比重明显增加。在传统的机械制造中，单件小批量生产一般都采用普通加工工艺，采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需要作相应的调整和变换，而通用机床的自动化程度不高，基本由人工操作，难以提高生产率和保证加工质量。而采用数控加工技术手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化问题。
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。 数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
1．1 数控加工中进行数控加工工艺设计的主要内容。
（1）选择并确定进行数控加工的内容；
（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析；
（3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定；
（4）数控加工工艺方案的制定；
（5）工步、进给路线的确定；
（6）选择数控机床的类型；
（7）刀具、夹具、量具的选择和设计；
（8）切削参数的确定；
（9）加工程序的编写、校验和修改；
（10）首件试加工与现场问题处理；
（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档。
1．2 普通加工工艺设计的主要内容。
（1）分析零件图和产品装配图；
（2）对零件图和装配图进行工艺审查；
（3）由今生产纲领研究零件生产类型；
（4）确定毛坯；
（5）拟定工艺路线；
（6）确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书；
（7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；
（8）确定各工序的技术要求及检验方法；
（9）确定各工序的切削用量和工时定额；
（10）编制工艺文件。
2． 数控加工工艺与普通加工工艺的差异
由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高，可以与计算机通信，实现计算机辅助设计与制造一体化等特点。因此，数控加工对传统的零件结构给以性衡量标准产生了很大的影响。通过上述两种加工工艺设计的主要内容来看，数控加工工艺与普通加工工艺具有一定的差异。具体表现在：
2．1 数控加工工艺内容要求更加具体、详细。
（1）普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。
（2）数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。
2．2 数控加工工艺要求更严密、精确。
（1）普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整，加工过程比较灵活。
（2）数控加工工艺：自适应性较差，加工过程必须按照程序的顺序进行，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。
比如：攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理一下切屑再继续加工，前一道工序尺寸是否合符要求，会不会撞刀。而普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程则必须严格按规定尺寸进给，要求准确无误。
因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。
2．3 制定数控加工工艺必须进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算。编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸，特别是一些复杂零件的加工。
2．4 考虑进给速度对零件形状精度的影响。制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。
2．5 强调刀具选择的重要性。复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。普通的数控机床，由于刀位数量的限制，一般只有4个刀位，在编程前选择好刀具就尤为重要。在加工中，既要尽可能保证在一次装夹中完成多个面的加工，又要保证在加工中不产生干涉。特别是在加工既有螺纹，又有多个圆弧和槽的情况下。在数控加工中，一般是一次安装完成所有面的加工，对简单零件其加工就很容易，而对于有螺纹加工的零件就变得复杂起来，因为刀架上只有四个刀位。如下图所示的加工零件，如果不加工螺纹，思路就很简单。四把刀具：一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把切断刀具。（注意：在数控加工中，一般不用端面加工刀具。）现在要加工螺纹，按照平常的分析，一共需要五把刀具：一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把螺纹刀具、一把切断刀具。而现在只用四个刀位，就只有合理选择刀具，否则就不能加工。
2．6 数控加工工艺的特殊要求。
（1）由于数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因此在同等情况下，数控机床切削用量比普通机床大，加工效率也较高。其加工效率是普通机床的2～5倍。
（2）数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂。
（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。
2．7 数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容。
普通工艺中，划分工序、选择设备等重要内容对数控加工工艺来说属于已基本确定的内容，所以制定数控加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件，既是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。
从以上分析我们知道，数控加工工艺和普通加工工艺存在着很大的不同，数控加工工艺更加严密、精确，要求在加工零件以前就必须对零件的加工工艺进行详尽的分析和计算，刀具的合理选择，加工路线的合理选择等。从数控加工过程可以看出，工艺分析和制定加工工艺在数控加工中起到了关键的作用，直接决定了数控加工的好坏与成败。因此我们在不同专业班级的教学中一定要注意采用不同的方法，使教学更加具有针对性。
【关键词】数控加工工艺；普通加工工艺
Shallow analysis number control to process a craft and common process a craft
Wang Xian-ping
【Abstract】The logarithms control to process a craft and common processed the main contents of craft to carry on a synopsis analysis, and combine now the machine process actual circumstance elucidation number control to process a craft and common process a craft existence very big of differentiation, in the dissimilarity the profession the class of 《 the machine the manufacturing the technique 》 the teaching adoption dissimilarity of method, make the teaching have vivid and aim at sex more, thus exaltation teaching efficiency.
【Key words】The number control to process a craft；Common process a craft
1． 数控加工工艺与普通加工工艺的主要内容
现代机械制造要求产品品种多样化，使多品种小批量生产的比重明显增加。在传统的机械制造中，单件小批量生产一般都采用普通加工工艺，采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需要作相应的调整和变换，而通用机床的自动化程度不高，基本由人工操作，难以提高生产率和保证加工质量。而采用数控加工技术手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化问题。
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。 数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
1．1 数控加工中进行数控加工工艺设计的主要内容。
（1）选择并确定进行数控加工的内容；
（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析；
（3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定；
（4）数控加工工艺方案的制定；
（5）工步、进给路线的确定；
（6）选择数控机床的类型；
（7）刀具、夹具、量具的选择和设计；
（8）切削参数的确定；
（9）加工程序的编写、校验和修改；
（10）首件试加工与现场问题处理；
（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档。
1．2 普通加工工艺设计的主要内容。
（1）分析零件图和产品装配图；
（2）对零件图和装配图进行工艺审查；
（3）由今生产纲领研究零件生产类型；
（4）确定毛坯；
（5）拟定工艺路线；
（6）确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书；
（7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；
（8）确定各工序的技术要求及检验方法；
（9）确定各工序的切削用量和工时定额；
（10）编制工艺文件。
2． 数控加工工艺与普通加工工艺的差异
由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高，可以与计算机通信，实现计算机辅助设计与制造一体化等特点。因此，数控加工对传统的零件结构给以性衡量标准产生了很大的影响。通过上述两种加工工艺设计的主要内容来看，数控加工工艺与普通加工工艺具有一定的差异。具体表现在：
2．1 数控加工工艺内容要求更加具体、详细。
（1）普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。
（2）数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。
2．2 数控加工工艺要求更严密、精确。
（1）普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整，加工过程比较灵活。
（2）数控加工工艺：自适应性较差，加工过程必须按照程序的顺序进行，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。
比如：攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理一下切屑再继续加工，前一道工序尺寸是否合符要求，会不会撞刀。而普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程则必须严格按规定尺寸进给，要求准确无误。
因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。
2．3 制定数控加工工艺必须进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算。编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸，特别是一些复杂零件的加工。
2．4 考虑进给速度对零件形状精度的影响。制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。
2．5 强调刀具选择的重要性。复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。普通的数控机床，由于刀位数量的限制，一般只有4个刀位，在编程前选择好刀具就尤为重要。在加工中，既要尽可能保证在一次装夹中完成多个面的加工，又要保证在加工中不产生干涉。特别是在加工既有螺纹，又有多个圆弧和槽的情况下。在数控加工中，一般是一次安装完成所有面的加工，对简单零件其加工就很容易，而对于有螺纹加工的零件就变得复杂起来，因为刀架上只有四个刀位。如下图所示的加工零件，如果不加工螺纹，思路就很简单。四把刀具：一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把切断刀具。（注意：在数控加工中，一般不用端面加工刀具。）现在要加工螺纹，按照平常的分析，一共需要五把刀具：一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把螺纹刀具、一把切断刀具。而现在只用四个刀位，就只有合理选择刀具，否则就不能加工。
2．6 数控加工工艺的特殊要求。
（1）由于数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因此在同等情况下，数控机床切削用量比普通机床大，加工效率也较高。其加工效率是普通机床的2～5倍。
（2）数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂。
（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。
2．7 数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容。
普通工艺中，划分工序、选择设备等重要内容对数控加工工艺来说属于已基本确定的内容，所以制定数控加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件，既是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。
从以上分析我们知道，数控加工工艺和普通加工工艺存在着很大的不同，数控加工工艺更加严密、精确，要求在加工零件以前就必须对零件的加工工艺进行详尽的分析和计算，刀具的合理选择，加工路线的合理选择等。从数控加工过程可以看出，工艺分析和制定加工工艺在数控加工中起到了关键的作用，直接决定了数控加工的好坏与成败。因此我们在不同专业班级的教学中一定要注意采用不同的方法，使教学更加具有针对性。