半岛电子半岛电子半岛电子半岛电子数控加工所用的数控机床及其以整体硬质合金、可转位刀具为代表的技术一起构成了金属切削发展史上的一次重要变革，数控技术给传统的机械加工带来了革命性的变化，引领机械加工向着高质量、高效率方向前进，产生了与传统零件加工工艺方法明显不同的数控加工新工艺。数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，加工过程中的动作顺序、运动部件的坐标位置等功能，都是通过数字信息自动控制的，操作者在加工过程中无法人为干预补偿。数控技术的种种特点都一一映射在数控加工工艺中，数控技术对机械加工工艺改变最大的三个因素分别是数控机床、数控刀具、气液电柔性控制夹具。

　　数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统，分别采用交流、直流主轴电动机和伺服电动机直接驱动，这两类电动机调速范围大，并可无级变速，因此使主轴箱、进给变速箱及传动系统大为简化，传动链大大缩短，齿轮、轴承、轴的结构数量大为减少，甚至不用齿轮，由电机直接驱动主轴或进给滚珠丝杆。数控机床常有配有自动换刀装置、回转工作台（实现分度转位、圆周进给）、工件交换系统、对刀装置、排屑装置等，柔性制造系统还配有自动上下料系统等。

　　数控机床的结构及性能特点使一些传统加工方法中应慎用的加工方式变得可行，传统的悬臂镗和利用尾座导向支撑镗，已被现代数控机床中调头镗和各种固定循环方式所取代；传统的孔位加工中的充填法、空刀法、修整法已被多种形式的圆弧插补、背镗法和数控修整法所代替；最新出现的硬切削是一种新的加工工艺，在提高加工效率、降低加工成本、减少设备资金投入方面独树一帜，对传统的磨削工艺提出挑战，“以切代磨”将成为发展趋势之一。普通铣削一般采用逆铣，因普通铣床的丝杠传动之间的间隙较大而且不方便调整，导致加工时窜动，这种结构逆铣加工质量好；而数控机床采用高精度的滚珠丝杠，配置有调整间隙的装置，这种结构顺铣加工质量好。

　　数控加工是在数控系统中预先输入的程序指令来控制加工的，编程指令就能对机械加工工艺产生改变，数控加工有的循环加工指令，就直接改变了机械加工工艺。例如数控车削中的外圆粗加工固定循环G71、端面粗加工固定循环G72、复合固定循环G73，这三种粗加工循环直接把粗加工、半精加工合并；粗加工后跟上外圆精加工固定循环G70，把粗加工、精加工连贯；基于数控机床的自动换刀，搭配径向切槽固定循环G75、螺纹切削复合循环G76，把轴类零件、盘套类零件的半精加工、切槽、车螺纹、精加工、倒角、倒圆角合为一道工序，循环程序指令直接把工序集中。一次装夹连续完成车端面、车内外圆柱（锥、弧）面、切槽、车螺纹或者铣面、铣外形、铣槽、钻孔、镗孔等结构要素加工，这种在数控机床上连续完成的多种加工，符合工序的定义，就定义为一道工序，这就是典型的工序集中，但如果是在传统机械加工中，多种工艺方法是需要多道工序完成的。传统工艺中所说的“工序”，在数控加工中，应按照“工步”来理解，数控加工零件，工序虽只有一道，但加工过程仍是一步一步进行，按相关定义，这一步一步的加工称为“工步”。传统加工中，工序较分散，每道工序中的工步内容少，而数控加工中一道工序中的工步内容很多，传统加工工艺编制时将“工序”的编制作为重点，而数控加工中，着眼点就必然在“工步”上。

　　数控刀具也叫现代高效刀具，典型代表就是作为主流产品的机夹可转位硬质合金刀具和正在发展中的超硬刀具（金刚石、立方氮化硼刀具），数控刀具实际上是标准化的产物，要满足数控机床自动换刀的要求，数控刀具一般不刃磨，即使要进行刀具修磨涂层也是采用外包方式。现代高效刀具就是要实现高效率、高精度、高可靠性、专用性，刀具厂商从单纯的“卖刀”，转变为能够根据加工特点及工件提供整套的高效加工解决方案，这是刀具业的一次重大战略转变，也就是刀具行业的供给侧改革。客户不但能从刀具样本中选到合适的刀具，还能从刀具厂商中得到切削加工整体解决方案，刀具厂商对它提供了每一种刀片的都做过金属切削实验，对客户提供切削用量参考数值，一本刀具样本，还能当成切削手册使用。

　　传统工艺规程重工艺流程、工序过程，刀具仅仅是写出来就行，比如“75。外圆车刀”，但数控刀具是标准化的产物，到刀具厂商或市场上购买的，必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，且刀片与刀杆要相配或刀具与刀柄要相配，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作，自动换刀装置能够迅速、准确地把刀具安装到机床主轴上或返回刀库。所以数控工艺规程除了工艺流程、工序过程，还必须配有刀具卡，提供刀号、刀补、刀片刀杆、刀具刀柄的型号规格等信息，说明刀具加工的部位，最好能附上刀具图，就更直观，这就引入一个新的工艺任务———选刀，从刀具厂商样本中选择符合工艺要求的刀具，做刀具卡、刀具库管理。

　　数控刀具技术的发展，新型高效刀具不断涌现，使得金属切削工艺规程发生了很多改变，比如现代企业为了提高生产效率，减少或合并加工工序的趋势也很明显，例如取消半精加工，粗加工后直接进行精加工，粗镗后直接精镗，钻孔后精铰一次到位，面粗铣后一次精铣达到要求，在粗加工中尽可能多地切除加工余量，随后的一次精加工直接保证加工尺寸和形状、位置精度以及表面加工质量，这就对机床和刀具都提出了很高的要求，实际上就是工艺的改变，机床、刀具改变了工艺规程。再比如现代企业还在推广使用新刀具，比如玉米铣刀（粗加工，比立铣刀耐用）、螺纹铣刀（在加工中心上铣螺纹，高效高精度）、螺纹旋风铣（用车床来加工螺纹）、球刀（铣曲面）、枪钻（钻深孔）、刮齿刀（加工内齿轮），新刀具直接产生新工艺。

　　传统机械加工工艺方法是在普通机床上依靠夹具，采用“一人、一机、一刀、一道工序”的方法对零件进行加工，对于结构复杂的零件一般需要多套工装夹具、经过几十道工序、多次定位装夹才能完成加工，导致加工零件的一致性差、加工效率低、工装数量多、生产准备工作量大、生产周期长等诸多弊端。数控机床通常采用高速切削或强力切削，加工过程自动化，对数控夹具提出了新的功能要求，首先是夹紧力要大，保证夹紧可靠，其次是柔性要好，适应自动控制。所以数控夹具通常采用气液电自动控制夹具，气液电自动控制夹具最重要的是保证定位精确、夹紧可靠，夹具的导向由数控机床及数控装置保证，夹具的对刀通过预对刀操作或用机外对刀仪检测并输入数控系统，夹具的分度转位由回转工作台自动控制。比如数控车床采用液压、气动卡盘、液压心轴或夹套，保证夹紧可靠。数控铣床、加工中心夹具不设置对刀装置，由工件坐标系原点与机床坐标系原点建立联系，通过预对刀操作或用机外对刀仪来保证工件与刀具的正确位置，位置精度由机床运动精度保证，所以数控铣床、加工中心通常采用通用夹具，例如机床用平口虎钳、回转工作台等，但采用液压或气动作为夹紧动力源。数控钻床夹具不用钻模钻套，利用数控机床坐标系统精确控制孔的位置和加工精度，可先用中心钻点窝定孔中心，起到加工导向作用，然后用钻削刀具加工孔深，如果是细长孔，可利用程序控制采用往复排屑钻削方式加工。所以数控机床加工具有加工工序少，专用工装数量少的特点，表1为原采用传统加工工艺方法和现采用数控加工工艺方法的工艺生产情况对比，加工对象是一精度要求高、结构复杂的壳体零件。综上，基于数控机床、数控刀具、气液电自动控制夹具技术的进步，数控加工工艺的总趋势是工序集中，自动控制，是对传统机械加工工艺的优化排序。传统机械加工过程中，机床、刀具、工装夹具、检测、工件调头等因素，只要变化了其中一项，都会导致加工中断而分出多道工序。数控加工工艺中，真正导致加工不连续只有更换机床，当然工件调头二次装夹也会导致加工中断，但随着数控技术的发展，双主轴数控机床的普及，未来可以保证即使是工件调头二次装夹，加工同样连续，至于刀具、工装夹具、检测等都可以采用柔性自动控制技术保证加工连续。由于数控加工的切削用量朝着高切削速度、高进给率和小背吃刀量的方向发展，所以在编写具体工艺规程时，一般规定以一次定位装夹为一道工序，每用一把刀具定为一个工步，并要求把每个工步的加工内容、切削用量详细标出，工艺文件直接用于指导数控程序的编制。

　　[1]郑红.基于企业产品的数控加工工艺课程设计教改实践[J].才智，2015（12）.

　　[2]吴长德.数控加工对传统加工工艺产生的变革[J].现代制造工程，2006（8）：136-138.

　　在信息时代的背景下，数控车削已成为人们在数控加工时较为喜爱的方法之一。数控车削加工工艺对操作者的要求不高，所需干预度低，这是不同于普通车床受控与操作者的。普通车床在加工过程中需要操作者来选定切削的用量、如何走刀、什么样的工序和什么样的工步，其所谓的工艺规程说到底不过是一个工艺过程卡。而数控车削加工工艺不同，其需要对工艺因素考虑更多。因此，这就要求编程者首先要对数控车床进行熟悉，车床如何运动、什么样的刀具、如何装夹工件以及车床本身具有什么样的性能等都是重点。为了提高数控车床的性能和效率，从而对零件进行更好的加工，工艺方案的好与坏占据着很大的作用。

　　在进行数控车削加工工艺时，必须先进行零件图分析。首先要对尺寸标注方法进行分析，在零件图上标注尺寸要按照标准，以同一基准进行标注。这样不仅使编程过程更加轻松，还统一了设计、测量、工艺、编程四方面的基准。当然，如果没有统一的基准来标注零件图上的尺寸的话，可以选择统一的工艺基准进行替代，当然这是在不影响零件精准度的情况下。接着要对轮廓的几何要素进行分析，在进行人工编程时，每个节点的位置都要经过计算。在自动编程时，则需要定义轮廓的几何要素。因此，几何元素所确定的条件是否满足需要，这是需要在零件图分析过程中考虑的。最后，要分析精度和技术的要求。在进行分析零件的工艺性时，要求对被加工零件的精确度和技术要求进行分析。为了能够使得加工方法、如何装夹工具零件以及切削时应该用多大量得到合理的处理，则必须对零件尺寸的精确度和零件表面的光滑度进行分析。因此，分析要求做到以下几点：（1）对精确度和各项技术的合理性以及要求是否完备进行分析。（2）分析图纸上对于工序的精度要求，数控车削加工能否达到，如若出现达不到的现象时，则应该采取措施，使用其他方式来进行完善，为后面的工序留有余地。（3）要一次完成对图纸上有位置精度要求的表面的装夹。（4）在切削过程中，有一些表面要求较高的粗糙，这时候应该采用恒线速度来进行切割。要做到这些并不简单，例如在对尺寸标注完整、轮廓描述清楚的圆柱进行零件图分析，则需要分析6点要求才能达到效果。

　　在进行数控车削加工工艺之前，需要选择好刀具和夹具。首先考虑工件的装夹与定位。在数控车削加工过程中，要求尽可能在一次装夹工具后能够加工出全部的零件，当然，要保证零件的成品率。这样就可以很大程度提高了加工效率。对轴类或是套类的零件，往往采用以零件自身表面和内孔来作为基准进行定位。如今，除了三爪卡盘和四爪卡盘之外，数控车床夹具使用装夹圆柱类零件的夹具，这种夹具的通用性较好，具有普遍性。接着是选择刀具，在选择刀具时，除了考虑刀具的直径问题和材料问题之外，还需要考虑到刀具的使用寿命有多长。刀具的切削用量随着刀具的直径的变大而变大，所以在切削过程中，在考虑不影响零件的加工的情况下，应该尽最大可能地选用直径较大的刀具，这样可以延长刀具的使用时间，还可以提高生产效率，一举两得。刀具的种类有很多，例如在切削外圆、断面等零件时，则需要采用尖形车刀，这是一种直线切削的刀具。为了提高生产效率，实现机械加工的标准化，在加工过程中，应当尽量采用可以随意转换车刀的工具，以此来减少换刀的时间并使对刀更加便捷。

　　择在选择切削用量时，对螺纹进行车削，应当注意以下几点：（1）螺纹在加工过程中，其程序指令中的螺纹距离数值相当于给进量，如果在主轴上面的转速太高，那么进给速度将大大超过正常所能接收的范围。（2）在将刀具移动到螺纹加工的起始位置或是终止位置时，如果主轴转速太高，则会很大程度影响加工的进行，从而导致些许螺牙之间的螺距不符合要求，产生废品，消耗资源。（3）如果主轴的速度太快的话，则会使得螺纹编码器产生的信号出现混乱，从而使得加工过程受到影响，进而产生废品，因此在车削过程中，应当注意主轴由于自身原因，不应该使走刀次数太少。例如，在粗车以及半精车时，应该切削1~3次，精车要求的余量应该要尽可能的小，一般取0.1~0.3mm左右，因此精车一般1次。

　　综上所述，在信息技术的不断发展背景下，数控车削加工工艺也在不断的发展。数控加工工艺作为一种高效率的加工工艺，想要充分发挥其优越性，就必须处理好在编程前的工艺分析和确定合理的加工工艺，从而达到最优的加工方案，实现效率的提升和产能的提升。

　　［1］信丽华，朱建军.数控车削加工工艺的探讨［J］.上海工程技术大学学报，2006，20（2）：120-123.

　　数控加工工艺从多方面对传统加工工艺进行了改进，只有对这些差异了如指掌，才能确保数控加工工艺的使用，使加工过程顺利完成，并有助于加工质量的提高。

　　加工零件的工艺性、定位基准及装夹方式、工艺路线的制定、工艺参数、刀具及切削方式的选择等都是数控加工工艺需要考虑的因素，不过在传统加工工艺中，这些因素都能够进行简化处理。相对传统加工工艺而言，数控加工工艺显得更为复杂，且影响因素也更多一些，基于此，对数控编程全过程实施综合分析、合理安排并进行整体完善具有重要意义。对同一个数控加工任务来说，有多套数控工艺方案可供其选择[1]。多样化既是数控加工工艺的主要特色，也是与传统加工工艺的重要区别之一。

　　数控加工工艺要求夹具必须满足以下条件：（1）夹具的坐标方向必须与机床的坐标方向保持相对固定；（2）对零件与机床坐标系之间的尺寸关系进行协调。如在机床上安装数据加工中心夹具时，会利用工作台上的基准孔或基准进行定位，这样能够保证零件工件坐标与机床坐标系之间形成固定的尺寸关系，这明显不同于传统加工工艺。定位和夹紧是装夹的两个重要步骤，传统加工工艺中，由于机床加工能力有限，往往需要进行多次装夹才能完成整个加工任务。而数控机床仅需一次装夹就能完成，有效避免了因多次装夹所产生的误差。设计并使用专用夹具的目的是为了能够方便快捷的完成定位和夹紧工作，不过设计和生产专用夹具需要高昂费用，如果加工工件数量较少的话，会导致分摊在被加工工件身上的夹具费用十分可观，因此在使用专用夹具前应进行综合考虑。而数控加工工艺能够通过仪表调试法完成定位任务，并使用最为普通的夹紧元件完成夹紧任务，这样能够有效避免因使用专用夹具而产生的高成本。

　　不同加工工艺和加工方法所需要的刀具也不尽相同，尤其是数控加工工艺中的高速切削同传统加工工艺中的速度切削有着明显不同，它以独特的机理使加工效率和质量都有大幅提升，在减少切削变形及缩短加工周期这两方面也成效显著，这必然会导致与其相配套的高度切削刀具需求量直线]。另外，还有一种只需加少许切削液或不加切屑液的干切削加工技术，该技术对刀具的耐热性有着极高要求。同传统加工工艺相比，数据加工工艺对刀具各方面性能的要求都显著增强。另外，刀具行业的地位和作用也随着数据加工工艺的产生发生了明显变化，由之前单一的刀具生产和供应发展到目前对切削技术和产品的创新及研发；由之前纯粹的供应商身份转变成当前能够帮助企业提高生产效率和质量，减少生产成本的重要合作伙伴。

　　传统加工工艺中应慎重采用的加工方式在数控加工工艺中变得简单可行，如现代数控机床中的调头镗取代了传统加工方式中的悬臂镗。进行孔位加工时，传统加工工艺中所采用的空刀法和修整法被数据加工工艺中的背镗法和数控修整法所取代。硬切削工艺是目前新出现的一种加工工艺，它以较高的加工效率、较低的设备资金投入及加工成本对传统磨削工艺形成了强烈的冲击。同传统的湿切削技术相比，干切削技术有着“绿色制造工艺”的美誉，不过也存在一些不足，如切削变形严重和切削力明显增大等，但通过对这些缺点进行分析，并采取有效措施加以完善后，干切削还是有明显优势的，它也必将被广泛的推广和应用。

　　数控加工中的高速加工具有传统加工工艺所无可比拟的优势，下面以模具加工为例进行具体说明：在传统加工工艺中，通常需要多道加工工序才能完成模具加工任务，而利用高速加工只需要1～2道工序即可完成，并且因高速加工的精度较高，不必在进行传统加工中的电加工和磨削加工这两道工序。同普通加工相比，高速加工的切削速度提升了5～10倍，其优点如下：缩短加工时间，便于采用较小直径的刀具；有利于脆性材料和薄壁零件的加工；仅需极少工序即可达到传统加工需要多道工序才能获得的表面加工质量和加工精度，生产效率和经济收益大幅提高。

　　热变形是切削过程中不可避免的问题之一，工件进行精加工期间，热变形会对其加工精度产生直接影响。由于传统加工工艺的加工工序较多，各个工序的衔接有一定的缓冲时间，可以在上道加工所产生的温升下降到正常水平后再进行下一工序，直至最后的精加工，另外，对工步间的间隔时间进行有效控制也是降低热变形影响的有效方法[3]。

　　由于数控加工能够连续高效地对多个面进行加工，所以在连续切削过程中产生的热量无法及时恢复正常，如果通过控制工步间的间隔时间来降低热变形影响，又会降低加工效率，基于此，数控加工中的热变形是当下亟待解决的问题。发现热变形的规律并通过程序进行预补偿是降低热变形影响的理想方法，不过目前并无法发现热变形的规律，所以采用数控机床加工精度要求较高的零件时，也只能采取先冷却再精加工的方法来降低热变形的影响。

　　传统的通用机床与专用机床相比，通用机床柔性好、可效率不高，而专用机床效率高，可是刚性大、柔性差，且对零件适应性低，在激烈的市场竞争中，传统通用机床的改型频率相对较低。而对于数控机床来说，它的市场适应性强，只要改变程序就能加工新的零件，不仅自动化高，而且柔性高、效率高。

　　对于数控加工工艺来说，普通加工工艺是其基础及技术保障，它是由传统加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计技术和计算机制造技术组成的，并起源于传统的机加工工艺。本文主要围绕数控加工工艺与传统机床加工工艺的特点及差异展开探讨，从而编制出更好的、适宜的工艺文件。

　　[1]郭英杰.浅谈数控加工切槽与切断[J].张家口职业技术学院学报，2010（01）：51-53.

　　根据用途，将数控铣床和加工中心的刀具按用途进行分类，可以分为三类：第一，钻削刀具，又分为深孔、短孔和小孔，以及攻螺纹、铰孔。第二，镗削刀具，有精和粗之分。第三，铣削刀具，包括了面铣、立铣、三面刃铣等。

　　在铣削刀具中，其材料分为：高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷材料、立方氮化硼、巨晶金刚石等材料。

　　高速钢：属于传统刀具，常温硬度为62―65HRC，其热硬性达到了500―600 0C。但允许切削的速度为50m/min。这样特点是拥有较好的韧性和强度，综合性能较好。

　　硬质合金刀具：由熔点和硬度较高的含有碳化合物和Co、Mo等的粘接剂合成的冶金产品。常温硬度我74―82HRC，高温800―1000 0C，成本低，中等速度（150m/min），有较好的进给切削性能，从而被广泛选用。

　　涂层硬质合金：韧性和耐磨性都较好，是在硬质合金的表层上再覆盖一些TiN数控加工、Al2O3以及TiCN，从而为刀具起到了较好的耐热作用和降低摩擦与黏附，减少磨损，并且成本较低。

　　陶瓷材料：高硬度、高强度、耐磨性、化学稳定性、抗粘结性、低摩擦系数以及廉价的价格为陶瓷材料带来了巨大的优点，寿命较长。

　　立方氮化硼（CBN）：广泛应用在淬硬钢（50HRC以上）、冷硬铸铁以及高温合金等加工工艺中，属于人工合成的材料，硬度7300―9000HV，高温硬度极好，然而相较于陶瓷刀，耐热性与化学稳定性较差，在冲击强度与抗破碎方面也较好，但存在较差的热稳定性以及化惰性。

　　巨晶金刚石（PCD）：是最硬（10000HV）、最具耐磨性的刀具，高速（1000m/min）、高精度材料，然而易碎，容易和黑色铁元素起化学反应，因此，应用的范围有限。

　　在选择铣刀类型时，刀具应与被加工的工件面的形状和尺寸对应。在零件轮廓、凹凸的加工中，应选取立铣刀；对于铣平面，要选择硬质合金的刀片铣刀；对毛坯表面和粗加工孔，选择涂层铣刀；对某些立体或变斜角轮廓的外形，采用球头、环形、锥形以及盘形的铣刀。

　　铣床加工中使用最多的刀具是可转位面铣刀及立铣刀，前者直径为Φ16―630，而粗铣的直径应小些，以减少切削的扭矩。在精铣时，直径应大些，从而提高工艺精度与效率，还可减少进给中的接刀痕。

　　制订切削用量时要考虑的因素，第一，切削加工生产率，在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。第二，刀具寿命，切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。第三，加工表面粗糙度，精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。

　　切削用量的内容包括了主轴转速、进给量、背吃刀量，加工方法不同，那么所选择的切削用量也不同。选择原则：粗加工要注重生产效率，同时要兼顾经济性与成本问题；而半精加工与精加工工艺，需要在保证质量的情况下，兼顾效益、经济和成本。详细的数值要根据机床的说明书和切削用量手册以及经验来共同确定。

　　背吃刀量需要根据机床、刀具、工件以及夹具的刚度决定。在刚度允许的条件下，保持最少进给次数来切除加工的余量，尽量一次性切除，以保证高效生产率。对于数控机床而言，精加工余量可小于一般的机床，去0.2―0.5mm。对于工件表面粗糙度Ra为12.5-25，在圆周铣削和端面铣削的加工余量分别小于5mm和6mm，只需一次粗铣进给就能达到要求。对于余量较大的、工艺刚性差或动力不足的情况下，需要两次进给。

　　f是进行切削用量的重要参数，根据表面粗糙度、加工精度的要求和工件材料、刀具等进行选择。在编程中，一般数控车床编程以进给量（mm/r）来表示，而铣床和加工中心的编程则用进给速度（mm/mim）。在高要求的加工工艺中，即高精度加工中，进给速度的取值应小些，数值范围在20―50mm/min内。机床的刚度与进给系统性能影响最大进给量，并和脉冲当量相关。数控机床的操作面板是有进给速度的修调开关，可进行范围内（0―150%）的10%作调整。而对于试切削中，可进行修调使得操作者进行最佳的进给速度选择。

　　这里的为切削速度，根据手册或刀具说明书中的刀具寿命来决定。为工件或者是刀具的直径（mm）

　　很多因素都会对给进的路线产生影响，如加工过程中使用的工艺，加工对象的不同，加工对于精度的要求，所要加工对象的刚度，加工过程中所需要设置的余量，刀具的选择和机床的选择以及工件的形状等，因而在确定给进路线的过程中应当遵循以下的原则：

　　简单地说，在数控铣床上铣削工件，铣刀切削线速度V的选择，主要由刀具材料和工件材料决定。铣刀转速n（转/分钟），主要由铣刀选用切削线速度V（米/分钟）与刀具直径D（毫米）决定。

　　由于数控加工的对象多种多样的，因而在编写程序的过程中具有很大的灵活性，本文对于编程过程中所需要注意的编程原则进行了介绍，在实际使用的过程中，应当结合实际综合考虑各种因素来确定编程过程中所需要的参数。

　　数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题：

　　（1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。

　　（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。

　　（3）以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。

　　（4）以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。

　　顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行：上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；先进行内腔加工，后进行外形加工；以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；

　　数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

　　数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较，数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通机床加工工艺相同。一般说来，数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。

　　（1）数控加工工艺的内容十分具体、工艺设计工作相当严密。在普通机床加工时，许多具体的工艺问题如：工艺中各工步的划分与安排、刀具的几何形状、走刀路线、切削用量选择等，在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工时，上述这些具体工艺问题，不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。

　　（2）数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工，而这些加工在传统工艺方法下需分多道工序才能完成。因此，数控加工工艺具有复合性特点，传统加工工艺下的一道工序在数控加工工艺中已转变为一个或几个工步，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。

　　上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。以相同的安装方式或使用同一把刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重新定位或换刀所引起的误差。在同一次安装中，应先进行对工件刚性影响比较小的工序，确保工件在足够刚性条件下逐步加工完毕。这些原则不仅适用于数控加工，也适用于普通机加工。除此之外，对于数控加工，表1列出了一些根据数控加工工艺特点而应注意的其它原则，在确定加工工序的时候也要引起重视。

　　[1]典型零件工艺分析与加工（高职高专模具设计与制造专业规划教材）[M].清华大学出版社，2010.

　　[2]李卫民.机械零件数控加工（21世纪高职高专机械类实训教材）[M].中国人民大学出版社，2009.

　　数控车加工的过程是自动完成的，它是由加工程序控制进行的数控加工。因此，在这个过程中对于加工程序就提出了很高的要求，需要加工程序具有相当高的的准确性和精确性与合理性，一点儿差错都不能出的情况下才能保证加工生产出合格的零件产品。因此，这就要求技术人员在进行数控加工程序的编写过程中，必须认真对待加工工艺。尤其是在典型零件的加工过程中，必须对程序设计流程、数控车加工过程中的切削用量以及刀具的选择和走刀的路线问题等因素，都需仔细对待。

　　在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题 如对刀点、加工路线等也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是十分重要的。

　　数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而有自己特点：①工序的内容复杂;②工步的安排更为详尽;③依靠程序完成所有工艺过程;④数控机械加工程序是数控机床的指令性文件;⑤数控机床受控于程序指令;⑥数控机械加工程序不仅包括零件的工艺过程，还包括了完成工艺过程所必需的工艺参数，如切削用量、进给路线、刀具尺寸编号以及机床的运动过程。⑦数控加工效率高，加工精度高，劳动强度低，对不同工件适应能力强。

　　对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量，数控切割机。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。

　　用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。

　　合理选择刀具，具体是指：第一，粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 第二， 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 第三， 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。用户在选择切削用量以后，还需要挑选合适的刀具，只有保证选择的刀具无论是在强度、耐用度还是精确度等方面，都要具有高质量的前提下，我们才有可能做好数控车加工的工作。

　　合理选择夹具，具体表现为：第一，尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具;第二，零件定位基准重合，以减少定位误差。所谓合理，就是要求夹具既要是通用的夹具，还要求零件定位的基准重合，这两点要求缺一不可。选择了合适的夹具半岛电子，在进行数控车的加工工程中，技术人员才能因此节省工作的效率，提高工作效益。一般来说，选择合适的夹具对于数控车床的加工工艺的完成具有相当重要的作用。拥有好的工具了，才有可能保证高质量的工作成果。因此，在选择了合适的切削用量和刀具之后，还需要选择合适的夹具，这是保证数控车加工工艺正常运行的前提与基础。

　　加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。确定加工路线就是要求：第一，应能保证加工精度和表面粗糙要求;第二，应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。在确定加工路线的过程中，首先我们要保证的便是数控车加工工艺时加工的精度和表面粗糙的要求，这样才能保证加工的质量，其次对于加工路线的缩短，以此来节约数控车加工运行的时间，这样刀具空运行的时间也会大大缩短，不仅有利于保护刀具的损坏，同样对于工作效率的提升，也是一种保障。

　　目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。因此，在数控车加工工艺的过程中，要加强加工路线与加工余量之间的联系。一般来说，数控车的加工工艺与普通的车床加工工艺基本类似，它是一次性完成的自动化操作。因而，对于工作的细节要求就格外仔细。无论是切削用量、刀具，还是夹具的选择，都要求必须合适。加工路线与加工余量的联系，有利于促进车床工艺的顺利进行。

　　通过关于数控车加工工艺的分析与研究，我们了解到在具体的零件加工过程中，要仔细考虑数控车加工过程中的切削用量、程序设计流程、走刀的路线以及刀具的选择等问题，从而保证数控车的工艺规程制定的合理性，最终实现经济效益的提高。

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　　数控工艺就是选择合理的机床，合理的刀具，合理的进给参数，合理的程序做出合格的产品，在数控机床上加工零件，首先应根据零件图样进行工艺分析、处理，编制数控加工工艺，然后再能编制加工程序，整个加工过程是自动的。数控加工的内容主要包括有机床的切削用量、工步的安排、进给路线、加工余量及刀具的尺寸和型号。数控加工工艺在许多方面对传统的加工工艺作了改进，提高了数控加工工艺的工法和效率，为了确保能够选择正确的数控加工工艺，我们必须清楚的了解不同加工工艺的差异，进而提高工件的加工质量。

　　数控加工工艺的铣削刀具的类型主要包括以下几种：立铣刀、圆柱形、铣刀鼓形、铣刀键槽、铣刀模具、铣刀和专用成型铣刀等；数控加工中心加工孔刀具类型主要包括：中心钻、浅孔钻、麻花钻、扩孔钻、镗刀和丝锥等类型。目前，数控加工中心的刀具的特点一般可以从以下五个方面来讨论，第一，刀具有很高的切削效率；第二，数控刀具有较高的精度和重复定位精度；第三，刀具有很高的可靠性和耐用度；第四，实现刀具尺寸的预调和快速换刀；第五，具有一个比较完善的工具系统及刀具管理系统。

　　因为我们所采用的加工方式和加工方法可能会不同，因此，在刀具的选择方面也会存在不同的方式，在目前的数控加工工艺中，为了提高加工工艺的效率、确保加工质量、降低削切变形的机率以及缩短加工时间等我们可以采用目前比较流行的高速切削。现在比较流行的还有一种干切削，这种切削方式是一种可以只加少量的切削液或者是不加切削液的加工方式，如果采用这种方式，我们必须确保我们所采用的刀具要具有高耐热性。随着经济和技术的不断发展，刀具制造商也发生了巨大的变化，从以前简单的刀具供应商的地位转变成现在的提高加工生产效率，确保生产产品质量的重要成员，同时对于现在技术的支持和服务也具有十分重要的作用。

　　目前数控加工中心常用的夹具主要有以下几种：通用夹具、组合夹具、专用夹具、可调整夹具、多工位夹具和成组夹具，对于所使用的夹具应该满足以下三个标准：第一，夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开；第二，夹具在机床上能实现定向安装；第三，夹具的刚性与稳定性要好。

　　在选用夹具时我们一般应该遵循以下几个选用原则：首先，在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具；其次，批量加工可考虑采用简单专用夹具；再次，大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具；最后，采用成组工艺时应使用成组夹具。

　　首先，对零件进行工艺分析时，我们应该遵循以下几点：首先，分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求 ；其次，检查零件图的完整性和正确性；再次，分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工时的可行性、经济性、方便性；最后，确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结构和表面 。

　　其次，对于加工中心工艺方案的设计，工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹具的选择，工艺路线加工方法的确定。具体的工艺设计步骤包括：（1）先粗加工，半精加工，再精加工；（2）既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔；（3）采用相同设计基准集中加工的原则；（4）相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率；（5）按所用刀具划分工步；（6）有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位；（7）在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。

　　再次，对于进给路线的确定，对于钻孔路线来说，不仅要确定XY平面内的进给路线，定位要迅速，保证不发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确，而且还要确定Z向的进给路线。最后，对于切削用量的选择，我们在选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际切削的具体情况，确定合适的切削用量。

　　目前，许多因素都可能影响到现在的数控加工工艺，因此，在未来的发展中，我们需要进一步加强对数控工作的管理工作，同时也要提高数控加工工艺的高效性和可靠性，确保加工工艺的顺利进行。我们在加强数控加工工艺技术的同时也要充分考虑工作人员的特性，注意培养工作人员的专业知识技能，建立严格的工艺生产制度，提高工作人员的积极性，确保数控加工工艺顺利高效的进行。

　　数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。

　　数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面:

　　(一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四)切削用量选择;(五)工序、工步的设计;(六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。

　　笔者观察了很多数控车的技术工人,阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章,发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择 、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。

　　但是笔者分析了上述的顺序之后,发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。

　　目前,数控车床的使用者的操作水平非常高,并且能够独立解决很多操作上的难题,但是他们的理论水平不是很高,这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。

　　其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后,解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可以。

　　(一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工序、工步的设计;(四)工具、夹具的选择和调整设计;(五)切削用量选择;

　　零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。

　　零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。

　　在手工编程时,要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。

　　对被加工零件的精度和技术进行分析,是零件工艺性分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。

　　(1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中,粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。 为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,则应将粗、精加工分开进行。

　　(2)提高生产效率原则。为减少换刀次数,节省换刀时间,提高生产效率,应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再换另一把刀来加工其他部位,同时应尽量减少空行程。

　　(2)先近后远。离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。此外,先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性,改善其切削条件。

　　(3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件,应先进行内外表面的粗加工,后进行内外表面的精加工。

　　(4)基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来,定位基准的表面越精确,装夹误差越小。

　　数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面,尽量减少装夹次数,以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件,通常以零件自身的外圆柱面作定位基准;对于套类零件,则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外,还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择 。

　　刀具的使用寿命除与刀具材料相关外,还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下,采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命,提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

　　数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度υ)及进给速度F(或进给量f )。

　　切削用量的选择原则,合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求,以及刀具的耐用度去选择,(下转第90 页)

　　(上接第81 页)也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是:粗车时,首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap;其次选择较大的进给量f;最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数,提高加工效率,增大进给量有利于断屑。精车时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础上尽量提高加工效率,因此宜选用较小的背吃刀量和进给量,尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min )可根据切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D为工件或刀/具直径 mm)计算得出,也可以查表或根据实践经验确定。

　　数控机床作为一种高效率的设备,欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点,除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外,还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺,以得到最优的加工方案。

　　在模具的型腔铣削加工工艺中，数控加工中心已经广泛应用开来，随着软件像UG NX的CAM功能的实现及不断发展强大，数控机床在加工质量、精度上都上了一个台阶，然而很大程度上还要取决于加工工艺人员操作及编程水平的技术高低。除此之外，模具的型腔物理性状尽管多种多样，所组成这些基本特征种类是不多的。不同的加工特征，对应着就需要不同的加工工艺，通过对比、研究传统工艺技术要点，研究并总结规律，提高加工效率和加工质量。如何把传统工艺能够很好地结合到数控加工中心是一个能够提高加工效率的有效途径，首先介绍模具数控加工技术相关特征。

　　在设计模具时，若要保证产品的质量，单单设计合理是不够的，还需要拥有一流的模具制造技术来生产制造模具。以下为模具设计的基本要求：

　　1）制造精度高、产品合格、效能发挥好；2）使用寿命长；3）制造周期短；4）资金成本低。

　　其特点是模具制造加工过程中和普通机械加工是不一样的，前者难度较大，具有较多特殊性：制造质量高、形状复杂、材料硬度高的模具硬度高及单件生产模具制造、设计和制造周

　　1）铸造加工；2）特种加工；3）数控加工；4）机械加工；5）焊接加工；6）塑性加工。

　　特别需要注意的是，方法6数控加工中，对刀具悬伸量的控制，其量的大小变化会对加工质量影响变化很大。目前，就国内而言关于刀具悬伸的研究主要有：广东工大机电学院秦哲，通过刀具的合理使用，提高刀具的加工能力；淮海工学院陈书法，对引起刀具变形造成的加工误差进行了论述和分析，提出补偿方法。

　　数控加工刀具一定要和数控机床自动化程度、高效率及高速的特征相匹配，一般情况下，包含通用连接刀柄、少量的专用刀柄及通用刀具。

　　物理模具型腔的数控铣削加工工艺流程如下：首先，对型腔进行粗铣；然后，进行半精铣；其次，选用精铣；最后对模型型腔处理清角。在数控铣削的工艺方案选择上，要综合考虑众多影响因素，如加工选用方法、所需设备、走刀及进退刀方式、切削所用量、制造精度、加工余量、夹持方式等。接下来我们将从三个方面展开描述：影响优化效果的铣削参数；工艺优化目标；两种型腔模具优化方式。

　　在切削用量的各要素中，其重要性次序：1）切削速度；2）进给速度；3）吃刀量。如何在保证生产率的同时又能使刀具的耐用度保持良好，这是需要控制和掌握的难题。

　　1）切削深度ap；2）切削宽度ae；3）切削速度vc；4）主轴转速n；5）送进速度vf；6）体积切除率。

　　常见的两种铣削方式顺铣和逆铣。所谓顺铣，即铣刀切削速度方向与工件的进给方向一致；反之，称为逆铣，见下图1。

　　对型腔进行粗铣加工工艺优化时，要达到提高加工效率、降低加工成本及留量均匀，便于半精加工和精加工的目标。

　　型腔模具加工主要采用的方法：1）电火花加工；2）高速铣削。在普通型腔加工工艺研究的基础上，这里提出了一种新的模具型腔加工工艺综合型优化方案，使得生产率及质量上一个台阶，配合高速铣削使用电火花加工，这是一个未来的发展趋势。

　　在加工模具时，高速切削在切削材料多样性、加工质量、效率、尺寸精度及加工硬度上，都展现了极高的水平。而电火花加工的补充使用，是为了弥补其在半径方面和深度方面的限制。高速铣削的加工工艺特点：在型腔模具加工中，加工比较平坦的质量高、效率高的浅型腔。电火花加工加工工艺特点：在模型需要加工复杂型面时，如带尖角、窄缝、深坑及深且窄小腔等，需要在材料性、表面粗糙度、尺寸精度及机床设备上制定方案。

　　在零件加工的技术要求层面上，高速铣削用于完成工件大部分加工表面的加工，然后借助于电火花加工来对清角及腔室加工，最后做一些表面处理，像抛光处理使表面粗糙度达到零件的使用要求。

　　电火花加工工艺：使用D7140电火花成形机床完成型腔的加工，采用EROWA夹具来装夹电极，将工件安置在永性磁铁吸盘的台面上，使用千分表来调整工件基准面、机床轴移动之间的平行度，并采用基准球四面分中间接定位。

　　高速铣削加工工序：机床选择上选用MAKINO V33，刀具使用硬质合金，使用平口虎钳装夹工件，一次装夹完成全部工序。不同的区域采用各自的刀具和加工方式，分层次、多次加工，完成所需工步。合理确定工艺策略，粗铣-半精铣-精铣，合理安排铣削方式、走刀方式以及进退刀方式。

　　如何合理使用高速铣削加工与电火花放电加工型腔模具，把他们的优势利用起来，提高加工质量、加工效率并缩短制造周期，提高生产效率，是模具加工的重要课题。加工制造结果显示，有效的安排高速铣削与电火花加工工序来加工工件，可取得较好的效果。

　　本课题以模具型腔为研究对象，结合数控加工工艺，重点研究了模具型腔数控加工工艺的优化问题，对数控铣削和电火花加工工艺作相关分析。主要研究工作所得如下：

　　进行模具型腔数控铣削加工工艺优化研究。介绍数控铣削、高速铣削及电火花加工，分析对比并提出了合理的加工方式。

　　模具型腔的数控加工特征分析。详细分析了模具型腔数控加工特点、要求及铣削参数。

　　进行了铣刀悬长与加工精度的研究。研究了数控加工时刀具悬长对加工精度的影响。

　　数控机床是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床。然而对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。工艺人员应结合本单位设备的实际，以解决难题、攻克关键问题和提高生产效率为前提，充分发挥数控加工的优势。本人经过近几年的实践经验，总结出以下关于数控加工工艺编制方法、步骤及注意事项。

　　工艺编制人员在对零件图进行工艺分析前，要将相应的数控机床说明书、切削用量表、通用工具手册、夹具手册等资料备好，以备查用。根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。

　　1.机床的合理选用。 在数控机床上加工零件时，要依据零件图样、毛坯的材料种类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等选择适合加工该零件的数控机床。概括起来有三点：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。②有利于提高生产率。③尽可能降低生产成本。

　　2.加工方案确定及加工方法的选择。 零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

　　确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。

　　加工方法的选择是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。

　　（1）工序的划分。在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。

　　（2）工步的划分。工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则：①同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 ② 对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。③按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。

　　（1）定位安装的基本原则：①力求设计、工艺与编程计算的基准统一。②尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。③避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

　　（2）选择夹具的基本原则。 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还要考虑以下四点：①当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。 ②在成批生产时应考虑采用专用夹具，并力求结构简单。③零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。④夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。

　　（1）刀具的选择。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀；曲面加工常采用球头铣刀。加工大螺纹选用螺纹铣刀或机用丝锥。

　　（2）切削用量的确定。 切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。 合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

　　随着科技的进步，产品越来越多样化、零件精度越来越高，制造材料越来越广泛，数控加工技术越来越平常化，工艺技术人员应在先进工艺技术前沿勇于进取，不断创新，编制更合理工艺，提高生产率，提升我集团公司制造水平。