時(shí)間：2022-05-01 16:41:46
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數(shù)控加工，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
數(shù)控加工能夠大大提高對(duì)復(fù)雜性產(chǎn)品的制造效率,能夠充分保障產(chǎn)品的加工質(zhì)量,它是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝、現(xiàn)代化控制技術(shù)、傳感技術(shù)等技術(shù)于一體的,它的廣泛使用給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了極大的方便,數(shù)控技術(shù)的水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。
1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)床加工技術(shù)相比,其具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):1.加工零件的精度越來(lái)越高,能夠適應(yīng)許多品種復(fù)雜的小零件。數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的,不需要人工干預(yù),從而能夠消除人為產(chǎn)生的誤差。2.數(shù)控機(jī)床能夠隨生產(chǎn)對(duì)象的變化而發(fā)生變化,所以在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí),只需重新編制程序,輸入新的程序后就能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)新的零件的加工;而并不需要改變機(jī)械部分和控制部分的硬件,從而為復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的生產(chǎn)提供了極大的方便。3.數(shù)控機(jī)床每一道工序都可以選用最有利的切削用量,這就提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率,節(jié)省了時(shí)間,數(shù)控機(jī)床還能夠?qū)崿F(xiàn)多道工序的連續(xù)加工,大大提高了生產(chǎn)效率。4.數(shù)控機(jī)床加工零件一般不需要制作專(zhuān)用夾具,并且還可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,從而能夠使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降,可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。5.數(shù)控機(jī)床可以使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息,從而為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造以及管理一體化奠定了基礎(chǔ)。
2數(shù)控機(jī)床
2.1數(shù)控機(jī)床的定義
數(shù)控機(jī)床是集多種技術(shù)于一體的現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化的數(shù)字機(jī)床,其控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)的處理各種程序指令,從而使得機(jī)床工作加工零件。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,就會(huì)使得機(jī)床停止運(yùn)轉(zhuǎn),從而影響生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床容易出現(xiàn)的故障主要有:機(jī)械的磨損與銹蝕、工件表面粗糙度大、電子元器件發(fā)化,本身有隱患、灰塵、操作失誤等,所以,對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障及時(shí)的進(jìn)行維修是保障數(shù)控機(jī)床能夠正常運(yùn)行的前提,對(duì)數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展和不斷完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。
2.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
(1)對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性比較強(qiáng),能夠根據(jù)不同加工對(duì)象為模具的制造提供合適的加工方法;(2)加工精度高,能夠適應(yīng)各種小而精密的零件的加工,具有比較穩(wěn)定的加工質(zhì)量;(3)當(dāng)加工零件發(fā)生改變時(shí),不需要重新進(jìn)行設(shè)置,只需要更改數(shù)控的程序就可以,這樣就大大節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率;(4)由于采用的是自動(dòng)化程序控制,所以大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度;(5)數(shù)控機(jī)床對(duì)工作人員的素質(zhì)要求比較高,對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。
2.3數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)
(1)按照加工工藝方法進(jìn)行分類(lèi):金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床;特種加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床;扳材加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床;(2)按控制運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分類(lèi):點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。
3數(shù)控機(jī)床常常出現(xiàn)的故障分析
3.1數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展,從而更加準(zhǔn)確的確保了機(jī)床的正常運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有以下三個(gè)特點(diǎn):(1)數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)的目的很明確,能夠快速的對(duì)機(jī)床進(jìn)行故障監(jiān)測(cè),進(jìn)而及時(shí)的制定出科學(xué)、有效的解決方案,從而保障機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn);(2)數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)技術(shù)涉及的范圍比較廣,主要涉及到物理學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域;(3)數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠很好的聯(lián)系實(shí)際,能夠把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐,然后用于實(shí)際的操作中,這樣就能夠很好的提高數(shù)控機(jī)床的安全運(yùn)行。
3.2數(shù)控系統(tǒng)故障
3.2.1位置環(huán)位控環(huán)報(bào)警:可能是測(cè)量回路開(kāi)路;測(cè)量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞;不發(fā)指令就運(yùn)動(dòng),可能是漂移過(guò)高,正反饋,位控單元故障;測(cè)量元件損壞;測(cè)量元件故障,一般表現(xiàn)為無(wú)反饋值;機(jī)床回不了基準(zhǔn)點(diǎn);高速時(shí)漏脈沖產(chǎn)生報(bào)警的可能原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。3.2.2電源部分電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。
3.3無(wú)報(bào)警顯示的故障
3.3.1機(jī)床失控由于伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)元件的反饋信號(hào)接反或元件故障本身造成的。3.3.2機(jī)床振動(dòng)此時(shí)應(yīng)首先確認(rèn)振動(dòng)周期與進(jìn)給速度是否成比例變化,如果成比例變化,則故障的原因是機(jī)床、電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)器不良,或是系統(tǒng)插補(bǔ)精度差,檢測(cè)增益太高;如果不成比例,且大致固定時(shí),則大都是因?yàn)榕c位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤,速度控制單元上短路棒設(shè)定錯(cuò)誤或增益電位器調(diào)整不好,以及速度控制單元的印刷線路不好。
3.4數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)人員要掌握方法對(duì)機(jī)床的監(jiān)測(cè)
數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)人員在檢測(cè)前要詳細(xì)了解機(jī)床發(fā)生故障前有哪些征兆或者是現(xiàn)象,根據(jù)這些現(xiàn)象對(duì)故障進(jìn)行分析,這樣可以大大提高監(jiān)測(cè)效率;如果不能通過(guò)看機(jī)床表面判斷出機(jī)床的故障,這時(shí)就必須進(jìn)行深層次的故障檢測(cè),對(duì)很有可能發(fā)生故障的部位進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而監(jiān)測(cè)出故障部位。監(jiān)測(cè)人員還一定要熟悉相關(guān)機(jī)床的維修原理,在每一次監(jiān)測(cè)完機(jī)床故障以后,應(yīng)該詳細(xì)的記錄好監(jiān)測(cè)方法,從而可以方便掌握機(jī)床的故障規(guī)律,從而提高故障診斷效率。
4數(shù)控加工及數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及檢修
4.1數(shù)控加工及數(shù)控機(jī)床維護(hù)與檢修人員
由于數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn),所以對(duì)維護(hù)與檢修人員的要求比較高,只有維修人員具有較高的素質(zhì)和工作技術(shù)才能真正確保數(shù)控機(jī)床維修工作的快速、高效運(yùn)行。有效的預(yù)防與維修的技術(shù)手段是確保數(shù)控機(jī)床能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件,所以要建立嚴(yán)格的維護(hù)修理制度對(duì)機(jī)床進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)、修理,從而來(lái)大大降低事故的發(fā)生率,每次使用完機(jī)床以后要對(duì)機(jī)床的每一個(gè)部件進(jìn)行檢測(cè),對(duì)一些有破損的部件進(jìn)行及時(shí)的更換,定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)的進(jìn)行解決,另外,還可以對(duì)機(jī)床進(jìn)行一定程度的升級(jí)或者是改裝,從而使的機(jī)床的技術(shù)水平能夠得到大幅度的提升,使得機(jī)床能夠穩(wěn)定運(yùn)行、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益;除此以外,還要對(duì)機(jī)床的使用壽命與更換頻率進(jìn)行評(píng)估,從而真正提高機(jī)床的使用壽命。保障數(shù)控機(jī)床能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主體還是維護(hù)人員,為此,一定要加強(qiáng)對(duì)維護(hù)人員的培訓(xùn)力度,讓維護(hù)人員在掌握基本的知識(shí)基礎(chǔ)以后,掌握更多、更有效的技術(shù)方法,真正成為數(shù)控機(jī)床專(zhuān)業(yè)檢測(cè)診斷技術(shù)的高級(jí)操作專(zhuān)家,此外還要提高維護(hù)人員的責(zé)任心,讓維護(hù)人員能夠利用自己靈活且基礎(chǔ)扎實(shí)的知識(shí)體系,使機(jī)床的正常運(yùn)行獲得保證,從而減少事故的發(fā)生頻率,帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2加強(qiáng)對(duì)機(jī)床的安全監(jiān)察力度
只有真正保障機(jī)床是在嚴(yán)格的操作流程下進(jìn)行,才能真正保障人們的生命安全,減少事故的發(fā)生,所以,一定要重視事故的發(fā)生原因,對(duì)事故進(jìn)行仔細(xì)的分析和解決,吸取教訓(xùn),不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn),將事故發(fā)生的過(guò)程記錄下來(lái),從而能夠避免下次再出現(xiàn)同樣的事故,另外,還要加強(qiáng)對(duì)機(jī)床的安全監(jiān)察力度,做好安全工作,對(duì)于不同種類(lèi)的機(jī)床要采取不同的分析與診斷方法,還要做好定期維修和護(hù)理工作,提前對(duì)機(jī)床可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè),然后針對(duì)這些故障提前做好預(yù)防措施,對(duì)于機(jī)床的引進(jìn)購(gòu)買(mǎi)一定要確保是從正規(guī)廠家進(jìn)行的購(gòu)買(mǎi),從而真正從源頭上確保機(jī)床的質(zhì)量,再者還要注意確保維護(hù)人員的生命安全,要牢記安全第一的原則,提高維護(hù)人員的安全意識(shí),從而真正使得維護(hù)人員的安全有所保障。
4.3做好預(yù)防性維護(hù)工作
預(yù)防性維護(hù)工作的目的是為了降低故障的發(fā)生率。所以,數(shù)控機(jī)床維護(hù)人員要對(duì)數(shù)控機(jī)床在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行提前的預(yù)測(cè),然后根據(jù)估測(cè),提前做好防范工作;除此以外,數(shù)控機(jī)床管理人員還要對(duì)每臺(tái)數(shù)控機(jī)床都建立起日常的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃,包括保養(yǎng)內(nèi)容以及各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(yǎng),然后定時(shí)定期的對(duì)這些數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù);如果數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間閑置不用,當(dāng)需要使用的時(shí)候,第一次使用時(shí)最好用較低速度進(jìn)行運(yùn)行。
4.4數(shù)控機(jī)床的診斷原則
數(shù)控機(jī)床診斷技術(shù)主要是對(duì)機(jī)床進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和診斷。如果不能很好的對(duì)機(jī)床進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷,就會(huì)使得這些機(jī)床在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生故障,導(dǎo)致機(jī)床不能繼續(xù)正常工作,從而給人們的生命安全造成威脅,給企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。診斷技術(shù)就能夠很好的避免這些故障的發(fā)生,能夠使得機(jī)床按照自身的系統(tǒng)正常的運(yùn)行。對(duì)機(jī)床進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷可以精確的發(fā)現(xiàn)機(jī)床存在的問(wèn)題,然后快速的解決這些問(wèn)題,從而確保機(jī)床的正常運(yùn)行。由于數(shù)控機(jī)床是集多種技術(shù)于一體的現(xiàn)代化設(shè)備,所以維修人員在診斷故障時(shí)應(yīng)該采用先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查,盡量避免隨意地啟封、拆卸,這樣會(huì)擴(kuò)大故障范圍,使機(jī)床大傷元?dú)?喪失精度,降低性能。所以,在診斷時(shí)可以采用:先檢查外部再檢查內(nèi)部;先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)下通過(guò)了解、觀察測(cè)試、分析確認(rèn)為故障,然后再給機(jī)床通電;當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋,一時(shí)無(wú)從下手的情況時(shí),應(yīng)該先解決容易的問(wèn)題,然后再解決難度較大的問(wèn)題。這樣,遵循原則進(jìn)行診斷,既能夠快速診斷出故障所在的位置,又能避免對(duì)機(jī)床的損害,大大提高了工作效率。
4.5應(yīng)該為數(shù)控機(jī)床配備系統(tǒng)編程、操作和維修的專(zhuān)業(yè)人員
只有合理的配備出專(zhuān)業(yè)的維修人員,才能大大提高機(jī)床的維修效率。這些專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)該熟悉所用機(jī)床的各個(gè)部分及使用環(huán)境,并且能夠按照機(jī)床和系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)的要求正確的使用數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境會(huì)影響機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn),所以在安裝機(jī)床時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行安裝,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,應(yīng)該將數(shù)控機(jī)床與普通的機(jī)械加工設(shè)備隔離安裝,以便對(duì)機(jī)床進(jìn)行維修和保養(yǎng)。
4.6數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中硬件控制部分的維修與保養(yǎng)
數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)硬件控制部分是數(shù)控機(jī)床的核心,所以一定要重視對(duì)其的維修與保養(yǎng)工作,每年應(yīng)該讓有經(jīng)驗(yàn)的維修人員檢查一次,檢測(cè)有關(guān)參考電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi),檢查系統(tǒng)內(nèi)各器件連接是否有松動(dòng)的現(xiàn)象,如果有及時(shí)進(jìn)行維修。還要,檢查各功能模塊使用風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常并且是否清除灰塵,這樣,可以延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用壽命。
4.7制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)的規(guī)章制度
要根據(jù)各種數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn),確定各自保養(yǎng)條例,應(yīng)該有一種嚴(yán)格的規(guī)定,除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修,否則不允許隨便開(kāi)啟柜門(mén),更不允許在使用時(shí)敞開(kāi)柜門(mén);應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個(gè)冷卻風(fēng)扇工作是否正常,檢查工作環(huán)境狀況,如果發(fā)現(xiàn)過(guò)濾網(wǎng)上灰塵積聚過(guò)多,一定要及時(shí)清理,否則將會(huì)引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度過(guò)高,造成過(guò)熱報(bào)警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠;還要經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓;定期更換存儲(chǔ)器用電池。
5結(jié)語(yǔ)
控加工技術(shù)的特點(diǎn)及常用類(lèi)型，并指出了多軸數(shù)控加工編程技術(shù)存在的問(wèn)題、以及實(shí)現(xiàn)多
軸數(shù)控加工技術(shù)的難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：模具制造；多軸數(shù)控加工；多軸數(shù)控加工編程
TG659
一、建立多軸的概念
多軸數(shù)控加工一般指三軸半以上的數(shù)控加工，它一直是數(shù)控加工的難點(diǎn)。因?yàn)槿S以下的加工在我們頭腦中是一個(gè)比較直觀的東西，我們很容易想象三軸走刀的具體情況，同樣在CAM軟件中三軸以下的加工程序編制也容易的多。多軸加工則不然，多軸數(shù)控加工能同時(shí)控制4個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，將數(shù)控銑、數(shù)控鏜、數(shù)控鉆等功能組合在一起，工件在一次裝夾后，可以對(duì)加工面進(jìn)行銑、鎖、鉆等多工序加工，有效地避免了由于多次安裝造成的定位誤差，能縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。
二、多軸數(shù)控加工的特點(diǎn)
采用多軸數(shù)控加工，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高加工精度。
多軸數(shù)控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性，而且由于零件在整個(gè)加工過(guò)程中只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證。
（2）減少工裝夾具數(shù)量和占地面積。
盡管多軸數(shù)控加工中心的單臺(tái)設(shè)備價(jià)格較高，但由于過(guò)程鏈的縮短和設(shè)備數(shù)量的減少，工裝夾具數(shù)量、車(chē)問(wèn)占地面積和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也隨之減少。
（3）縮短生產(chǎn)過(guò)程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理。
多軸數(shù)控機(jī)床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過(guò)程鏈，而且由于只把加工任務(wù)交給一個(gè)工作崗位，不僅使生產(chǎn)管理和計(jì)劃調(diào)度簡(jiǎn)化，而且透明度明顯提高。
（4）縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期。
對(duì)于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的企業(yè)，有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復(fù)雜，精度要求也很高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多軸數(shù)控加工中心可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中復(fù)雜零件加工的精度和周期問(wèn)題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。
三、多軸數(shù)控加工的類(lèi)型
多軸數(shù)控加工中心具有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件在一次裝夾后能完成5個(gè)面的加工。如果配置5軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，非常適于加工汽車(chē)零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等工件的成型模具。
根據(jù)回轉(zhuǎn)軸形式，多軸數(shù)控加工中心可分為兩種設(shè)置方式：
⑴工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。
作臺(tái)可以環(huán)繞x軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸的一般工作范圍是+30°至-120°。工作臺(tái)的中問(wèn)還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360°回轉(zhuǎn)。通過(guò)A軸與C軸的組合，固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外，其余的5個(gè)面都可以由立式主軸刀具進(jìn)行加工。A軸和C軸的最小分度值一般為0.001°，這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如果與X ，Y ， Z3軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空問(wèn)曲面。這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)角度90°時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。
（2）立式主軸頭回轉(zhuǎn)。
主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360°，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還帶有可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)到90°以上。這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，而采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使球面銑刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。
四、多軸數(shù)控加工編程技術(shù)
多軸數(shù)控加工與三軸數(shù)控加工的本質(zhì)區(qū)別在于：在3軸數(shù)控加工情況下，刀具軸線在工件坐標(biāo)系中是固定的，總是平行于Z軸；而在5軸數(shù)控加工情況下，刀具軸線一般是變化的。因此3軸數(shù)控加工的研究關(guān)鍵在于加工特征的識(shí)別和刀具路徑的規(guī)劃，多軸數(shù)控加工的研究關(guān)鍵在于刀具姿態(tài)的優(yōu)化。
多軸數(shù)控加工編程的一般步驟是：
⑴根據(jù)模型定義切削策略：可變軸輪廓銑是多軸加工的常用方式，首先從驅(qū)動(dòng)幾何體上生成驅(qū)動(dòng)點(diǎn)，將驅(qū)動(dòng)點(diǎn)沿著設(shè)定的矢量映射到零件模型上，生成刀位軌跡。判斷刀位軌跡的要素為刀位軌跡的長(zhǎng)短和方向的變化。
⑵刀軸控制方式：與3軸固定輪廓銑不同之處在于對(duì)刀具軸線矢量的控制，驅(qū)動(dòng)方法通常有點(diǎn)、線、面等3種方式，其選擇的原則是盡量使刀具軸線變化平穩(wěn)，以保持切削載荷的穩(wěn)定。
⑶切削參數(shù)的選擇：切削參數(shù)的選擇要考慮到整個(gè)加工系統(tǒng)的每個(gè)因素，其中，刀具和工件的影響最為明顯。在加工對(duì)象確定的情況下，根據(jù)工件的形狀、大小、切削性能等特點(diǎn)，選擇合適的刀具材料、直徑等各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)而確定切削速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削深度等參數(shù)。
五、實(shí)現(xiàn)多軸數(shù)控加工技術(shù)的難點(diǎn)
多軸數(shù)控加工由于干涉和刀具在加工空問(wèn)的位置控制，其數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比3軸機(jī)床復(fù)雜得多。目前，多軸數(shù)控加工技術(shù)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：
（1）多軸數(shù)控編程抽象、操作困難。
這是每一個(gè)傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問(wèn)題。3軸機(jī)床只有直線坐標(biāo)軸，而5軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)形式多樣；同一段NC代碼可以在不同的3軸數(shù)控機(jī)床上獲得同樣的加工效果，但某一種5軸機(jī)床的NC代碼卻不能適用于所有類(lèi)型的5軸機(jī)床。數(shù)控編程除了直線運(yùn)動(dòng)之外，還要協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)計(jì)算，如旋轉(zhuǎn)角度行程檢驗(yàn)、非線性誤差校核、刀具旋D運(yùn)動(dòng)計(jì)算等，處理的信息量很大，數(shù)控編程極其抽象。
（2）刀具半徑補(bǔ)償困難。
在5軸聯(lián)動(dòng)NC程序中，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能仍然有效，而刀具半徑補(bǔ)償卻失效了。以圓柱銑刀進(jìn)行接觸成形銑削時(shí)，需要對(duì)不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統(tǒng)尚無(wú)法完成刀具半徑補(bǔ)償，因?yàn)镮SO文件中沒(méi)有提供足夠的數(shù)據(jù)對(duì)刀具位置進(jìn)行重新計(jì)算。用戶(hù)在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)需要頻繁換刀或調(diào)整刀具的確切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應(yīng)送回CAM系統(tǒng)重新進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致整個(gè)加工過(guò)程效率不高。
（3）購(gòu)置機(jī)床需要大量投資。
多軸數(shù)控加工機(jī)床和3軸數(shù)控加工機(jī)床之問(wèn)的價(jià)格懸殊很大。多軸數(shù)控加工除了機(jī)床本身的投資之外，還必須對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器進(jìn)行升級(jí)，使之適應(yīng)多軸數(shù)控加工的要求，以及對(duì)校驗(yàn)程序進(jìn)行升級(jí)，使之能夠?qū)φ麄€(gè)機(jī)床進(jìn)行仿真處理。
參考文獻(xiàn)：
[1]宋放之，數(shù)控機(jī)床多軸加工技術(shù)實(shí)用教程，清華大學(xué)出版社，2010.4
關(guān)鍵詞：加工參數(shù)；正交試驗(yàn)；試驗(yàn)因素水平
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.162
1 引言
研究切削加工機(jī)理及大量切削加工試驗(yàn)可知切削速度v對(duì)表面粗糙度af影響較大。在低速或高速切削加工時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)積屑瘤，在v=20～50m/min加工塑性材料時(shí)，易出現(xiàn)積屑瘤，同時(shí)切屑分離時(shí)的擠壓變形與撕裂作用使得表面粗糙度af惡化。所以v越高，切削加工過(guò)程中切屑與加工表面的塑性變形越小，表面粗糙度值越小。試驗(yàn)表明，產(chǎn)生積屑瘤的臨界速度是隨刀具狀況、切削液、加工材料等改變而改變。
加工參數(shù)中進(jìn)給速度Vf 對(duì)加工效率有重要影響。一般Vf越高，去除同一材料所需時(shí)間越短。試驗(yàn)表明其他加工條件一定情況下，進(jìn)給速度Vf與加工時(shí)間t為反比。
分析可知，提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，既可降低表面粗糙度值，又可減少加工時(shí)間。還能影響切削熱產(chǎn)生、刀具磨損、破損及耐用度等。所以了解主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度變化規(guī)律有利于分析切削加工過(guò)程并完成切削加工參數(shù)合理優(yōu)化選取。
2 試驗(yàn)條件
針對(duì)目前數(shù)控加工參數(shù)合理優(yōu)化選取的特點(diǎn)與研究現(xiàn)狀，本文以DMC60H臥式銑削加工中心為試驗(yàn)平臺(tái)，以鋁合金殼體類(lèi)零件為試驗(yàn)對(duì)象，以圓柱銑刀、T型刀、通用量具、JB-4C型表面粗糙度測(cè)量?jī)x為試驗(yàn)刀量具，以鋁合金殼體類(lèi)零件加工中銑孔與銑槽為試驗(yàn)內(nèi)容，以提取數(shù)控加工銑削參數(shù)優(yōu)化選取試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)方法，以主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度作為試驗(yàn)因素，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、使用刀具及各因素關(guān)注度的不同劃分因素水平并設(shè)計(jì)正交表，可分成三個(gè)階段來(lái)完成。
3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則
試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則包含零件結(jié)構(gòu)、刀具類(lèi)型與關(guān)注度。按零件結(jié)構(gòu)不同將試驗(yàn)劃分為銑槽加工與銑孔加工；刀具類(lèi)型原則是以刀具不同及加工孔徑不同為原則劃分工步；關(guān)注度原則是以加工時(shí)間（因本試驗(yàn)主要以提高加工效率為目的）為依據(jù)將加工工步劃分為高、中、低關(guān)注度。
根據(jù)加工技術(shù)要求及試驗(yàn)需要，本文對(duì)刀具、切寬、切深等參數(shù)做了修整。銑孔加工基本數(shù)據(jù)如表1所示。
3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施
第一階段試驗(yàn)是在現(xiàn)有加工條件下，確定主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度極限范圍，試驗(yàn)水平數(shù)一律為3，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度為試驗(yàn)因素，查正交試驗(yàn)表可得最為接近。
第二階段試驗(yàn)?zāi)康氖翘崛〕鲈囼?yàn)數(shù)據(jù)用于數(shù)控加工銑削參數(shù)合理優(yōu)化選取。參考第一階段試驗(yàn)的極限主軸轉(zhuǎn)速與極限進(jìn)給速度按等分原理劃分試驗(yàn)因素水平等級(jí)，其中對(duì)關(guān)注度高、極限主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度間距大的工步取較高的試驗(yàn)水平數(shù)，對(duì)關(guān)注度中、低的工步取較低的試驗(yàn)水平數(shù)。工步23屬高關(guān)注度工步，故正交試驗(yàn)因素水平數(shù)取5，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度為試驗(yàn)因數(shù)。查表可得為最接近的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表。
第三階段試驗(yàn)是以前一階段試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析研究加工要求，以基本尺寸、表面粗糙度為試驗(yàn)擴(kuò)展因素設(shè)計(jì)第三階段試驗(yàn)。基本尺寸試驗(yàn)因素水平數(shù)以3或5為主，表面粗糙度因素水平設(shè)置為1.6、3.2、6.3。在前兩階段試驗(yàn)中已出現(xiàn)的基本尺寸將不再最后階段重復(fù)安排試驗(yàn)。
4 小結(jié)
本文介紹了數(shù)控銑削加工機(jī)理、銑削加工參數(shù)與加工性能及加工效率的關(guān)系、數(shù)控銑削加工參數(shù)優(yōu)化的試驗(yàn)條件及要求，提出了本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，科學(xué)有效地解決了數(shù)控銑削加工的試驗(yàn)研究，為后續(xù)加工參數(shù)優(yōu)化選取研究打好了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]數(shù)控車(chē)削；加工；技巧
中圖分類(lèi)號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）02-0000-01
一、數(shù)控車(chē)削的加工特點(diǎn)
數(shù)控車(chē)削是數(shù)控加工中應(yīng)用最多的方法之一，數(shù)控車(chē)削除具有普通車(chē)削的全部功能外、其加工對(duì)象還有如下特點(diǎn)：1、形狀復(fù)雜或難以控制尺寸零件。因?yàn)檐?chē)削數(shù)控系統(tǒng)都具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，部分?jǐn)?shù)控車(chē)削還具有非圓曲線（如橢圓曲線、拋物線等）插補(bǔ)功能，故能車(chē)削由任意平面曲線輪廓所構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體零件，包括通過(guò)擬合計(jì)算處理后不能用方程描述的列表曲線類(lèi)零件。2、具有特殊螺旋面的零件。特殊螺旋面的零件是指特大螺距、變螺距、等螺距與變螺距之間作平滑過(guò)渡的零件，圓柱螺旋面與圓錐螺旋面之間作平滑過(guò)渡的零件，以及具有高精度的模數(shù)螺旋面零件（如各種形面的蝸桿）和端面螺紋等。3、淬硬工件的加工。在大型模具加工中有不少尺寸大而形狀復(fù)雜的零件，這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此可以用陶瓷車(chē)刀在數(shù)控機(jī)床上對(duì)淬硬后的零件進(jìn)行車(chē)削加工，以車(chē)代磨提高加工效率。
二、數(shù)控加工要求
花鍵軸為典型的軸類(lèi)（軸承座為典型的套類(lèi)）零件，生產(chǎn)規(guī)模為批量加工。零件軌跡有著嚴(yán)格的尺寸精度要求，所以加工難度大。必須保證零件的尺寸精度、幾何精度和位置精度。對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工的要求一般有： 1）選擇數(shù)控車(chē)床，確定數(shù)控車(chē)削加工的內(nèi)容。2）進(jìn)行零件數(shù)控車(chē)削加工的工藝性分析。分析被加工零件的加工部位，明確加工內(nèi)容與加工要求。3）進(jìn)行數(shù)控車(chē)削加工工序的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)加工工序、確定數(shù)控粗、精車(chē)加工的內(nèi)容和先后順序。選擇零件的定位、夾具和工件的裝夾，選擇刀具，確定切削用量。4）畫(huà)出數(shù)控加工運(yùn)行軌跡路線圖，注意刀具切入和切出的方法和路線。5）從手工編程的角度出發(fā)，進(jìn)行數(shù)控加工運(yùn)行軌跡和各軌跡節(jié)點(diǎn)的數(shù)學(xué)計(jì)算。6）完成數(shù)控車(chē)削加工工件坐標(biāo)系的建立，確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)、程序起始點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、數(shù)控加工運(yùn)行軌跡路線。7）畫(huà)出數(shù)控加工對(duì)刀圖。8）編制數(shù)控車(chē)削加工程序。9）進(jìn)行零件的裝夾、數(shù)控刀具的安裝與對(duì)刀等實(shí)際操作。10）進(jìn)行首件試切，根據(jù)實(shí)際測(cè)量，調(diào)試修改加工程序，達(dá)到零件的尺寸和幾何精度要求。
三、數(shù)控加工工序劃分及定加工順序
1、工序劃分的原則。數(shù)控車(chē)削加工零件，常用的工序劃分原則有兩種：1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會(huì)在一次裝夾中全部完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應(yīng)將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行；2）提高生產(chǎn)效率原則。為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，應(yīng)將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后再換另一把刀來(lái)加工其他部位同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程。
2、確定加工順序。制定加工順序一般遵循下列原則：1）先粗后精。按照粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)的順序進(jìn)行，逐步提高加工精度。2）先近后遠(yuǎn)。離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。此外，先近后遠(yuǎn)車(chē)削還有利于保持壞件或半成品的剛性，改善其切削條件。3）內(nèi)外交叉。對(duì)既有內(nèi)表面又有外表面需加工的零件，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面的粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面的精加工。4）基面先行。用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)，定位基準(zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差越小。
四、數(shù)控車(chē)削加工工藝技巧
工藝技巧分析是數(shù)控車(chē)削加工的前期工藝準(zhǔn)備工作、工藝技巧制定得合理與否，對(duì)程序的編制、機(jī)床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個(gè)合理的、實(shí)用的加工積序，要求編程者不僅要了解數(shù)控車(chē)削的工作原理、性能特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)，掌握編程語(yǔ)言及編程格式，還應(yīng)熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控車(chē)削的特點(diǎn)，認(rèn)真而詳細(xì)地進(jìn)行數(shù)控車(chē)削加工工藝分析。其主要內(nèi)容有：根據(jù)圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數(shù)控車(chē)削上的裝夾方式；各表面的加工順序、刀具的進(jìn)給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。
1、零件圖分析。零件圖分析是制定數(shù)控車(chē)削工藝的首要任務(wù)。主要進(jìn)行尺寸標(biāo)注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)和加工要求的合理性，選擇工藝基準(zhǔn)。（1）尺寸標(biāo)注方法分析。零件圖上的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車(chē)削的加工特點(diǎn)，以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸、這種標(biāo)注方法既便于編程，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。如果零件圖上各方向的尺寸沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統(tǒng)一的工藝基準(zhǔn)、計(jì)算轉(zhuǎn)化各尺寸，以簡(jiǎn)化編程計(jì)算。（2）輪廓幾何要素分析.在手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、在自動(dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義、因此在零件圖分析時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。（3） 精度和技術(shù)要求分析。對(duì)被加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內(nèi)容包括：分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；分析工序的數(shù)控車(chē)削加工精度能否達(dá)到圖紙要求，若達(dá)不到，允許采取其他加工方式彌補(bǔ)時(shí)，應(yīng)給后續(xù)工序留有余量；對(duì)圖紙上有位置精度要求的表面，應(yīng)保證在一次裝夾下完成；對(duì)表面粗糙度要求較高的表面應(yīng)采用恒線速度切削。
2、夾具和刀具的選擇。（1）工件的裝夾與定位。數(shù)控車(chē)削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數(shù)，以提高加工效率、保證加工精度。對(duì)于軸類(lèi)零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準(zhǔn)；對(duì)于套類(lèi)零件，則以?xún)?nèi)孔為定位基準(zhǔn)、數(shù)控車(chē)削夾具除了使用通用的三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、液壓、電動(dòng)及氣動(dòng)夾具外，還有多種通用性較好的專(zhuān)用夾具、實(shí)際操作時(shí)應(yīng)合理選擇。（2）刀具選擇。刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外，還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長(zhǎng)刀具壽命，提高生產(chǎn)率的有效措施。數(shù)控車(chē)削常用的刀具一般分為3類(lèi)，即尖形車(chē)刀、圓弧形車(chē)刀和成型車(chē)刀。
3、切削用量選擇。數(shù)控車(chē)削加工中的切削用量包括背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速S（或切削速度訓(xùn)及進(jìn)給速度F。 切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對(duì)提高數(shù)控車(chē)削的加工質(zhì)量至關(guān)重要。確定數(shù)控車(chē)削的切削用量時(shí)一定要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的要求以及刀具的耐用度去選擇。
一般的選擇原則是：粗車(chē)時(shí)，首先考慮在機(jī)床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進(jìn)給量f；最后再根據(jù)刀具允許的壽命確定一個(gè)合適的切削速度。增大背吃刀量可減少走刀次數(shù)，提高加工效率，增大進(jìn)給量有利于斷屑。精車(chē)時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉(zhuǎn)速S （r/min）可根據(jù)切削速度u （ mm/min）由公式S=u1000/rD（D為工件或刀/具直徑mm）計(jì)算得出，也可以查表或根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。
結(jié)語(yǔ)
數(shù)控車(chē)削作為一種高效率的設(shè)備，欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn)，除了必須掌握機(jī)床的性能、特點(diǎn)及操作方法外，還應(yīng)詳細(xì)掌握數(shù)控車(chē)削加工工藝特點(diǎn)、工序和技巧，在詳細(xì)分析加工工藝的同時(shí)，優(yōu)化加工方案。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉存祥，康敏.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2008（3）.
[2趙如福.金屬機(jī)械加上工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2009.
關(guān)鍵詞:工藝分析;G73指令;數(shù)控加工
1工藝品“葫蘆”加工發(fā)展現(xiàn)狀
“葫蘆”制品具有極大的發(fā)展空間和潛力，代表中國(guó)民間傳統(tǒng)文化銷(xiāo)往世界各國(guó)，為傳播中國(guó)文化起到了重要作用。“葫蘆”從原始的一種盛器開(kāi)始到現(xiàn)代的民間工藝品，對(duì)其加工的工藝在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究“葫蘆”工藝?yán)碚摰膶?zhuān)業(yè)人員稀缺，每年發(fā)表的專(zhuān)業(yè)論文篇數(shù)少，至今正式出版的相關(guān)著作國(guó)內(nèi)也僅有幾部而已。絕大多數(shù)“葫蘆”工藝品的從業(yè)者是以按部就班的傳統(tǒng)方式從事工藝品制作，對(duì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)很難形成文字性的支持。高校、科研機(jī)構(gòu)申請(qǐng)國(guó)家社會(huì)科學(xué)研究的立項(xiàng)中，關(guān)于“葫蘆”手工藝制作的相關(guān)研究也沒(méi)有展開(kāi)。諸多的原因?qū)е潞J工藝方面的理論知識(shí)呈現(xiàn)出發(fā)展“單薄”的局面。傳統(tǒng)方式制作存在的問(wèn)題有：（1）樣式是由制作師傅的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)決定；（2）加工方法是以手工為主，完全取決于制作者的技術(shù)水平及經(jīng)驗(yàn)積累；（3）效率低，制約了該工藝品的創(chuàng)新及發(fā)展。而創(chuàng)新、總結(jié)是“葫蘆”制品發(fā)展的重心。本文以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)為技術(shù)支撐，從外形設(shè)計(jì)、加工設(shè)備、加工刀具及加工工藝方法等方面優(yōu)化處理，巧妙利用外形輪廓G73指令編寫(xiě)加工程序錄入到機(jī)床系統(tǒng)里，進(jìn)行對(duì)刀、程序校驗(yàn)、首件試切加工等作了詳細(xì)闡述，對(duì)加工難點(diǎn)的突破提出了具體的方案。
2工藝品“葫蘆”設(shè)計(jì)
針對(duì)傳統(tǒng)加工方法存在的問(wèn)題，從工人師傅自己的經(jīng)驗(yàn)為主，到采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，突破了經(jīng)驗(yàn)為主，該部分以突出現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工人經(jīng)驗(yàn)，使結(jié)構(gòu)更合理、美觀、便攜，如上、下的比例及各圓弧的半徑連接需過(guò)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(jué)比例等進(jìn)行優(yōu)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(duì)象的特點(diǎn)為：（1）直徑大小相差很大，采用圖形尺寸進(jìn)行循環(huán)切削，空運(yùn)行次數(shù)多，切削時(shí)間長(zhǎng)，效率低；（2）刀具切削時(shí)，刀刃左右交替參與切削，傳統(tǒng)的左偏刀、右偏刀無(wú)法滿足連續(xù)切削，因此本相應(yīng)預(yù)處理。
3.1分析零件圖
結(jié)合加工表面的特點(diǎn)和數(shù)控設(shè)備的功能對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，為了減少裝夾次數(shù)、換刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，毛坯總長(zhǎng)定為130mm，直徑40mm。選用三爪卡盤(pán)夾緊工件，選定工件右端面中心為編程原點(diǎn)，通過(guò)程序校驗(yàn)，減少空刀運(yùn)行時(shí)間，選擇X41，Z105作為循環(huán)起始點(diǎn)，以確保加工效率。
3.2確定數(shù)控加工刀具及加工路線
為了減少刀具數(shù)量和裝夾的次數(shù)，防止加工時(shí)刀具干涉影響切削面，針對(duì)要加工的材料是鋁棒、木頭等，這里用R1.5的專(zhuān)用圓弧車(chē)刀，可實(shí)現(xiàn)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(tǒng)加工因?yàn)榈毒哌x擇不合理，出現(xiàn)刀具干涉工件和換刀次數(shù)過(guò)多、反身裝夾影響加工效率的現(xiàn)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(xù)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(jìn)行打磨。
4.2車(chē)削工藝編程
刀具選擇，粗加工時(shí)可用割刀或者圓弧刃刀，精加工時(shí)用圓弧刃刀，拋光時(shí)要用砂紙打磨。按粗加工、精加工過(guò)程依次利用G73粗加工輪廓指令、G70精加工輪廓指令編寫(xiě)程序.
5加工難點(diǎn)及解決方案
（1）利用G73指令加工時(shí)，在程序中增加了一條單獨(dú)的退刀程序，解決了G73自動(dòng)退刀時(shí)，刀具對(duì)工件的干涉現(xiàn)象。編寫(xiě)加工程序，還要注意循環(huán)起始點(diǎn)的問(wèn)題，如果起始點(diǎn)定不準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)刀具空運(yùn)行，浪費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)效率就會(huì)受影響，通過(guò)試驗(yàn)，循環(huán)起始點(diǎn)應(yīng)該定在大于毛坯0.5~2mm之間。（2）對(duì)于既有遞增又有遞減的曲面圖形，用輪廓循環(huán)指令G73編制數(shù)控加工程序，關(guān)鍵點(diǎn)是這里利用R1.5圓弧車(chē)刀，與刀具半徑補(bǔ)償指令G42的完美搭配，解決了加工中刀具干涉工件產(chǎn)生的過(guò)切現(xiàn)象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要調(diào)頭，不需要換刀，減少了換刀的次數(shù)，提高效率，解決了多次換刀、多次調(diào)頭帶來(lái)的尺寸精度、位置精度誤差等問(wèn)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(shù)也要越多，參數(shù)U值的計(jì)算就尤為重要，走刀路徑太多，浪費(fèi)時(shí)間，降低生產(chǎn)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(wèn)題，提高精度和效率，通過(guò)多次試驗(yàn)總結(jié)，合理選擇參數(shù)。（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(zhuǎn)速2000r/min以上，用微細(xì)的紗布在工件上進(jìn)行打磨拋光，必須要小心、謹(jǐn)慎，這也是整個(gè)工序中最費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、最困難的問(wèn)題，也是今后改進(jìn)、創(chuàng)新的地方。
6首件試切
在零件加工中，由數(shù)控仿真軟件進(jìn)行加工。數(shù)控仿真軟件程序驗(yàn)證通過(guò)后，就可以實(shí)際加工。數(shù)控車(chē)床是采用FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng)，把程序作部分更改，輸入到機(jī)床存儲(chǔ)中。使用刀具補(bǔ)正設(shè)置坐標(biāo)系，利用試切法對(duì)刀，進(jìn)行機(jī)床模擬仿真加工，沒(méi)有錯(cuò)誤就可以實(shí)現(xiàn)如圖3所示的加工。通過(guò)上述設(shè)計(jì)、編程、加工后，完成零件加工全過(guò)程。
7結(jié)語(yǔ)
綜上所述，“葫蘆”制品是傳統(tǒng)和現(xiàn)代民間美術(shù)中最活躍的藝術(shù)形式之一。本文的創(chuàng)新之處是突出了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，比傳統(tǒng)的加工效率高、結(jié)構(gòu)更合理、外形更美觀。國(guó)內(nèi)的各種文化節(jié)和“葫蘆”藝術(shù)研討會(huì)后，形成文字性的文章也多是行業(yè)內(nèi)部資料，數(shù)量少、質(zhì)量低且對(duì)外不公開(kāi)。中國(guó)“葫蘆”工藝的理論研究和加工要本著總結(jié)實(shí)踐，才能有更好的發(fā)展和提高。本文對(duì)工藝品“葫蘆”的制作加工做了詳細(xì)的闡述，對(duì)參數(shù)設(shè)置也做了相應(yīng)的說(shuō)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(jìn)一步研究的地方。
作者:馬麗 單位:九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]梁艷,錢(qián)媛園,張蕓蕓.當(dāng)代葫蘆工藝發(fā)展現(xiàn)狀[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(2):110-112.
【關(guān)鍵詞】宏程序；G代碼；曲線加工；刀具參數(shù)
在數(shù)控加工中一般使用G代碼命令來(lái)編程。G代碼提供了G2、C3、I、J、K、R指令，很容易編制比較簡(jiǎn)單的曲線（圓弧、半圓）數(shù)控的加工程序，但對(duì)于一些復(fù)雜、不規(guī)則的曲線，常規(guī)的G代碼很難描述清楚。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)借助一些工具軟件，經(jīng)過(guò)特殊處理，編寫(xiě)G代碼來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。常用的方法有兩種：（1）將曲線導(dǎo)入Mastercam軟件，設(shè)置一定的參數(shù)，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。（2）用G代碼宏程序產(chǎn)生程序的主程序文件，然后手動(dòng)在程序設(shè)置刀具參數(shù)，成為可加工的程序。
1.利用Mastercam軟件
Mastercam軟件，其廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工，界面親和，易學(xué)易用。如何將AutoCAD文件導(dǎo)入Mastercam，自動(dòng)生成加工程序，以解決G代碼不能解決的復(fù)雜曲線問(wèn)題。以垂尾卡板X(qián)X-XX（見(jiàn)圖1）為例簡(jiǎn)單介紹一下。
操作流程如下：①新建一個(gè)Au-
toCAD文檔，將曲線單獨(dú)拷出，另存格式*.dxf文件。②打開(kāi)Mastercam軟件，打開(kāi)*.dxf文件，刪去其他不需要加工的輪廓線，只留樣條曲線。③選擇加工方式。④生成加工程序。
具體步驟如下：
第一步，將*.dxf文件讀入Mas-
tercam軟件：檔案檔案轉(zhuǎn)換，選擇AutodeskR讀取適度化，選擇所有編程的曲線。見(jiàn)圖2。
第二步，導(dǎo)入Mastercam后，將曲線平移原點(diǎn)：轉(zhuǎn)換平移所有的圖素執(zhí)行兩點(diǎn)間，選擇曲線起點(diǎn)。見(jiàn)圖3。
第三步，設(shè)置刀具參數(shù)：選擇刀具路徑外形銑削串聯(lián)執(zhí)行，會(huì)彈出刀具參數(shù)對(duì)話框，根據(jù)需要選擇合適的刀具，選擇合適的切削參數(shù)。該過(guò)程中要需要幾個(gè)重要的參數(shù)的確定。見(jiàn)圖4。
①曲線打斷成線段的誤差值：誤差值大小決定加工精度，其值越小精度越高，則程序也越長(zhǎng)，一般取值0.01。
②刀補(bǔ)類(lèi)型：常用的是自動(dòng)補(bǔ)給與手動(dòng)補(bǔ)給兩種。自動(dòng)補(bǔ)給是根據(jù)刀具實(shí)際情況計(jì)算出刀具軌跡，生成程序，不用刀補(bǔ)；手動(dòng)補(bǔ)給則不需要考慮刀具的規(guī)格，生成刀補(bǔ)的程序。
③刀補(bǔ)方向：一般根據(jù)其加工方式和操作方式而定。
第四步，生成加工程序：回主功能菜單刀具路徑操作管理執(zhí)行后處理，點(diǎn)擊確定，生成程序*.NC。見(jiàn)圖5。
第五步，將所生成的程序*.NC存儲(chǔ)到數(shù)控加工設(shè)備，運(yùn)行程序。
加工后發(fā)現(xiàn)加工出來(lái)的圓弧并不光滑存在拐點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析：曲線是由許多點(diǎn)按次序連成多線段，由于顯示柵格問(wèn)題，在圖紙中顯示是曲線，但實(shí)際上是多線段，為了使加工曲線光滑，需要把多線段變?yōu)闃訔l曲線。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐，在Auto-
CAD用PEDIT擬合（F）命令，將多線段轉(zhuǎn)化為樣條曲線，經(jīng)加工試驗(yàn)后，很好的解決了拐點(diǎn)問(wèn)題。
2.用G宏程序生成程序
以Z80無(wú)人機(jī)機(jī)頭卡板X(qián)X—XX為例，其外形是個(gè)拋物線，用G指令也很難將它寫(xiě)出來(lái)，Mastercam中也無(wú)法描述曲線。借用G宏程序來(lái)生成程序主體。
例：機(jī)頭外形曲線方程式如下：
0≤X≤300
在Mastercam無(wú)法繪制，用宏程序來(lái)計(jì)算離散點(diǎn)，過(guò)程如下：
主程序：
T1M06
G90 G00 G54 S3000 M03
G43 H01 Z100 M08 D01
G00 X300 Y67 Z2
G01 Z-2 F300
………
G00 Z100 M09
G28 Y0
M30
G代碼宏程序：
#1=300
N10
#2=SQRT[#1*15]
G01 X#1 Y#2
#1=#1-0.5
IF[#1GE0]GOT010
#1=0
N20
#2=SQRT[#1*15]
G01 X#1 Y-#2
#1=#1+0.5
IF[#1LE300]GOTO20
宏程序短小精煉，具有很強(qiáng)的適用性，對(duì)于一些復(fù)雜的方程曲線，可以用C語(yǔ)言（或其他語(yǔ)言）來(lái)描述，其原理和宏程序一樣。它的原理是：任何曲線都可以分成無(wú)數(shù)很短的曲線，每個(gè)很短的曲線都可以近似的認(rèn)為是一段直線。當(dāng)每段曲線的長(zhǎng)度趨于零時(shí)，與直線的誤差也趨于零。足夠多的直線連起來(lái)可以替代一段曲線，這樣就把曲線轉(zhuǎn)化成有線段的直線。直線的程序很容易實(shí)現(xiàn)，所以問(wèn)題就得到了簡(jiǎn)化。為了盡可能的減小曲線的誤差，每段曲線長(zhǎng)度盡可能的短，由于步長(zhǎng)固定，曲率小的地方誤差小，曲率大的地方誤差大。
3.總結(jié)
本文介紹的兩種曲線編程的方法各有的優(yōu)、缺點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活應(yīng)用，選擇適用的方法。
參考文獻(xiàn)
（1）數(shù)控技術(shù)的概念
數(shù)控技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高機(jī)械加工的質(zhì)量，并且結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)。較傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，其不但具有高準(zhǔn)度與高效率，同時(shí)還具備柔性自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用主要是預(yù)先編制好程序，再通過(guò)控制程序來(lái)控制設(shè)備，一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
（2）數(shù)控加工技術(shù)的主要特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)可以簡(jiǎn)便的改變相關(guān)工藝參數(shù)，因此在進(jìn)行換批加工與研制新產(chǎn)品時(shí)非常方便。另外，像普通機(jī)床很難完成的加工復(fù)雜零件與零件曲面形狀等，利用數(shù)控加工技術(shù)都可以高質(zhì)量量完成。數(shù)控加工技術(shù)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具，在換刀與安裝方面都節(jié)省了很多時(shí)間，同時(shí)對(duì)工具的標(biāo)準(zhǔn)化程度與管理水平都有較大的提高。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用意義
（1）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
提高了機(jī)床的控制力近年來(lái)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床控制力有了很大程度上的提高，進(jìn)一步提高了機(jī)械加工的工作效率。采用數(shù)控技術(shù)來(lái)控制機(jī)床設(shè)備，充分發(fā)揮了機(jī)床設(shè)備的功能，同時(shí)使機(jī)床設(shè)備的操作更加簡(jiǎn)單，通過(guò)在數(shù)控器上預(yù)先編制好機(jī)械加工的流程與操作方法，并由控制器依據(jù)相關(guān)數(shù)字信息來(lái)控制機(jī)床運(yùn)行，不但保證了機(jī)械加工的質(zhì)量，同時(shí)也使機(jī)床設(shè)備更具高效化。
（2）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
推動(dòng)了汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)對(duì)進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)有很大的幫助，通過(guò)將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中以提高機(jī)械加工技術(shù)的有效，為進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)提供了技術(shù)保障，在汽車(chē)零件的加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)可有效提高生產(chǎn)率，同時(shí)強(qiáng)化了汽車(chē)進(jìn)行機(jī)械加工的效果，使原本復(fù)雜的操作更加簡(jiǎn)單，提高汽車(chē)零件加工生產(chǎn)的效率同時(shí)促使汽車(chē)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)最大化收益。
3有效提高數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用效果
（1）重視對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
近些年來(lái)，數(shù)控技術(shù)雖已被廣泛應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中，但是仍然有一部分企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用缺乏足夠的重視。因此，要想進(jìn)一步將數(shù)控技術(shù)融入到機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中，首先就必須要讓企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理者充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的重要意義，給予充分的重視。同時(shí)，積極組織數(shù)控技術(shù)相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，提高工作人員數(shù)控技術(shù)水平，結(jié)合數(shù)控技術(shù)的實(shí)際操作與理論知識(shí)，以便更好的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)械加工的質(zhì)量與效率。
（2）在機(jī)械加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程
一般在機(jī)械加工的過(guò)程中都是采用人工手動(dòng)進(jìn)行對(duì)生產(chǎn)制造圖樣與編寫(xiě)零件加工程序單以及工藝過(guò)程進(jìn)行確定，這樣不僅效率低且容易出現(xiàn)人為計(jì)算失誤。因此，應(yīng)注重對(duì)數(shù)控技術(shù)有效性的應(yīng)用，盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，使用計(jì)算機(jī)來(lái)替代人工操作，不但可保證加工質(zhì)量，同時(shí)提高機(jī)械加工制造的效率，實(shí)現(xiàn)人力與物力的合理化配置，為加工企業(yè)節(jié)約制造成本，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
（3）合理改進(jìn)并更新機(jī)械加工中的原有設(shè)備
在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)工業(yè)大力發(fā)展，數(shù)控技術(shù)被越來(lái)越普遍的應(yīng)用到了機(jī)械加工技術(shù)中，而時(shí)代新形勢(shì)對(duì)機(jī)械加工的要求越來(lái)越高，因此，應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新數(shù)控技術(shù)，大力倡導(dǎo)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，以保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性與高效性。同時(shí)，對(duì)機(jī)械加工中的原有設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理改進(jìn)，提升機(jī)械加工的技術(shù)水平，完善數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。
（4）實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
關(guān)鍵詞：西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)；機(jī)床加工；優(yōu)勢(shì)
1 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
最新的西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)集成了多項(xiàng)的功能于一身，包含了plc/cnc/hmi等等，并且在系統(tǒng)的界面上具有中文版本，還擁有了更好的人機(jī)交互性能，易于操作，在安裝上也更加的簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
2 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品
以最新的sinumerik810d為例，其第一次把cnc和驅(qū)動(dòng)控制放在了一塊主板上，并且達(dá)到了可以同時(shí)控制5個(gè)左右的軸承，這給機(jī)床的工作效率帶來(lái)了極大的提升。同時(shí)該套系統(tǒng)的能夠使用各種復(fù)雜的機(jī)床加工工作，能根據(jù)相關(guān)的要求對(duì)其重新的設(shè)定，具有可編程性，而在sinumerik 840d上已經(jīng)達(dá)到了全數(shù)字的控制系統(tǒng)，其在加工是精度更加的高，更加的易于操作，在車(chē)削、磨削上更加的易用，并且還能適用于沖壓和激光燈特殊的加工工作。
3 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成
其中cnc主要由中央處理器、bus、hmi、i/o以及存儲(chǔ)設(shè)備等組成。
3.1 CPU
CPU是套系統(tǒng)的核心部件，相當(dāng)于它的大腦，其主要的功能是提供數(shù)據(jù)的處理、運(yùn)算同時(shí)也能保存一部分的數(shù)據(jù)，作為中央處理器，它還能與系統(tǒng)內(nèi)容的其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和處理，同時(shí)也能對(duì)其他的設(shè)備進(jìn)行指令上的控制。通常CPU的按照其數(shù)據(jù)的帶寬全面將其分為了最小的8位、16位、32以及64位，不同位數(shù)的CPU在處理能力上、運(yùn)算的速度上都是不一樣的。
3.2 BUS
BUS（總線）是當(dāng)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)之內(nèi)進(jìn)行傳送時(shí)所需要的途徑，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ阑蛘咻d體。系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備和部件之間鏈接時(shí)一般都采用的標(biāo)準(zhǔn)的BUS。
SID總線是pro-log公司在上世紀(jì)的80年明的，再后來(lái)被國(guó)際上認(rèn)可為標(biāo)準(zhǔn)，其能適用于大多數(shù)的系統(tǒng)之中，能滿足于大多數(shù)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，并且他的性能也非常的優(yōu)秀，同時(shí)它的尺寸和體積非常的小，因此，特別的易用、易安裝。
3.3 存儲(chǔ)器
一般現(xiàn)代存儲(chǔ)器主要的氛圍了rom和ram，其功能都主要的是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而rom是用存儲(chǔ)系統(tǒng)中被設(shè)定的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件，而ram則能存儲(chǔ)一些可以被改寫(xiě)、更改的數(shù)據(jù)。
3.4 接口和hmi
Hmi是一個(gè)整套的設(shè)備系統(tǒng)，它包含了輸入設(shè)備、控制的面板、顯示設(shè)備、讀取設(shè)備、外部的存儲(chǔ)設(shè)備等。其主要的功能是為當(dāng)被控設(shè)備和CNC之間需要進(jìn)行信息的交換時(shí)，需要一個(gè)輔助的系統(tǒng)設(shè)備來(lái)對(duì)這寫(xiě)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化的處理，然后把這些處理過(guò)的數(shù)據(jù)信息傳送給CNC，可以簡(jiǎn)單把其理解為一個(gè)數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，同時(shí)它還能一定的抗干擾能力，把外部的信號(hào)干擾處理掉，防止其干擾到CNC。另外各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備之間在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送時(shí)都是通過(guò)I/O的接口進(jìn)行的。
以上為西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組成介紹。在上述的簡(jiǎn)單介紹之中我們已經(jīng)初步的可以看出，西門(mén)子的數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)和基本的設(shè)備組成，主要還是由CNC、i/o接口、存儲(chǔ)設(shè)備以及HMI和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備等組成，他們?cè)诓煌脑O(shè)備之上還有這不同的安裝方式可以選擇，為了更好的適應(yīng)于各種的加工設(shè)備，其分為了內(nèi)裝型、集成型、和外裝型等。
4 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控加工領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)
4.1 開(kāi)放式設(shè)計(jì)
對(duì)于西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)而言，其最大的優(yōu)勢(shì)就是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中具有較高的開(kāi)放性設(shè)計(jì)，比如在系統(tǒng)面板中設(shè)計(jì)了人機(jī)對(duì)話界面、可編程邏輯控制器、數(shù)控機(jī)床的程序編制等等，因此西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)可以支持客戶(hù)對(duì)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。除此之外，西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)還增加了很多新的插補(bǔ)功能，并建立了配套的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為更的機(jī)床企業(yè)提供更廣泛的技術(shù)支持。西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)比較高端的數(shù)控系統(tǒng)是840D，這套系統(tǒng)主要是用來(lái)支持以工業(yè)PC為主的平臺(tái)，所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中設(shè)計(jì)了大量的計(jì)算機(jī)功能，同時(shí)還附帶shopmill軟件，從而更好的和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行匹配，這項(xiàng)數(shù)控系統(tǒng)可謂是集產(chǎn)品造型和自動(dòng)編程于一體的模擬加工軟件，并真正的實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的智能化。和其他數(shù)控系統(tǒng)相比，在進(jìn)行復(fù)雜的零件加工時(shí)，其精密度更高。考慮到客戶(hù)的需求，西門(mén)數(shù)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還預(yù)留了數(shù)據(jù)接口和儲(chǔ)存空間，以便更好的滿足客戶(hù)的要求，同時(shí)還可以根據(jù)客戶(hù)的實(shí)際情況，對(duì)一些特殊的服務(wù)功能進(jìn)行制定，為不同領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)行更好的服務(wù)。
4.2 樹(shù)立創(chuàng)新理念
西門(mén)子樹(shù)立系統(tǒng)一直致力于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，這也是西門(mén)子企業(yè)的主要價(jià)值觀。西門(mén)子在發(fā)展初期，之所以在市場(chǎng)中沒(méi)有占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)樗麄冊(cè)趯?duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是采用了歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，因此，制定出來(lái)的系統(tǒng)并不能很好的服務(wù)于中國(guó)機(jī)床企業(yè)，導(dǎo)致企業(yè)在使用系統(tǒng)的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。特別是一些高端的數(shù)控系統(tǒng)，還人為的設(shè)置了很多的技術(shù)問(wèn)題，工廠在采購(gòu)時(shí)不僅要花費(fèi)更高的加強(qiáng)，在進(jìn)行操作和編程的過(guò)程中還會(huì)受到很多的限制，導(dǎo)致較多的高級(jí)功能都形同虛設(shè)，久而久之，廠家在使用的過(guò)程中會(huì)覺(jué)得不夠方便，甚至?xí)a(chǎn)生怨言。針對(duì)這些問(wèn)題，西門(mén)子企業(yè)及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，結(jié)合我國(guó)工廠的實(shí)際情況，對(duì)溫度和電壓報(bào)警進(jìn)行了更正，對(duì)一些繁瑣的授權(quán)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，加強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)的抗干擾能力。在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新后，客戶(hù)在使用的過(guò)程中得到了更簡(jiǎn)便的操作，所以西門(mén)子在中國(guó)市場(chǎng)中也得到了較好的發(fā)展。
4.3 優(yōu)秀的編程方法
在編程方法上，西門(mén)子也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。840D系統(tǒng)自發(fā)展以來(lái)，已經(jīng)經(jīng)歷了5次優(yōu)化，可以說(shuō)該系統(tǒng)已經(jīng)十分完善。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的研究后發(fā)現(xiàn)，很多用戶(hù)并沒(méi)有完全掌握系統(tǒng)的功能，比如在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程方面，在設(shè)置參數(shù)、定義變量和條件比較中，由于這些都是比較宏觀的程序內(nèi)容，所以只要是有規(guī)律的加工，都可以對(duì)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言快捷編程進(jìn)行使用，企業(yè)在使用的過(guò)程中只需要制定出一組加工特征，就可以完成旋轉(zhuǎn)、平移和縮放等功能的復(fù)制，讓企業(yè)在編程中可以節(jié)省大量的時(shí)間。并且西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)還有較好的循環(huán)加工功能，企業(yè)在運(yùn)用時(shí)可以起到更好的作用。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，我們能看出，西門(mén)子的數(shù)控系統(tǒng)在系統(tǒng)的編程上，系統(tǒng)的性能上、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性上、系統(tǒng)的適應(yīng)性上以及系統(tǒng)的操作上都是非常的優(yōu)秀的。在面對(duì)現(xiàn)在對(duì)于加工件要求的日益復(fù)雜的今天，必須要選用一套極為穩(wěn)定、可靠、同時(shí)性能優(yōu)越的、能符合實(shí)際的加工需要的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，來(lái)保證加工的進(jìn)度、加工的效率，同時(shí)西門(mén)子作為最早的開(kāi)始進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的公司，其自然在數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及后期的系統(tǒng)維護(hù)和更新上要快捷和方便許多，服務(wù)上也會(huì)想多的更好，系統(tǒng)的對(duì)于加工設(shè)備的兼容性也更強(qiáng)，能極大的適應(yīng)各種部件、結(jié)構(gòu)的加工處理工作。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】CAXA程序;編制;加工
數(shù)控加工中心是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動(dòng)化機(jī)床，設(shè)備價(jià)格昂貴。數(shù)控加工中心快速加工合格的工件，實(shí)現(xiàn)利益最大化，是使用數(shù)控加工中心最基本的目的。在使用加工中心加工零件時(shí)，我們通常會(huì)先仔細(xì)觀察零件的圖紙。再分析零件加工的工藝，工藝參數(shù)，計(jì)算刀具位置軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)，然后編制加工程序單，編制完成后再對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)，以上過(guò)程都需要操作人員具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和足夠的耐心和仔細(xì)。在遇到結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的零件時(shí)，那么計(jì)算過(guò)程還比較簡(jiǎn)單；如果遇到復(fù)雜零件，那么數(shù)值計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，計(jì)算工作量非常大，對(duì)操作人員要求十分高。加工該零件時(shí)，較多零件由橢圓與圓弧相結(jié)合，手工編程輸入程序費(fèi)時(shí)費(fèi)力，雖然可以完成零件的加工，但是需要操作人員大量的時(shí)間和精力。在實(shí)際加工當(dāng)中，為了避免繁瑣的計(jì)算，我們使用CAXA制造工程師自動(dòng)編程來(lái)減少操作人員的工作量。同時(shí)減少操作人員程序編制客觀存在的缺陷和失誤。有助于加快零件開(kāi)發(fā)周期，降低零件設(shè)計(jì)制造的成本，而且能很大程度上避免零件設(shè)計(jì)不合理或者刀具機(jī)床部件之間相干涉的情況。
一、零件分析、根據(jù)工藝確定各部分的加工方法
CAXA在零件的三維建模，應(yīng)先分析零件的工程圖，根據(jù)零件的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，確定具體的造型方法和步驟。CAXA提供七種粗加工、十四種精加工、三種補(bǔ)加工和兩種槽加工的方法。可以根據(jù)加工零件的情況選擇合理的加工方法。該工件一表面中間有一笑臉狀封閉槽，槽中上部有兩個(gè)眼睛狀的圓柱，在另一表面有一個(gè)島嶼狀的凸臺(tái)，凸臺(tái)正中為一個(gè)通孔。在凸臺(tái)兩對(duì)稱(chēng)軸有兩個(gè)U型槽和腰型槽，另外中間有一個(gè)環(huán)狀槽。在加工時(shí)首先采用“平面輪廓粗加工”和“孔加工”保證零件的基本尺寸，再根據(jù)精度要求，采用“平面輪廓精加工”銑削輪廓及島嶼，精加工余量，達(dá)到圖紙技術(shù)要求。當(dāng)確定了合適的加工方法后，在刀具軌跡文件下會(huì)生成相應(yīng)的加工軌跡文件，方便操作者清晰的區(qū)分相應(yīng)輪廓的加工方法。在對(duì)輪廓精加工時(shí)，為了簡(jiǎn)便操作，也可以選中已有的粗加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)，即可重新生成加工軌跡。
二、根據(jù)加工方式生成刀具軌跡，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真
CAXA制造工程師可以根據(jù)模型對(duì)零件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，首先先進(jìn)行線框仿真，線框仿真可以清晰的展現(xiàn)毛坯情況，刀具軌跡路線等信息。在進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工時(shí)，為了節(jié)約時(shí)間，可以不需要繪制三維模型，只要繪制二維零件輪廓，軟件可以直接生成刀具軌跡路線。軟件也可以直觀、精確地對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真、對(duì)程序代碼進(jìn)行反復(fù)檢驗(yàn)，校對(duì)。仿真過(guò)程中可以隨意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)，方便操作者觀察加工細(xì)節(jié)，同時(shí)便于操作者檢查刀具的切削軌跡路線，通過(guò)直觀的效果，進(jìn)一步檢查夾具、刀具、刀柄與機(jī)床部件是否有干涉。并判斷刀具軌跡路線是否合理，方便操作人員對(duì)刀具軌跡進(jìn)行優(yōu)化和編輯。保證加工的安全，進(jìn)一步提高加工的效率和質(zhì)量。另外，對(duì)于已有的數(shù)控代碼也可以通過(guò)CAXA制造工程師的代碼反讀功能將數(shù)控代碼轉(zhuǎn)換為圖形顯示的加工軌跡，真實(shí)仿真數(shù)控加工操作。
三、檢查無(wú)誤后，生成G代碼在CAXA制造工程師中選擇
應(yīng)用—后置處理—生成G代碼的命令，然后拾取刀具軌跡。軟件提供后置處理器，無(wú)需生成中間文件，就可以直接生成加工零件的G代碼控制指令，相比較傳統(tǒng)手工編程，至少可以縮短以一半的編程時(shí)間。操作人員只需要將生成的G代碼傳輸?shù)郊庸ぶ行倪M(jìn)行加工即可。相比較手工編程，手動(dòng)輸入程序而言。在節(jié)約時(shí)間的同時(shí)，也確保了加工程序的正確無(wú)誤，不會(huì)出現(xiàn)手工編程中出現(xiàn)的失誤和錯(cuò)誤。同時(shí)操作者可以根據(jù)數(shù)控機(jī)床所使用的操作系統(tǒng)，更改軟件后置處理器的參數(shù)，就可以通過(guò)加工軌跡直接生成加工所需的不同格式的G代碼、M代碼。能適用于不同的數(shù)控系統(tǒng)，充分的的利用了數(shù)控機(jī)床的固定循環(huán)功能，生成高效、優(yōu)化的數(shù)控代碼，提高了復(fù)雜加工的代碼效率。
四、程序的傳輸將檢查完成的程序通過(guò)
CAXA制造工程師的通訊—發(fā)送功能，直接發(fā)動(dòng)到數(shù)控加工中心，如果零件較為簡(jiǎn)單，程序少而機(jī)床的內(nèi)存允許的話，那么可以將程序傳送到機(jī)床的內(nèi)存中，直接調(diào)用程序。如果程序巨大，就可以利用DNC在線傳輸功能，將G代碼通過(guò)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)接口直接與機(jī)床連通，而不占用機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)存的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制數(shù)控加工中心的加工功能。相比較傳統(tǒng)的手工編程，不僅速度快，而且能避免手工輸入程序易產(chǎn)生的錯(cuò)誤。
五、零件的加工
將毛坯用虎鉗夾裝牢固，根據(jù)工藝要求安裝相應(yīng)的刀具，操作機(jī)床，完成工件的加工。由于在CAXA制造工程師中已經(jīng)完成了仿真加工，在加工中可以節(jié)省操作人員的工作量，同時(shí)又能保證零件的加工質(zhì)量。
六、結(jié)論
使用CAXA制造工程師，可以通過(guò)正確設(shè)置零件加工工藝和加工程序，通過(guò)仿真，對(duì)刀具軌跡進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和編輯，可以避免加工過(guò)程出現(xiàn)質(zhì)量和安全問(wèn)題。CAXA制造工程師具有的便捷高效性，使得在數(shù)控加工中越來(lái)越能發(fā)揮其重要性，相信今后在數(shù)控加工中應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。
作者:曹樑 單位:江蘇省吳江中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校
關(guān)鍵詞：航空制造；數(shù)控加工；參數(shù)優(yōu)化
中圖分類(lèi)號(hào)：TG659文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-0748(2016)03-0049-02
引言
在航空制造中，飛機(jī)零部件體積較大，精度較高，大多是由精密數(shù)控機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的。目前航空零部件的機(jī)械加工，尤其是復(fù)雜曲面的數(shù)控加工，大都是人為的根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者參考切削參數(shù)手冊(cè)來(lái)選取固定的切削參數(shù)，而且在加工過(guò)程中，切削參數(shù)是一直保持不變的，常常達(dá)不到切削參數(shù)的最優(yōu)化，這嚴(yán)重制約著飛機(jī)零部件的加工精度，而且也降低了數(shù)控機(jī)床的使用效率。切削參數(shù)對(duì)整個(gè)航空制造數(shù)控加工過(guò)程是相當(dāng)重要的，選擇合理的切削參數(shù)對(duì)確保航空制造產(chǎn)品的質(zhì)量、提升數(shù)控加工的生產(chǎn)效率、降低數(shù)控加工的成本都是十分關(guān)鍵的。由于影響切削參數(shù)的因素非常多，這些因素之間又是相互影響、相互制約的，所以如何確定出一套合理的切削參數(shù)通常是比較困難的。本文主要針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控加工中切削參數(shù)經(jīng)驗(yàn)固化導(dǎo)致加工精度不高的問(wèn)題，提出了一種變搜索域遺傳算法，該算法是一種改進(jìn)的遺傳算法，可以更好對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，具有較高的運(yùn)算效率。采用本文優(yōu)化算法，可以使得切削參數(shù)更加科學(xué)合理，顯著提高了數(shù)控加工效率，大大降低了嚴(yán)重依賴(lài)工程師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)切削參數(shù)選取更加科學(xué)合理，大大提高了航空制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益。
1數(shù)控加工切削參數(shù)介紹
數(shù)控加工中，切削參數(shù)主要是切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量和切削寬度四個(gè)方面[1]。切削速度是指單位時(shí)間內(nèi)工件和刀具沿著主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。數(shù)控加工中這四個(gè)切削要素是調(diào)整數(shù)控機(jī)床的主要依據(jù)[2]，它反映的是刀具和工件之間相互作用的關(guān)系，是影響工件加工質(zhì)量和加工效率的主要方面[3]。對(duì)切削參數(shù)的合理設(shè)計(jì)和專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，可以對(duì)零部件加工更加合理的控制，對(duì)提升零部件的加工質(zhì)量具有非常重要的意義。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法是以切削實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。切削參數(shù)的優(yōu)化方法，現(xiàn)在主要采用人工智能算法來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，一般首先建立優(yōu)化模型，確定優(yōu)化目標(biāo)，然后選取適合的優(yōu)化算法，最終尋求到最優(yōu)的切削參數(shù)。
2切削參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
在數(shù)控加工批量生產(chǎn)時(shí)，完成一道銑削加工工時(shí)。對(duì)于數(shù)控加工切削參數(shù)的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為在滿足給定約束條件下，求出目標(biāo)函數(shù)的最小值，就完成了切削參數(shù)的優(yōu)化過(guò)程。但是由于目標(biāo)函數(shù)和約束條件都是非線性的，如果用傳統(tǒng)的優(yōu)化算法來(lái)進(jìn)行計(jì)算的話，會(huì)耗費(fèi)大量的計(jì)算資源，而求出的解不一定為最優(yōu)解。本文采用變搜索域遺傳算法來(lái)進(jìn)行優(yōu)化切削參數(shù)，該算法是一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的遺傳算法，是根據(jù)種群進(jìn)化進(jìn)度，采用特定的方法來(lái)不斷縮小搜索區(qū)域，進(jìn)而動(dòng)態(tài)改變種群規(guī)模，具有較高的運(yùn)算速度和較小的算法復(fù)雜度。遺傳算法是基于自然選擇和自然遺傳的搜索算法，它主要是模擬生物進(jìn)化過(guò)程的機(jī)制，來(lái)求解最大值最小值的自適應(yīng)的算法。優(yōu)化算法的優(yōu)化流程為：首先輸入數(shù)控機(jī)床刀具、具體的工件等基礎(chǔ)參數(shù)和要優(yōu)化的參數(shù)，隨機(jī)選取滿足約束條件的初始種群規(guī)模，初始種群的適應(yīng)度函數(shù)，開(kāi)始選擇操作，對(duì)選取的種群進(jìn)行交叉操作和變異操作，然后判斷是否達(dá)到迭代次數(shù)，如果滿足則直接輸出最優(yōu)解，否則繼續(xù)返回到選取初始種群規(guī)模重新開(kāi)始進(jìn)行交叉和變異，直到輸出最優(yōu)解本輪優(yōu)化才算完成。經(jīng)過(guò)算法優(yōu)化后的數(shù)控加工切削參數(shù)與經(jīng)過(guò)工程師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)做出的切削參數(shù)相比，可以節(jié)省23%的零部件加工時(shí)間，大大提升了機(jī)床使用效率和零部件加工速度。
3結(jié)語(yǔ)
本文主要針對(duì)傳統(tǒng)的航空制造數(shù)控加工中切削參數(shù)設(shè)定嚴(yán)重依賴(lài)工程師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及參考切削參數(shù)手冊(cè)，對(duì)機(jī)械零部件的加工影響很大，不利于機(jī)械零部件的規(guī)模化生產(chǎn)和技術(shù)推廣，本文設(shè)計(jì)了變搜索域遺傳算法來(lái)對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)迭代計(jì)算不斷進(jìn)行交叉和變異，來(lái)尋找系統(tǒng)最優(yōu)解，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，比傳統(tǒng)方法大大提升了加工速度和加工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]臧小俊.銑削加工中切削參數(shù)對(duì)切削力的影響[J].電子機(jī)械工程,2011(3):20-21.
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關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù)；加工工藝；標(biāo)準(zhǔn)化
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床加工制造因其特有的核心競(jìng)爭(zhēng)力被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工中。數(shù)控加工作為先進(jìn)的制造工藝，設(shè)計(jì)人員水平的高低決定著數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)劣。人員的因素會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工結(jié)果出現(xiàn)各種差異，因?yàn)閿?shù)控程序編程人員是數(shù)控加工的關(guān)鍵因素。數(shù)控加工程序的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)零部件的加工質(zhì)量具有直接影響，數(shù)控加工效率會(huì)因設(shè)計(jì)較差的數(shù)控程序而嚴(yán)重降低，從而造成程序具有較差的復(fù)用性，浪費(fèi)大量毛料，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成安全事故的發(fā)生。因此，需要盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化，使制造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大幅提高。
1.數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐已具有相對(duì)完善的數(shù)控加工工藝。其中包括以下6個(gè)方面的內(nèi)容：
1）經(jīng)過(guò)分析和研究零件，判斷其零件的加工生產(chǎn)能否在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，隨后將加工工序方案制定出來(lái)。
2）對(duì)零件的工程圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，對(duì)零件加工內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行確定，對(duì)零件的加工方案、加工路線以及工序流程進(jìn)行分析。
3）初步設(shè)計(jì)零部件的數(shù)控加工工藝，在加工工藝中確定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工序劃分，確認(rèn)參數(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)材料、工具。
4）生產(chǎn)試運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際加工需求適當(dāng)調(diào)整數(shù)控加工工序。另外及時(shí)調(diào)整相關(guān)刀具、材料以及技術(shù)指標(biāo)。
5）對(duì)編程中存在的誤差進(jìn)行分析，并通過(guò)適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整來(lái)修正和控制誤差。
6）對(duì)工藝文件進(jìn)行相應(yīng)的編著，有效處理機(jī)床的輸入編程。
2.數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)
自動(dòng)化加工作為制造業(yè)生產(chǎn)的新技術(shù)，數(shù)控加工其精度較高、質(zhì)量較好且效率較快，能夠很好地適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需求。
1）具有詳細(xì)具體的內(nèi)容要求。施工以前具體詳細(xì)地規(guī)劃了零部件的加工方案、技術(shù)指標(biāo)、工藝參數(shù)等。
2）具有嚴(yán)密且精確的要求。數(shù)控加工過(guò)程中，很少出現(xiàn)人為干預(yù)，具有較快的生產(chǎn)速度。大量產(chǎn)品可能會(huì)因?yàn)橐粭l指令的錯(cuò)誤而全部作廢，嚴(yán)重情況下會(huì)損壞機(jī)床自身。同時(shí)數(shù)控加工系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的自適應(yīng)機(jī)制，即使出現(xiàn)問(wèn)題也很難迅速進(jìn)行調(diào)整。所以，數(shù)控加工技術(shù)具有更加精細(xì)和準(zhǔn)確的要求。
3）具有具體的工藝設(shè)計(jì)要求。工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將相關(guān)的數(shù)學(xué)處理融入到零件圖形中，在編程過(guò)程中對(duì)零部件所需要的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算。
4）具有嚴(yán)格的刀具選取要求。現(xiàn)如今，大部分機(jī)床的刀具補(bǔ)償機(jī)制尚不完善，根據(jù)編程要求選取對(duì)應(yīng)的刀具，如果刀具出現(xiàn)變更，則需要對(duì)編程進(jìn)行重新規(guī)劃。因此在對(duì)刀具進(jìn)行準(zhǔn)確選擇時(shí)需要對(duì)材料、工藝和類(lèi)型進(jìn)行綜合考慮。
3.數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化存在的問(wèn)題
在數(shù)控編程中，很多問(wèn)題的出現(xiàn)都是因?yàn)榫幊倘藛T經(jīng)驗(yàn)不足和知識(shí)缺乏造成的，編程人員素質(zhì)參差不齊導(dǎo)致數(shù)控程序出現(xiàn)較大的差異，有些程序出現(xiàn)問(wèn)題后造成零件達(dá)不到加工的要求，這不但使生產(chǎn)效率有所降低，同時(shí)也無(wú)法保證零件的加工質(zhì)量。另外，一些加工單位沒(méi)有繼承和重復(fù)使用比較優(yōu)秀的數(shù)控程序，導(dǎo)致堆積大量的工藝文件，對(duì)工藝文件的規(guī)范管理造成不利影響，使管理成本有所增加。上述問(wèn)題的出現(xiàn)，主要原因是沒(méi)有合理利用零件的優(yōu)秀數(shù)控加工工藝。在實(shí)際編程中，零件數(shù)控加工編程具有比較規(guī)范的流程，而且能夠重復(fù)使用編程時(shí)所涉及的優(yōu)秀工藝信息，比如電極、攘件等結(jié)構(gòu)材料的加工均可重復(fù)使用，有些時(shí)候加工單位對(duì)零件之間的結(jié)構(gòu)和工序等方面相似性有所忽視，導(dǎo)致優(yōu)秀工藝得不到繼承。
4.數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的途徑
所謂的數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化，主要是指分析零件工藝、設(shè)定零件參數(shù)、確定加工刀具以及確定工序流程時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)化的理論和方法進(jìn)行一體化和規(guī)范化處理。標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的是對(duì)類(lèi)似或相同要求下的零件進(jìn)行高效、大量的生產(chǎn)，不但能夠避免工藝多樣化造成的損失，而且可以使生產(chǎn)效率得到提高。下面主要圍繞四個(gè)方面進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的方法分析。
1）加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，加工工藝參數(shù)會(huì)因設(shè)計(jì)人員的不同而出現(xiàn)不同的選取結(jié)果，這就造成數(shù)控加工程序加工出來(lái)的零部件會(huì)因不同設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)而出現(xiàn)不一樣的參數(shù)，這樣進(jìn)一步降低了零部件的施工質(zhì)量，同時(shí)使機(jī)械制造產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力大幅下降。對(duì)于加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)機(jī)械制造發(fā)展方向和實(shí)際需求對(duì)于不同的加工工藝參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)各類(lèi)零部件的加工參數(shù)，在對(duì)工藝參數(shù)全面優(yōu)化后進(jìn)行匯總，制定出參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)來(lái)規(guī)范數(shù)控加工工藝參數(shù)，使設(shè)計(jì)人員在數(shù)控設(shè)計(jì)時(shí)能夠根據(jù)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)進(jìn)行，從而使設(shè)計(jì)的兼容性和通用性大幅提高。
2）加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化。在數(shù)控加工中，數(shù)控加工工藝策略是最為重要的部分，與零部件的機(jī)械加工質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系，影響著數(shù)控加工的程序設(shè)計(jì)。加工零部件的精度和數(shù)控機(jī)床的使用效率受加工策略選取的直接影響。其中，設(shè)置加工切削參數(shù)、匹配走刀路線、選擇加工策略模型、優(yōu)化切削參數(shù)以及設(shè)計(jì)工序步驟等內(nèi)容均屬于數(shù)控加工的策略。與此同時(shí)，加工策略標(biāo)準(zhǔn)化還需要對(duì)工序的設(shè)計(jì)路徑、設(shè)計(jì)劃分、生產(chǎn)路線選擇、優(yōu)先級(jí)進(jìn)行綜合考慮，實(shí)現(xiàn)加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化，能夠使加工零部件的質(zhì)量得到保障，使零件精度大幅提高。
3）數(shù)控加工設(shè)計(jì)軟件標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)有非常多的機(jī)械數(shù)控加工設(shè)計(jì)軟件，不一樣的軟件之間具有較差的兼容性。將一個(gè)設(shè)計(jì)軟件移植到另一個(gè)軟件需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，軟件程序在不同的設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換會(huì)提升程序的出錯(cuò)概率，使數(shù)控設(shè)計(jì)程序的管理難度大幅增加，大大降低工作效率，浪費(fèi)人力資源。在加工企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)控加工設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，能夠使不同軟件平臺(tái)程序移植問(wèn)題得到很好的解決。軟件的使用情況及通用性根據(jù)實(shí)際情況在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)，企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控加工設(shè)計(jì)可以選用具有較高使用率和通用性的軟件，將唯一指定的數(shù)控加工設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部，能夠使數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率大大提升，對(duì)新員工加快入門(mén)培訓(xùn)，使新員工能夠?qū)?shù)控加工程序設(shè)計(jì)快速上手，從而使設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率得到提高。
4）加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)如今，大部分機(jī)床缺少刀具的補(bǔ)償反饋功能，加工所用的刀具需要對(duì)應(yīng)著編程進(jìn)行設(shè)置，如果刀具出現(xiàn)變更，則需要對(duì)程序進(jìn)行重新編寫(xiě)，因此加工刀具的選取在數(shù)控機(jī)床中極其關(guān)鍵，將相同的數(shù)控加工設(shè)計(jì)程序應(yīng)用到不同的刀具中，所制造出的零部件也大不相同。加工企業(yè)需要根據(jù)機(jī)械加工的需求，實(shí)現(xiàn)加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)刀具的幾何尺寸、材料以及切削參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)。加工過(guò)程中，可以將標(biāo)準(zhǔn)化后的刀具直接應(yīng)用于某個(gè)零部件加工中，另外詳細(xì)的說(shuō)明和具體數(shù)控編程設(shè)計(jì)都可以在機(jī)械加工刀具標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中查出。通過(guò)對(duì)刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，能夠減少刀具參數(shù)錯(cuò)誤的問(wèn)題出現(xiàn)在數(shù)控加工設(shè)計(jì)中，可以使數(shù)控設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量大幅提高。
1數(shù)控加工簡(jiǎn)析
1.1數(shù)控加工概念
數(shù)控加工指的是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，其刀具和零件的位移由數(shù)控信息控制。數(shù)控加工實(shí)現(xiàn)了加工的自動(dòng)化，解決了零件品種多、批量小、形狀復(fù)雜、精度要求高等問(wèn)題。機(jī)床的受控動(dòng)作可以分為刀具的選擇、更換；機(jī)床的啟停；進(jìn)給方向的速度、方向；主軸的旋轉(zhuǎn)、啟停等。
1.2數(shù)控加工特點(diǎn)
（1）加工精度高。零件的加工精度由加工工藝、工藝規(guī)程以及加工程序編制共同控制，減少了由于人為因素造成的誤差，在保證加工精度的基礎(chǔ)上，縮短了加工周期，并且還可以提高加工零件的復(fù)雜度。（2）自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床加工自動(dòng)化程度高，不需要人工控制刀具，減少了對(duì)操作工人技術(shù)的依賴(lài)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大節(jié)省了勞動(dòng)力。此外數(shù)控加工的自動(dòng)化還提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，避免了由于人為因素造成的誤差，并通過(guò)自動(dòng)更換刀具等加工工序提高了加工效率。（3）加工工序集中。數(shù)控機(jī)床加工工序集中，一方面減少了機(jī)床占地面積，節(jié)約了廠房，另一方面減少了中間環(huán)節(jié)，省時(shí)省力。（4）內(nèi)容更豐富、具體。因數(shù)控機(jī)床加工的自動(dòng)化程度較高，因此數(shù)控加工工藝的內(nèi)容要更加豐富，更加具體，包括刀具的選擇、使用順序、換刀位置、角度參數(shù)、進(jìn)給路線等方面。
1.3數(shù)控加工原則
（1）當(dāng)上道工序與下道工序并存時(shí)，上道工序的加工工藝不能對(duì)下道工序的定位與夾緊造成影響。（2）在加工工序的安排上，應(yīng)盡量把使用同一刀具或相同安裝的加工工序連續(xù)進(jìn)行，減少由于換刀或重新定位造成的時(shí)間浪費(fèi)或操作誤薺。（3）內(nèi)孔的加工在前，外形的加工在后。（4）在同一安裝時(shí)，小剛性影響的工件加工工序在前。
2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1選擇加工零件，對(duì)其零件圖進(jìn)行分析，并確定加工內(nèi)容
在數(shù)控機(jī)床加工零件的選擇時(shí)要突出數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)，避免將數(shù)控加工與通用加工混為一談。在進(jìn)行零件圖的分析時(shí)應(yīng)從數(shù)控加工的可能性和方便性?xún)煞矫孢M(jìn)行考慮，如零件圖紙中的尺寸標(biāo)注適合符合數(shù)據(jù)加工要求；定位基準(zhǔn)是否可靠以及零件的尺寸、形狀是否適合數(shù)控加工特點(diǎn)。同時(shí)，還需要數(shù)控加工工藝人員與設(shè)計(jì)人員及時(shí)進(jìn)行溝通交流，以解決加工難題和提高生產(chǎn)效率為目的，加工生產(chǎn)出令人滿意的零件產(chǎn)品。
2.2設(shè)計(jì)加工方案和工藝路線
通過(guò)對(duì)加工零件的工程圖紙進(jìn)行分析之后，在充分了解了零件加工的內(nèi)容以及相應(yīng)的技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)零件的加工工藝路線和加工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：（1）確定數(shù)控加工方法。根據(jù)零件加工技術(shù)要求和數(shù)控加工特點(diǎn)確定數(shù)控加工方法；（2）劃分?jǐn)?shù)控加工工序。一方面可以根據(jù)數(shù)控加工的內(nèi)容來(lái)對(duì)數(shù)控加工工序進(jìn)行劃分，在發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)的同時(shí)避免過(guò)長(zhǎng)工序；另一方面分開(kāi)粗加工和精加工；（3）對(duì)工序的先后進(jìn)行排序。根據(jù)數(shù)控加工原則將加工工序進(jìn)行排序，此外還應(yīng)注意將數(shù)控加工工序與普通加工工序、輔助工序等相結(jié)合。
2.3數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)
數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)工作就是根據(jù)加工內(nèi)容確定刀具走向、切削用量、工藝裝備等，為科學(xué)合理的編制數(shù)控加工程序打下基礎(chǔ)。（1）確定刀具走向。刀具在加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，反映了工步的內(nèi)容和順序。在確定走刀路線時(shí)需要將刀具的切入、切出，加工路線的長(zhǎng)短，工件的變形程度以及工序的簡(jiǎn)繁程度加以考慮。（2）確定夾具。在夾具的確定時(shí)應(yīng)從統(tǒng)一設(shè)計(jì)、工藝、編程計(jì)算的基準(zhǔn)；固定機(jī)床的坐標(biāo)與夾具的坐標(biāo)的相對(duì)位置；夾具應(yīng)開(kāi)敞，不能影響走刀；零件的裝卸速度快等方面進(jìn)行充分考慮。（3）選擇數(shù)控加工刀具。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，直接影響了零件的加工質(zhì)量和機(jī)床的加工效率。（4）確定切削用量。切削用量的選擇對(duì)數(shù)控加工的效率和質(zhì)量具有很大影響，在實(shí)際操作過(guò)程中，應(yīng)將機(jī)床操作說(shuō)明書(shū)、切削用量選擇原則與加工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合來(lái)確定合理的切削用量。
2.4編制數(shù)控加工程序
