数控加工中心加工工艺分析的一般步骤和方法

摘要：在数控加工中心的实践操作中，我们首先要根据图样的要求对工件进行加工工艺分析，并根据一定的步骤和方法，制定合理的加工工艺，保证加工的正常进行和产品质量。

关键词：加工工艺分析 步骤 方法

笔者根据在实践中的一些体会，以图1为例，谈一谈数控加工中心加工工艺分析的一般步骤和方法。

一、选择合理的机床

在加工之前，我们应根据零件图样和毛坯的材料、尺寸、加工精度等，选择合适的机床。图1中，毛坯材料为45号钢，尺寸大小为100mm×100mm×40mm，加工精度为±0.001mm，可选择12刀位以上、加工范围合理的加工中心机床进行加工。

二、加工方法的选择和加工方案的确定

1.加工方法的选择

加工方法的选择原则是保证符合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有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求等全面考虑。例如：在图1中，φ10mm±0.01mm的孔，应采用铰孔，而不采用钻孔。

2.加工方案确定的原则

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。例如：图1中φ36mm±0.005mm的孔，最终加工方法采取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。

三、零件的安装与夹具的选择

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。

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：

（1）要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定。

（2）要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。

四、编制加工路线

在完成了前几个步骤后，就要根据图样要求，编制加工路线。不管是手工编程还是电脑编程，编制出良好的加工路线是保证加工效率、精度及产品质量的前提条件。笔者认为加工路线应保证：第一，被加工零件的精度和表面粗糙度符合要求，且效率较高；第二，数值计算简单，以减少编程工作量；第三，应使加工路线最短。

本例中，加工路线如下：

（1）以ø14mm立铣刀粗铣凸台平面，并预留Z方向以及ø50余量。

（2）以ø10mm立铣刀精铣凸台平面，并加工到尺寸。

（3）以ø3mm中心钻钻中心孔。

（4）以ø8.7mm的钻头钻4―M10×1.5的底孔。

（5）以ø9.8mm的钻头钻2―ø10mm±0.01mm的底孔及ø36mm±0.005mm的第一次底孔。

（6）以ø35的钻头钻ø36mm±0.005mm的第二次底孔。

（7）以M10×1.5的丝锥，攻4―M10×1.5的螺纹。

（8）以ø10的铰刀，铰2―ø10mm±0.01mm的孔。

（9）用可调镗刀，粗镗ø36mm±0.005mm的孔，并预留0.1～0.2mm的余量。

（10）用可调镗刀，精镗ø36mm±0.005mm的孔至尺寸。

五、刀具的选择与切削用量的确定

1.刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。这就要求：

（1）采用新型优质材料制造数控加工刀具。

（2）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。

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，并应编入程序单内。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；半精加工和精加工时，应以保证加工质量为主，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。

在本例中，刀具选择与切削用量如下（笔者经验仅供参考）：

（1）ø14mm立铣刀粗铣凸台平面，吃刀量为9.8ｍｍ S500 F50

（2）ø10mm立铣刀精铣凸台平面，吃刀量为0.2ｍｍ S800 F80

（3）ø3mm中心钻钻中心孔 S1000 F100

（4）ø8.7mm钻头钻底孔 S600 F60

（5）ø35mm钻头钻底孔 S100 F10

（6）ø10mm铰刀铰孔 S600 F50

（7）ø36mm可调镗刀、粗镗 S130 F20

（8）ø36mm可调镗刀、精镗 S500 F50

通过以上案例的分析，我们发现在生产实践中，经常能遇到各种类型形状和复杂程度不一的零件，但是我们总能按照一定的步骤和方法，对其加工工艺进行分析，并制定合理的工艺方案。

（作者单位：江西省轻工高级技校）