典型零件数控加工工艺分析

摘要：以典型零件数控加工为例，介绍了其具体的加工工艺，包括零件加工图纸的分析、零件加工路线和工序的确定、刀具和切削量的确定、夹具和量具的确定、编程原点的确定等，为类似零件的数控加工提供参考。

关键词：数控机床;加工图纸;刀具;切削量

0 引言

對现代机械制造行业来说，数控机床的应用具有重要意义，通过应用数控机床，可提高零件加工精度，减少人力成本，提高机械制造企业的经济效益。本文以典型零件数控加工为例进行分析，其加工质量受各方面影响，如数控机床的精度、人员操作熟练度、加工工序、加工工艺等。

1 零件加工图纸分析

一般而言，某种零件的加工并不是在数控机床上完成其整个加工工序，因此对于相关工作人员来说，在数控加工前，首先应该对零件图纸（图1）进行详细分析，确定哪些工序需要在数控机床上完成，初步制定加工计划和最合适的加工方案。具体来讲，可以从数控机床加工的可行性和便利性两个方面进行分析，结合零件加工需求，在满足零件加工需求的前提下，根据零件加工图纸拟定数控机床的加工工艺。

2 工艺路线和工序的确定

零件加工工艺路线和工序的确定，对于保证零件精度来说具有重要作用，同时合理的工艺路线和工序能够缩短加工时间和步骤，节约人力和时间成本，因此相关人员必须对此予以重视。在工艺路线和工序的确定过程中，主要考虑以下因素：

第一，先进行零件的粗加工，并且粗加工不需要使用精密机床，一般采用普通机床即可。第二，为了节约时间，同时减少对切削刀具等的磨损，尽量避免频繁更换刀具。第三，加工工序一般应先进行粗加工，再进行精加工。第四，注意进刀和退刀的方式，尽量避免直进直出，以避免损坏刀具，确保加工进度。

3 刀具和切削量的确定

相对于传统机床来说，数控机床的零件加工精度更容易受到刀具和切削量的影响，这对数控机床的操作人员提出了更高的要求，应该根据所加工零件的尺寸、形状和材质等，选择合适的刀具，确定合理的切削量。

具体来说，可根据以下几方面内容，选择最合适的切削刀具：第一，根据刀具的材料进行选择，通常选择硬质合金材料制作的刀具。第二，如果其他条件都相同，一般来说，首选刀具长度较短的。第三，为了避免频繁更换刀具，对于刀具的性能也有一定要求，主要应考虑刀具的耐磨性是否良好，避免在长时间使用中，刀具被磨损而造成零件精度降低。第四，由于刀具一般是由人为更换和安装的，因此还应该考虑操作人员的熟练程度，确保刀具平衡。

对于切削量来说，除了受刀具硬度影响，还受到加工工艺的影响，粗加工时，切削量一般较大;精加工时，则应避免切削深度太深，同时采用相对于粗加工更低的进速。

4 夹具和量具的确定

第一，夹具的确定。通常来说，夹具往往根据所加工零件的数量确定，若所加工零件的数量较少，一般选择通用或组合夹具;若所加工零件的数量较大甚至需要成批生产，则主要考虑夹具装卸的便利性、装卸夹具的快慢等，同时还要考虑所选择的夹具能否准确定位，避免定位不准造成零件精度的降低。

第二，量具的确定。对于量具的确定来说，没有许多特殊要求，通用量具即可，需要强调的是，相关人员在确定量具时，必须确保所选择的量具精度满足机械加工要求。

5 编程原点的确定

不同于传统的机加工机床，数控机床的特点是需要编程，因此编程原点的确定也决定着典型零件的数控加工精度。为了便于数控机床的编程，通常在编程前，应该分析零件图样，在零件图样上标注坐标尺寸时，应该尽量避免采用不同的基准线，也可以直接在零件图纸中标注坐标尺寸。

编程原点对于确保数控机床的精度具有重要意义，编程原点既是起点，又是终点，必须准确确定编程原点的位置，否则将直接影响零件的机加工精度。具体来说，可以从以下方面确定编程原点：第一，编程原点的位置应该较明显，同时应该便于操作人员测量。第二，相关人员需要计算零件数据，因此编程原点所确定的数值应该便于计算。第三，尺寸基准包括两个方面，即设计和工艺基准。在不影响加工工艺和精度的前提下，尽量使编程原点和这两个基准相互重合。第四，尽可能减小误差。

6 典型零件的数控加工

本文以某形状较为规整的零件毛坯加工为例，如图2所示，说明加工工艺的确定步骤。首先，该毛坯形状较为规整，初步判断可以进行数控机床的机加工。已知该毛坯材质是45#钢，因此在确定机加工刀具时，选择硬质合金较合适。

该零件毛坯的具体加工工艺如下：

（1）外部形状的加工。应注重外部形状加工的精确性，并注意确定后续精加工的进刀量。（2）内部形状的加工。根据加工图纸，该毛坯加工的零件内部形状较为复杂，因此应该避免在内部形状加工过程中，刀具和进刀量等对机加工产生影响，导致加工精度降低。一般来说应该避免选择大尺寸的刀具。（3）零件有圆形或椭圆的加工要求时，应注意确定合适的刀补参数，提高加工效率，降低报废率。（4）有孔加工时，应注意在加工完孔后，还需要铰孔，注意选择合适的铰刀尺寸。（5）检查零件的加工图纸，查看是否需要进行圆角等加工。

7 结语

机加工对于机械制造行业来说是必不可少的工艺流程，其应用广泛，机加工时，相关操作人员首先应该详细分析零件加工图纸，制定合理的加工路线和加工工艺。在具体的加工过程中，操作人员应根据零件尺寸、形状、材料等选择合适的刀具和切削量等，对数控加工来说，还要确定合理的编程原点，以不断提升加工精度，降低报废率，节约加工成本。

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收稿日期：2020-02-05

作者简介：康琦文（1985—），男，湖南邵阳人，一级实习指导老师，研究方向：数控加工。