1.5 数控加工工艺概述

1.5.1 数控加工工艺的特点

数控加工工艺与普通加工工艺基本相同，在设计零件的数控加工工艺时，首先要遵循普通加工工艺的基本原则与方法，同时还需要考虑数控加工本身的特点和零件编程的要求。数控机床本身自动化程度较高，控制方式不同，设备费用也高，所以数控加工工艺具有以下六个特点。

1.工艺内容具体、详细

数控加工工艺与普通加工工艺相比，在工艺文件的内容和格式上都有较大区别，如加工顺序、刀具的配置及使用顺序、刀具轨迹和切削参数等方面，都要比普通机床加工工艺中的工序内容更详细。在使用通用机床加工时，许多具体的工艺问题，如工艺中各工步的划分与顺序安排、刀具的几何形状、走刀路线及切削用量等，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决定，一般无需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，上述这些具体的工艺问题，必须由编程人员在编程时给予预先确定。也就是说，在通用机床加工时，本来由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多具体工艺问题和细节，在数控加工时就转变为必须由编程人员事先设计和安排的内容。

2.工艺要求准确、严密

数控机床虽然自动化程度较高，但自适应性差，它不能像通用机床那样在加工时根据加工过程中出现的问题，自由地进行人为调整。例如，在数控机床上进行深孔加工时，它就不知道孔中是否已挤满了切屑，何时需要退刀，也不能待清除切屑后再进行加工，而是一直到加工结束为止。因此在数控加工的工艺设计中，必须注意加工过程中的每一个细节，尤其是对图形进行数学处理、计算和编程时，一定要力求准确无误，以使数控加工顺利进行。在实际工作中，一个小数点或一个逗号出现差错就可能酿成重大机床事故和质量事故。

3.应注意加工的适应性

数控加工自动化程度高、可多坐标联动、质量稳定、工序集中，但价格昂贵、操作技术要求高等特点均比较突出，因此要注意数控加工的这些特点，在选择加工方法和对象时更要特别慎重，甚至有时还要在基本不改变工件原有性能的前提下，对其形状、尺寸和结构等做适应数控加工的修改，这样才能既充分发挥出数控加工的优点，又能实现较好的经济效益。

4.可自动控制加工复杂表面

在进行简单表面的加工时，数控加工与普通加工没有太大的差别。但是对于一些复杂曲面或有特殊要求的表面，数控加工就表现出与普通加工根本不同的加工方法。例如，对一些曲线或曲面的加工，普通加工是通过画线、靠模、钳工和成形加工等方法进行加工，这些方法不仅生产效率低，而且还很难保证加工精度；而数控加工则采用多轴联动进行自动控制加工，用这种方法所得到的加工质量是普通加工方法所无法比拟的。

5.工序集中

由于现代数控机床具有精度高、切削参数范围广、刀具数量多、多坐标以及多工位等特点，在工件的一次装夹中可以完成多道工序的加工，甚至可以在工作台上装夹几个相同的工件进行加工，这样就大大缩短了加工工艺路线和生产周期，减少了加工设备和工件的运输量。

6.采用先进的工艺装备

数控加工中广泛采用先进的数控刀具和组合夹具等工艺装备，以满足数控加工中高质量、高效率和高柔性的要求。

1.5.2 数控加工工艺的主要内容

工艺安排是进行数控加工的前期准备工作，它必须在编制程序之前完成，因为只有在确定工艺设计方案以后，编程才有依据，否则，如果加工工艺设计考虑不周全，往往会成倍地增加工作量，有时甚至出现加工事故。可以说，数控加工工艺分析决定了数控加工程序的质量。因此，编程人员在编程之前，一定要先把工艺设计做好。

概括起来，数控加工工艺主要包括如下内容。

• 选择适合在数控机床上加工的零件，并确定零件的数控加工内容。

• 分析零件图样，明确加工内容及技术要求。

• 确定零件的加工方案，制订数控加工工艺路线，如工序的划分及加工顺序的安排等。

• 设计数控加工工序，如零件定位基准的选取、夹具方案的确定、工步的划分、刀具的选取及切削用量的确定等。

• 调整数控加工程序，选取对刀点和换刀点，确定刀具补偿，确定刀路轨迹。

• 分配数控加工中的容差。

• 处理数控机床上的部分工艺指令。

• 编写数控加工专用技术文件。

数控加工专用技术文件不仅是进行数控加工和产品验收的依据，同时也是操作者遵守和执行的规程，还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，并进行了技术储备。这些由工艺人员做出的工艺文件，是编程人员在编制加工程序单时所依据的相关技术文件。

不同的数控机床，其工艺文件的内容也有所不同。例如，数控铣床的工艺文件包括如下六项内容。

• 编程任务书。

• 数控加工工序卡片。

• 数控机床调整单。

• 数控加工刀具卡片。

• 数控加工进给路线图。

• 数控加工程序单。

其中最为重要的是数控加工工序卡片和数控加工刀具卡片。前者说明了数控加工的顺序和加工要素，后者是刀具使用的依据。

为了加强技术文件管理，数控加工工艺文件也应向标准化、规范化方向发展，但目前尚无统一的国家标准，各企业可根据本部门的特点制订上述有关工艺文件。