數控加工過程中的零件圖工藝分析

車叢國

摘 要：在進行工藝分析時要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、夾具手冊等，根據工件材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。

關鍵詞：數控加工；零件圖；工藝分析

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2009）03-0306-01

1 數控加工的工藝分析應注意的問題

1.1 選擇合適的對刀點和換刀點

對刀點是數控加工時刀具相對于工件的運動起點，又叫起刀點或起始類，也就是程序運行的起點。對刀點選定后，便確定了機床坐標系和零件坐標系之間的相互位置關系，對刀點選擇原則如下：

（1）主要考慮對刀點在機床上對刀方便，便于觀察和檢測，編程時便于數學處理和有利于簡化編程。

（2）對刀點可選在零件或夾具上，為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。

（3）對數控車床，鏜銑床，加工中心等多刀加工數控機床，在加工過程中需要進行換刀，因此編程時要考慮不同工序之間的換刀位置。換刀點應設在工件外部以換刀時刀具與工件或夾具不發生干涉效準。

1.2 審查與分析工藝基準的可靠性

數控加工工藝特別強調定位加工，尤其是正反兩面都采用數控加工的零件，其工藝基準的統一是十分必要的，否則很難保證兩次加工后兩個面上的輪廓位置尺寸的協調，如果零件上沒有合適的基準，要考慮在零件上增加工藝只臺或工藝孔，在加工完成后再將其去除。

1.3 選擇合適的零件安裝方式

數控機床加工時，應盡量使零件一次安裝，完成零件所有待加工面的加工。要合理選擇定位基準和裝夾方式以減少誤差。應盡量采用通用夾具式組合夾具，必要時才設計專用夾具。

2 數控加工零件圖的工藝分析

在確定數控加工零件和加工內容后，根據所了解的數控機床性能及實際工作經驗，需要對零件圖進行工藝分析，以減少后續編程和加工中可能出現的失誤，零件圖的工藝分析可以從以下幾個方面考慮。

（1）審查零件圖的完整性和正確性。

對輪廓零件，審查構成輪廓各幾何元素的尺寸或相互關系的標準是否準確完整。例如：在實際工件中常常會遇到圖紙中給出的幾何元素的相互關系不正確、缺尺寸，使編程計算無法完成。或雖然給出了幾何元素的相互關系，但同時又給出了引起矛盾的相關尺寸、尺寸多余等同樣給編程帶來困難。

（2）審查零件圖中的尺寸標準方式是否適應數控加工的特點。

對數控加工來說，最傾向于以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸，這種標準方法便于編程，也便于尺寸之間的相互協調，在保持設計、工藝、檢測基準與編程原點位置的一致性方面帶來很大方便，由于零件設計人員往往在尺寸標準中較多地考慮裝機等使用性能，而不得不采取局部分散的標準方法，這樣會給工序安排與數控加工帶來諸多不全。事實上，由于數控加工精度及重復定位精度都很高，不會因產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因而改變局部分散標準法為集中引注或坐標式標注是安全可行的。

（3）審查零件圖樣中構成輪廓的幾何元素是否充分。

在自動編程時，要對構成輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每一個基點坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。所以在審查圖樣時一定要仔細認真，發現問題要及時同有關人員更改。

（4）審查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保證數控機床盡管比普通機床加工精度高，但數控加工車普通加工一樣，在加工過程中都會遇到受力變形的困擾，因此對于薄壁零件、剛性差的零件加工，一定注意加強零件加工部位的剛性，防止變形的產生。

（5）特殊零件的處理。

對于一些特殊零件，例如對于厚度尺寸有要求的大面積薄壁板零件，由于數控加工時的切削力和薄板的彈性退讓容易產生切削面的振動，影響到尺寸公差和表現粗糙度的要求。因此加工這些零件時應采取特別的工藝處理手段，例如改進裝夾方式，采用合適的加工順序和刀具，選擇恰當的粗精加工余時等。

3 選擇并決定進行數控加工的內容

選擇哪里最適合、最需要進行數控加工的內容和工序。

3.1 一般可按下列順序考慮選擇

（1）普通機床無法加工的內容應非優先選擇內容；

（2）普通機床難加工，質量也難保證的內容應作為重點選擇內容；

（3）普通機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床尚存在富余能力的基礎上進行選擇。

3.2 下列一些內容則不宜采用數控加工

（1）需要較長時間占機調整的加工內容，如：以很粗糙的毛坯的粗基準定位來加工第一個精基問候語的工序等。

（2）必須按專用工裝協調的孔及其它加工內容。

（3）按某些特定的制造依據（如：樣板、樣件、模貼等）加工的型面輪廓。

（4）不能在一次安裝中加工完成的其它零量分散部位；采用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排普通補充加工。

（5）加工余量極不穩定，且數控機床上又無法自動調整零件坐標位置的加工內容。

此外，在選擇和確定加工內容時，也要考慮生產批量、生產周期、工序間周轉情況等。

4 零件圖樣上尺寸數據的標準原則

零件圖上尺寸標準應適合數控加工的特點，構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分，要審查與分析定位基準的可靠性，對圖紙的工藝性分析審查一般是在零件圖紙設計和毛坯設計之后進行的，特別是在把原來采用普通機床加工的零件改為數控加工的情況下，零件都已定型，我們再要求根據數控加工工藝特點，對圖紙或毛坯進行較大更改，一般是比較困難的，所以一定要把重點放在零件圖或毛坯圖初步設計與設計定型之間的工藝審查與分析上，在不損害零件使用特性的許可范圍內，更多的滿足數控加工工藝的各種要求，零件各加工部位的結構工藝性應符合數控加工的特點，零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸，尤其是加工面轉接處的凹圓弧半徑，一根軸上直徑相差不大的各軸肩處的退刀槽寬度等最好統一尺寸，這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使編程方便提高效率，內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，而刀具直徑的大小與被加工零件輪廓的高低影響著工件加工工藝的好壞，因此內槽圓角半徑不應過小。銑削零件底面時，槽底圓角半徑γ不應過大。應采用統一的基準定位，否則會因工件重新安裝產生定位誤差導致加工后的兩個面上輪廓位置和尺寸不協調現象。

5 總結

我們要掌握這種分析方法，從而真正做到數控加工的高質量、高效率。