探析數控加工與傳統機加工工藝

韓雨宏

摘 要：隨著市場經濟的多元化發展和企業科技日新月異的進步，促使企業要從根本上去改善生產力和生產方式，科技已經成為第一生產力毋庸置疑。它是企業提升競爭力和市場占有率的看家本領，尤其是生產、加工和制造企業，必須探索新的生產工藝和生產模式以適應從"中國制造"到"中國創造"的轉型。而數控加工的出現逐漸取代了傳統機加工占據了主導地位，這是因為數控加工工藝極大地提高了加工企業的生產效率和生產質量，讓企業走了更加精細化、專業化可持續發展之路。

關鍵詞：數控加工工藝傳統加工工藝加工工藝研究

隨著科學技術的發展，特別是計算機科學技術的發展，使得數控加工成為可能，從根本上改變了加工企業的生產方式，成為加工企業發展過程中的一個新突破。數控加工與傳統加工相比，在一些關鍵技術上具有比較大的優勢，應當成為現代加工業未來發展的主要方向。但是從另一方面來講，對于傳統機加工中比較優良的加工工藝和技術方法，要積極應用于數控加工中，使數控加工發揮更大的功能，提高生產效率和產品質量，實現經濟效益和社會效益的最大化。

1、加工工藝

在普通機加工藝中，無論是定位基準、裝夾方式、刀具、切削方法等方面都可以進行簡化處理，但數據加工工藝則較為復雜，需要對這些因素進行充分的考慮，而且即使相同的加工任務，數控加工工藝則可以有多個方案，可以對多個加工部位及加工刀具作為主線進行工藝上的安排，工藝具有多樣化的特點，這是數控加工工藝與傳統機加工工藝的最明確區別。

2、裝夾及夾具

在數控加工工藝中，不僅需要夾具和機床的坐標方向要保證相對固定，而且還對零件和機床坐標系的尺寸關系進行協調。而且裝夾過程中需要對定位和夾緊這兩個步驟進行有效的控制。而且傳統機加工工藝下，由于機床自身的加工能力有限，所以需要進行在加工過程中進行多次裝夾。而且需要利用專用夾具，這就導致夾具在設計和制造上的費用較高，無形中增加了產品的生成成本。而數控加工工藝定位可以利用儀表來進行調試，大部分情況下都不需要進行專用夾具的設計，所以相對來講其成本較低。

3、刀具

在加工過程中，刀具的選擇需要根據加工工藝和加工方法的不同來進行確定。特別是在數控加工中，利用高速切削不僅有利于加工效率的提升，而且加工質量也能夠得到保證，有效的降低切削變形的機率，使加工周期縮短，所以在高速切削下對切削刀具的需求進一步增多。目前還有一種干切削方法，這種切削方法在不加切削液或只加少量切削液的情況下進行切削，所以需要刀具具有良好的耐熱性。相對于普通機加工工藝來講，數控加工工藝對刀具的性能具有較高的要求。由于當前數控加工工藝成為現代加工行業的主要工藝，這也導致刀具行業發生了較大的改變，其已不再單純是為了刀具的生產和供應，而開始向新切削工藝和相關配套技術的產品開發轉變，刀具生產商也成為當前加工行業提高生產效率和質量，降低生產成本的重要合作伙伴。

4、加工方式

在傳統機加工工藝中一些加工工藝由于不能進行精準掌控，所以輕易是不會用的，但利用數控機床進行加工時，這些慎用的加式方式都變得具有可行性。而且數控加工過程中，已利用圓孤插補、背幢法、數控修整法將傳統孔位加工使用的充填法、空刀法和修整法進行替代。而且硬切削加工工藝也開始在加工中進行應用，不僅有效的確保了加工效率的提升，而且對于加工成本在很大程度上有所降低，設備投入的資金也減少。同時相對于濕式切削方法相比，干切削可以說是一種綠色制造工藝，其在切削加工上具有十分明顯的優勢，但由于其切削力較大，切削過程中存在著變形及刀具磨損大的問題。

5、切削用量

傳統加工中因主要由工人憑自己的技術經驗操縱機床，從人的控制能力和安全角度等方面考慮，一般是比較保守的，特別對復雜的曲線和曲面，工人操作易出現差錯，為減少廢品率，切削用量的選擇總是慎之又慎。數控機床是采用控制系統控制機床動作，不論什么形面都可用程序方便地控制加工過程，刀具在工件上的運動軌跡是全自動的和靈活、不間斷的，在程序中可對加工過程設置最為合理的切削用量，從而最大限度地提高加工效率，這是普通機床加工不可比擬的。現在常采用的高速加工的粗加工所應采取的工藝方案：高切削速度、高進給率和小切削量的組合。雖然要多切幾刀，但綜合比較效率和工藝系統剛度、耐用度，還是物有所值的。還有就是最新出現的高速加工中自動進行速度優化處理，也就是在切削量小的地方加快切削速度，而在加工余量大的地方增加切削速度，從而縮短加工時間，提高工作效率，減少刀具的損害，延長刀具的壽命，保證了機床和刀具需要的切削載荷的更小的變化，提高精加工的表面質量。優化F值后，切削速度根據余量的變化而變化，在普通機床加工中根本無法實現。

6、熱變形

切削過程中的熱變形不可避免，精加工階段的熱變形直接影響到最終工件的加工精度。傳統加工方法因較易分出加工階段，各工序之間的緩沖時間較長，可在前面加工產生的溫升完全恢復正常后，再進行最終的精加工，如精加工分為多個工步，還可通過控制工步間的間隔時間等進一步減少熱變形的影響。數控加工因其可以連續高效地進行多個面的加工，因為連續，切削時產生的熱量來不及充分轉移，如果工步之間考慮熱變形因素而給出停留時間，則影響加工效率，所以，數控加工中熱變形的影響成為了一個突出的問題。減少熱變形，在普通機床加工中，大家總是習慣加切削液，冷卻工件和刀具的溫度。但是在一般的外冷卻應用中，冷卻液只是噴到鐵屑或者工件上，很難真正噴到鐵屑與刀片前刀面之間的熱影響區，這樣的冷卻效果大打折扣。并且在一些黏性材料加工中，切削長度不好控制，尤其是精加工中，切削過長，這也經常損害已加工表面，堵塞機床的排屑，造成機床故障。

7、結束語

普通加工工藝是數控加工工藝的基礎和技術保障，數控加工工藝源于傳統的加工工藝，是傳統的加工工藝、計算機數控技術、計算機輔助設計和輔助制造技術的有機結合，通過對數控加工工藝與傳統機床加工工藝的比較，分析出各自的優缺點，從而能夠更好地編制出合理的工藝文件。

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