數控銑加工工藝的應用

◎王文平

一、數控銑加工工藝程序編排考慮要素分析

進行數控銑加工工藝方案編排以及數控銑加工控制程序編寫時，要重點關注數控程序模塊化、兼容性、技術性、靈活性以及方便性。因此，數控銑加工工藝程序編排考慮要素有很多：

1.機床因素分析。

數控銑加工工藝程序編排應考慮機床方面的因素，包括機床功率容量、機床冷卻液、機床維護工作等。其中，機床功率容量主要時檢查數控銑床電動工具以及機器硬度，以此來保證機器能夠使用產品加工所需要的銑削直徑；機床冷卻液應該選擇適當的冷卻劑類型，同時在處理過程中注意冷卻劑的流動情況。機床當不使用冷卻劑的時候要保證銑削刀具可以正常研磨，確保數控銑加工質量；數控銑加工工藝程序編排需要考慮的機床維護主要使結合機床刀具參數描述情況來確定機床切削參數，永久控制機械加工工件銑削狀態，結合機床刀具制造位置分布以及銑削尺寸控制刀具的磨損情況，來調節機床刀具少量腐蝕時間補償值。

2.工件因素分析。

數控銑加工工藝程序編排應考慮工件方面的因素，首先要考慮工件的穩定性，比如工件的安裝狀態以及重復定位精度。其次要考慮正確配置材料以及加工工具，確保工件尺寸或者毛坯尺寸的一致性和產品加工表面質量要求。

3.刀具與夾具因素分析。

數控銑加工工藝程序編排應考慮刀具與夾具因素，一是考慮銑刀直徑，結合機械加工工件寬度適當選擇銑刀直徑。二是考慮刀片模型，可以嘗試使用正前角可轉位刀片，來保證表面平滑，盡可能地降低功耗。三是考慮銑刀程度，通過選擇適當的銑刀程度，選擇正確的銑削步驟，保證不會出現大量刀片涉及切割和避免振動。四是考慮工件加工材料以及加工精度要求，進行刀具形狀以及刀具材料的選擇。五是考慮刀具主偏角，通過最合理的進口角度來選擇適當的主偏角，進口角度是九十度的主偏角比較適合平面磨削臺階。六是數控銑床中銑刀的長接頭直徑應在刀具直徑的四倍以上，構成明顯的振動趨勢，通過減振器接觸器的利用來進一步提升數控銑加工的生產效率。七是考慮銑刀的位置，在擴展銑床銑夾頭的長度時，除了要保證擴展套管長度要大于工件銑削深度的同時，還要避免套管長度過載，正確調整冷卻管的位置，經過噴淋測試保證冷卻劑可以完成所有的銑削作業。八是考慮到其中工件的延伸安裝深度略大于切削深度。

二、數控銑加工準備工作

在我國機械加工工作中，數控銑加工工作要求比較高。數控銑加工過程中對于工件精度的要求比較高，要求加工人員要注重數控銑床操作事項，盡可能避免因人為操作導致的加工問題，做好數控銑加工準備工作。

1.清理工作臺和夾具。

在數控銑床運作過程中會出現一些鐵屑，加工過后的鐵屑非常鋒利，容易在操作人員無意識的情況下被鐵屑劃傷手。并且，工作臺上遺留的鐵屑可能會影響工件加工精度，防止鐵屑在數控銑床加工過程中被機器運轉氣流卷入刀銑部位，導致機械加工零件精度受到影響。數控銑床交工時第一要求就是清理工作臺，應獲得操作人員的重視。

工作臺清理結束后，應清理數控銑床夾具，將夾具上比較細小的鐵屑、灰塵進行清理，特別是鉗口、底座、鉗夾要重點清理。如果數控銑床夾具清理不徹底，未能達到加工標準，將會直接影響機械工件的加工精度。一旦夾具夾面出現顆粒或是凸起，壓板對于工件的壓力就會有一定的減少，導致夾具工作過程中零件受力情況出現偏差，刀具路徑存在偏離，將會直接影響工件加工精度，進而導致所加工的機械零件不能符合工件設計要求，不能達到工件預期效果。

2.毛坯件檢查。

在實際的數控銑床運行加工過程中，操作人員如果不進行毛坯件檢查，將會在數控銑床加工過程中直接影響工件加工精度，從而降低操作人員加工效果。不僅如此，在毛坯件檢查的過程中還能夠進一步檢查工件是否存在受損問題，如果毛坯件受損則需要及時更換。加強數控銑床準備工作是保證機械零件加工精度的主要途徑，同時也是提升工件加工質量的重點手段，所以操作人員應該重視數控銑床加工準備工作，做好準備工作才能保證機械工件加工時不會出現浪費問題，提升機械工件加工效率。

三、數控銑加工工藝分析

在機械加工過程中，我們將銑削加工的機床稱作是銑床，數控銑床可以說是數控加工的中心。機械銑削加工是在機械加工車間開展，數控銑與手動銑都屬于機械加工工藝，數控銑床主要通過編制程序自動控制加工的機床，而數控銑床的結構也與普通銑床相比也存在很多的區別。數控銑加工工藝過程中編制工作是整個數控銑加工技術的核心。

1.標注尺寸。

數控銑加工過程中，要重視數控銑加工工藝的程序編制，通過數控銑床的程序編制來確定產品加工中所有的點、線以及面的尺寸與位置，應在加工對象圖紙中明確標記基準坐標位置以及詳細尺寸。

2.元素分析。

在進行數控銑床加工程序編制過程中，程序編制人員應準確掌握組成加工對象輪廓的各項數據參數，同時了解各個參數之間存在的影響關系。并且，進行數控銑加工工藝編制工作時，應針對各項影響要素展開分析，以此來確保編程工作能夠正常進行，在加工對象上的空間曲線、曲線輪廓與尺寸形狀等內容進一步確定。產品設計人員在產品設計過程中應全面考慮可能會出現的各種問題，因此在進行產品圖紙審核時要耐心、細心，在發現問題時一定要及時商討并解決。

3.定位準確。

由于數控銑加工流程中加工工序比較集中，所以使用同一基準下的定位工作尤為重要，必須要保證各個定位的準確性。

4.統一的尺寸和類型。

數控銑床在運行過程中要盡量減少換到次數，同時縮短各個程序的長度。通常情況下，機械加工零件的內控與外形最好選擇統一幾何類型以及統一尺寸，同時機械加工零件的形狀最好是幾何對稱圖形，通過數控機床的鏡像功能進行數控銑加工編程，能夠有效縮短數控銑加工工藝編程工作時間。

四、數控銑床加工零件裝夾與定位分析

數控銑床在機械零件加工前，因把零件放置于相應的夾具或是機床上。要保證機械零件加工過程中不出現零件位移等問題，就需要確保零件裝夾牢固性以及裝夾位置精度，即零件裝夾與定位。想要保證機械零件裝夾質量及定位效果，應盡量實現一次定位裝夾，避免多次裝夾，充分發揮數控銑床性能，減少人工調整加工。

五、數控銑床刀具的選擇與切削用量確定

數控銑床在機械零件加工期間，對于刀具的性能與刀具規格的要求比較高。通常情況下，數控銑床在運行過程中通過會選擇超細粒度硬質合金或是高速鋼刀等刀具，可以確保刀具能夠符合機械工件銑削要求。

1.刀具選擇。

從數控銑床加工角度來說，正確選擇刀具是保證數控銑床加工質量的重要環節。數控銑床選擇刀具應優先選擇高精度、高強度、高剛性、高耐久性、安裝簡單并且方便調整的刀具。在機械零件加工時應結合工件加工要求合理選擇刀具；在數控銑床實際操作過程中大部分都是結合工件幾何參數進行刀具選擇。如果是封閉鍵槽加工，應使用鍵槽銑刀，進行精加工則應選擇四刃刀具等。

2.切削用量確定。

在實際的數控銑床加工過程中，我們將機械零件銑削加工中各項運動參數稱作切削用量，其中主要是包括進給量、切削速度以及主軸轉速等。數控銑床切削用量確定時應考慮刀具的使用壽命，并分為工序單件成本最低經濟壽命與最大生產率壽命兩個部分。其中如果根據加工工序單件成本最低經濟壽命來進行切削用量確定時，可以稱作為最低成本切削用量；如果根據工件加工最大生產率壽命來進行切削用量確定時，可以稱作為最大成產率切削用量。對于生產任務比較緊迫的情況下，通常會選擇最大生產率切削用量。合理進行切削用量確定，能夠有效提升數控銑加工質量以及加工效率，在選擇切削用量時可以結合進給量、切削速度與主軸轉速等進行評價分析，進一步保證機械工件加工經濟效益，在選擇切削用量時應在保證加工質量的基礎上，選擇成本最低切削用量。

六、數控銑加工刀具路徑以及進刀方式合理選擇

應用數控銑床加工工藝中，需要合理設定刀具路徑，以此來優化數控銑加工工藝。在數控銑床選擇刀具路徑時，應考慮機械工件的加工精度和外粗糙度的匹配度，盡可能地縮短刀具運動軌跡，減少刀具路徑中空刀的出現。對于與斜坡段緊密相連的兩個相鄰刀路，需要增加一定的圓弧半徑，以此來避免不同刀具運動軌跡之間存在問題，導致刀具自動追蹤到下一個加工路徑中。假如選擇同樣的刀具路徑選擇方法能夠保持剪刃的高度，則加大模具兩層之間的圓弧半徑來移動。通過這樣的方式能夠保證數控銑床刀具軌跡的平滑度，控制刀具在銑削加工過程中可能會受到的阻力，可以有效降低刀具的磨損程度，鹽城刀具使用壽命。通過圓弧過渡方式能夠很好地實現零件的切向和切向，提升數控銑加工質量。

另外，數控銑床加工工藝應用過程中，刀具進刀方式是一個需要重點考慮的問題，通過合理選擇刀具的進刀方式，能夠進一步實現機械工件加工效果。結合機械工件實際加工設計要求，可以選擇垂直進刀方式和螺旋進刀方式。其中，數控銑床選擇垂直進刀方式時，銑削速度會相對比較慢一些，銑刀和模具的切削力相對比較大，會容易造成刀具過度磨損。與垂直進刀方式相比，數控銑床選擇螺旋進刀方式時，應重點關注機械工件切削用量，合理設置螺桿直徑范圍，結合相關標準要求來進行調整，使螺旋加料器能夠滿足實際加工工藝應用需求。

七、優化數控銑床編程流程

在實際的數控銑加工過程中，需要合理使用數控銑床，所以數控銑床編程工作尤為重要。數控銑床控制編程通常會選擇手工自動編程。數控銑床手工編程就是指通過手工來完成機床程序編制工作。數控銑床編程人員會利用計算工件以及數學模型來進行刀具途徑的計算以及相關說明。手工編程的數控銑床編程方式比較易于操作，比較適用于低計算復雜度和低復雜度編程。手工編程包括不同方面，在程序編譯過程中，應針對相關數據展開瀏覽、分析、處理以及編程工作。在程序計劃過程中，編程人員應結合數控銑床車間資源實際情況準備生產零件和模具；在程序規劃過程中，編程人員應考慮數控銑床操作人員對編程程序的認知程度，保證程序規劃內容的全面性與完整性。

八、數控銑加工質量提升策略

1.規范數控銑加工與運行流程。

在數控銑床加工工藝應用過程中，想要提升加工質量，規范數控銑加工與運行流程是必不可少的。一方面，數控銑加工技術人員的操作行為需要進一步梳理，保證技術人員操作規范性。另一方面，數控銑床使用配置需要進一步規范。最重要的是，數控銑床加工與運行流程需要進一步規范與優化。在實際的數控銑加工過程中，機械加工企業應加強技術人員專業技術能力培養，避免因技術人員操作問題導致的數控銑床加工質量以及加工效果受到影響。對于大部分的機械加工企業來說，數控銑加工工藝應用過程中機床性能、機床編制程序以及實際操作方法等方面都存在一定的差異性。想要全面提升數控銑床的生產效能，機械加工企業應合理進行加工設備配置，進一步優化資源配置，能夠有效避免資源浪費問題，確保數控銑床加工效能最大化。

2.完善機床軟件與硬件系統。

對于數控銑床來說，軟件系統代表數控機床程序設計能力，同時也是機械制造企業數字化管理能力以及軟件程序的應用能力的直接體現。數控銑床加工效果以及加工質量的提升需要有軟件程序的支撐，保持軟件系統持續更新。機械加工企業應重點關注計算機軟件系統設計與更新工作，全面保證數控銑床高質量、高效率運行。

對于數控銑床來說，硬件系統是指數控機床設備配置情況。機械制造企業應及時進行數控機床老舊設備更新，在選購數控機床時需要綜合性考量，考察設備性價比的基礎上，還要考慮機床后期修護維修工作。不僅如此，數控銑床在日常運行過程中，要盡可能地保持設備穩定供電，保證設備使用安全，防止設備短路、斷路等問題的出現。所以，機械制造企業應為數控銑床以及相關設備適當配置交流穩定器、安全保險等設施，以此來提升數控銑床運行穩定性與安全性。除此之外，數控銑床應定期進行設備定期檢修以及維護工作，同時對于機床關鍵部件應及時潤滑等，能夠更好提升數控銑床加工效能。

3.引用立體曲面加工工藝。

對于現代企業來說，加強數控機床以及相關加工技術的運用與優化，是企業自動化生產與經營的重要途徑。所以，在進行金屬部件加工生產過程中，比較重視銑削加工技術和不同技術之間的結合運用，引用立體曲面加工工藝，進一步提升企業機械加工效率以及機械生產質量。企業機械加工自動化發展，我國工業經濟逐漸轉型，加快機械加工生產效率能夠保證企業數控銑床自動化加工目標的基本保障。從當前機械加工生產工作來看，企業在加工過程中不僅要嚴格執行加工要求，而且要加強信號處理，進而實現工業經濟可持續發展。

結束語：進入21 世紀以來，我國國民經濟水平不斷提升，各個領域和各個行業發展速度明顯加快。在此過程中，我國機械制造行業發展速度尤為突出，其中數控銑加工工藝在機械零件加工過程中發揮了重要作用和意義，并且數控銑加工工藝在機械制造行業的應用范圍也在不斷地擴大。數控技術不僅關系到國家戰略地位，而且能夠直接反映出一個國家地綜合國力，數控銑加工技術作為應用比較廣泛地一項數控加工技術，對于數控加工工作具有重要作用。通過數字信息技術來控制數控銑床刀具與零件地運動情況，全面提升機械加工質量。所以，要重點分析數控銑加工工藝程序編排考慮要素，做好準備工作，加強數控銑加工工藝分析，注意刀具的選擇與切削用量確定，合理選擇刀具路徑以及進刀方式，進一步優化編程流程，全面提升數控銑加工工藝水平，提升機械零件加工效率。