數(shù)控銑加工工藝的應(yīng)用

◎王文平

一、數(shù)控銑加工工藝程序編排考慮要素分析

進行數(shù)控銑加工工藝方案編排以及數(shù)控銑加工控制程序編寫時，要重點關(guān)注數(shù)控程序模塊化、兼容性、技術(shù)性、靈活性以及方便性。因此，數(shù)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(shù)控銑加工工藝程序編排應(yīng)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(shù)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(chǎn)品加工所需要的銑削直徑；機床冷卻液應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s劑類型，同時在處理過程中注意冷卻劑的流動情況。機床當(dāng)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(shù)控銑加工質(zhì)量；數(shù)控銑加工工藝程序編排需要考慮的機床維護主要使結(jié)合機床刀具參數(shù)描述情況來確定機床切削參數(shù)，永久控制機械加工工件銑削狀態(tài)，結(jié)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(diào)節(jié)機床刀具少量腐蝕時間補償值。

2.工件因素分析。

數(shù)控銑加工工藝程序編排應(yīng)考慮工件方面的因素，首先要考慮工件的穩(wěn)定性，比如工件的安裝狀態(tài)以及重復(fù)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(chǎn)品加工表面質(zhì)量要求。

3.刀具與夾具因素分析。

數(shù)控銑加工工藝程序編排應(yīng)考慮刀具與夾具因素，一是考慮銑刀直徑，結(jié)合機械加工工件寬度適當(dāng)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(zhuǎn)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(dāng)?shù)你姷冻潭?，選擇正確的銑削步驟，保證不會出現(xiàn)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(dāng)?shù)闹髌?，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(shù)控銑床中銑刀的長接頭直徑應(yīng)在刀具直徑的四倍以上，構(gòu)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(shù)控銑加工的生產(chǎn)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(diào)整冷卻管的位置，經(jīng)過噴淋測試保證冷卻劑可以完成所有的銑削作業(yè)。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(shù)控銑加工準(zhǔn)備工作

在我國機械加工工作中，數(shù)控銑加工工作要求比較高。數(shù)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(shù)控銑床操作事項，盡可能避免因人為操作導(dǎo)致的加工問題，做好數(shù)控銑加工準(zhǔn)備工作。

1.清理工作臺和夾具。

在數(shù)控銑床運作過程中會出現(xiàn)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(shù)控銑床加工過程中被機器運轉(zhuǎn)氣流卷入刀銑部位，導(dǎo)致機械加工零件精度受到影響。數(shù)控銑床交工時第一要求就是清理工作臺，應(yīng)獲得操作人員的重視。

工作臺清理結(jié)束后，應(yīng)清理數(shù)控銑床夾具，將夾具上比較細(xì)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(shù)控銑床夾具清理不徹底，未能達到加工標(biāo)準(zhǔn)，將會直接影響機械工件的加工精度。一旦夾具夾面出現(xiàn)顆粒或是凸起，壓板對于工件的壓力就會有一定的減少，導(dǎo)致夾具工作過程中零件受力情況出現(xiàn)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(dǎo)致所加工的機械零件不能符合工件設(shè)計要求，不能達到工件預(yù)期效果。

2.毛坯件檢查。

在實際的數(shù)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(shù)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(shù)控銑床準(zhǔn)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(zhì)量的重點手段，所以操作人員應(yīng)該重視數(shù)控銑床加工準(zhǔn)備工作，做好準(zhǔn)備工作才能保證機械工件加工時不會出現(xiàn)浪費問題，提升機械工件加工效率。

三、數(shù)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(shù)控銑床可以說是數(shù)控加工的中心。機械銑削加工是在機械加工車間開展，數(shù)控銑與手動銑都屬于機械加工工藝，數(shù)控銑床主要通過編制程序自動控制加工的機床，而數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)也與普通銑床相比也存在很多的區(qū)別。數(shù)控銑加工工藝過程中編制工作是整個數(shù)控銑加工技術(shù)的核心。

1.標(biāo)注尺寸。

數(shù)控銑加工過程中，要重視數(shù)控銑加工工藝的程序編制，通過數(shù)控銑床的程序編制來確定產(chǎn)品加工中所有的點、線以及面的尺寸與位置，應(yīng)在加工對象圖紙中明確標(biāo)記基準(zhǔn)坐標(biāo)位置以及詳細(xì)尺寸。

2.元素分析。

在進行數(shù)控銑床加工程序編制過程中，程序編制人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握組成加工對象輪廓的各項數(shù)據(jù)參數(shù)，同時了解各個參數(shù)之間存在的影響關(guān)系。并且，進行數(shù)控銑加工工藝編制工作時，應(yīng)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(nèi)容進一步確定。產(chǎn)品設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計過程中應(yīng)全面考慮可能會出現(xiàn)的各種問題，因此在進行產(chǎn)品圖紙審核時要耐心、細(xì)心，在發(fā)現(xiàn)問題時一定要及時商討并解決。

3.定位準(zhǔn)確。

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

4.統(tǒng)一的尺寸和類型。

數(shù)控銑床在運行過程中要盡量減少換到次數(shù)，同時縮短各個程序的長度。通常情況下，機械加工零件的內(nèi)控與外形最好選擇統(tǒng)一幾何類型以及統(tǒng)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(shù)控機床的鏡像功能進行數(shù)控銑加工編程，能夠有效縮短數(shù)控銑加工工藝編程工作時間。

四、數(shù)控銑床加工零件裝夾與定位分析

數(shù)控銑床在機械零件加工前，因把零件放置于相應(yīng)的夾具或是機床上。要保證機械零件加工過程中不出現(xiàn)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(zhì)量及定位效果，應(yīng)盡量實現(xiàn)一次定位裝夾，避免多次裝夾，充分發(fā)揮數(shù)控銑床性能，減少人工調(diào)整加工。

五、數(shù)控銑床刀具的選擇與切削用量確定

數(shù)控銑床在機械零件加工期間，對于刀具的性能與刀具規(guī)格的要求比較高。通常情況下，數(shù)控銑床在運行過程中通過會選擇超細(xì)粒度硬質(zhì)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(shù)控銑床加工角度來說，正確選擇刀具是保證數(shù)控銑床加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。數(shù)控銑床選擇刀具應(yīng)優(yōu)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(diào)整的刀具。在機械零件加工時應(yīng)結(jié)合工件加工要求合理選擇刀具；在數(shù)控銑床實際操作過程中大部分都是結(jié)合工件幾何參數(shù)進行刀具選擇。如果是封閉鍵槽加工，應(yīng)使用鍵槽銑刀，進行精加工則應(yīng)選擇四刃刀具等。

2.切削用量確定。

在實際的數(shù)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(shù)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(zhuǎn)速等。數(shù)控銑床切削用量確定時應(yīng)考慮刀具的使用壽命，并分為工序單件成本最低經(jīng)濟壽命與最大生產(chǎn)率壽命兩個部分。其中如果根據(jù)加工工序單件成本最低經(jīng)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(jù)工件加工最大生產(chǎn)率壽命來進行切削用量確定時，可以稱作為最大成產(chǎn)率切削用量。對于生產(chǎn)任務(wù)比較緊迫的情況下，通常會選擇最大生產(chǎn)率切削用量。合理進行切削用量確定，能夠有效提升數(shù)控銑加工質(zhì)量以及加工效率，在選擇切削用量時可以結(jié)合進給量、切削速度與主軸轉(zhuǎn)速等進行評價分析，進一步保證機械工件加工經(jīng)濟效益，在選擇切削用量時應(yīng)在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，選擇成本最低切削用量。

六、數(shù)控銑加工刀具路徑以及進刀方式合理選擇

應(yīng)用數(shù)控銑床加工工藝中，需要合理設(shè)定刀具路徑，以此來優(yōu)化數(shù)控銑加工工藝。在數(shù)控銑床選擇刀具路徑時，應(yīng)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(xiàn)。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(dǎo)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(shù)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(xiàn)零件的切向和切向，提升數(shù)控銑加工質(zhì)量。

另外，數(shù)控銑床加工工藝應(yīng)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(xiàn)機械工件加工效果。結(jié)合機械工件實際加工設(shè)計要求，可以選擇垂直進刀方式和螺旋進刀方式。其中，數(shù)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(shù)控銑床選擇螺旋進刀方式時，應(yīng)重點關(guān)注機械工件切削用量，合理設(shè)置螺桿直徑范圍，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求來進行調(diào)整，使螺旋加料器能夠滿足實際加工工藝應(yīng)用需求。

七、優(yōu)化數(shù)控銑床編程流程

在實際的數(shù)控銑加工過程中，需要合理使用數(shù)控銑床，所以數(shù)控銑床編程工作尤為重要。數(shù)控銑床控制編程通常會選擇手工自動編程。數(shù)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(shù)控銑床編程人員會利用計算工件以及數(shù)學(xué)模型來進行刀具途徑的計算以及相關(guān)說明。手工編程的數(shù)控銑床編程方式比較易于操作，比較適用于低計算復(fù)雜度和低復(fù)雜度編程。手工編程包括不同方面，在程序編譯過程中，應(yīng)針對相關(guān)數(shù)據(jù)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(yīng)結(jié)合數(shù)控銑床車間資源實際情況準(zhǔn)備生產(chǎn)零件和模具；在程序規(guī)劃過程中，編程人員應(yīng)考慮數(shù)控銑床操作人員對編程程序的認(rèn)知程度，保證程序規(guī)劃內(nèi)容的全面性與完整性。

八、數(shù)控銑加工質(zhì)量提升策略

1.規(guī)范數(shù)控銑加工與運行流程。

在數(shù)控銑床加工工藝應(yīng)用過程中，想要提升加工質(zhì)量，規(guī)范數(shù)控銑加工與運行流程是必不可少的。一方面，數(shù)控銑加工技術(shù)人員的操作行為需要進一步梳理，保證技術(shù)人員操作規(guī)范性。另一方面，數(shù)控銑床使用配置需要進一步規(guī)范。最重要的是，數(shù)控銑床加工與運行流程需要進一步規(guī)范與優(yōu)化。在實際的數(shù)控銑加工過程中，機械加工企業(yè)應(yīng)加強技術(shù)人員專業(yè)技術(shù)能力培養(yǎng)，避免因技術(shù)人員操作問題導(dǎo)致的數(shù)控銑床加工質(zhì)量以及加工效果受到影響。對于大部分的機械加工企業(yè)來說，數(shù)控銑加工工藝應(yīng)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(shù)控銑床的生產(chǎn)效能，機械加工企業(yè)應(yīng)合理進行加工設(shè)備配置，進一步優(yōu)化資源配置，能夠有效避免資源浪費問題，確保數(shù)控銑床加工效能最大化。

2.完善機床軟件與硬件系統(tǒng)。

對于數(shù)控銑床來說，軟件系統(tǒng)代表數(shù)控機床程序設(shè)計能力，同時也是機械制造企業(yè)數(shù)字化管理能力以及軟件程序的應(yīng)用能力的直接體現(xiàn)。數(shù)控銑床加工效果以及加工質(zhì)量的提升需要有軟件程序的支撐，保持軟件系統(tǒng)持續(xù)更新。機械加工企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注計算機軟件系統(tǒng)設(shè)計與更新工作，全面保證數(shù)控銑床高質(zhì)量、高效率運行。

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

3.引用立體曲面加工工藝。

對于現(xiàn)代企業(yè)來說，加強數(shù)控機床以及相關(guān)加工技術(shù)的運用與優(yōu)化，是企業(yè)自動化生產(chǎn)與經(jīng)營的重要途徑。所以，在進行金屬部件加工生產(chǎn)過程中，比較重視銑削加工技術(shù)和不同技術(shù)之間的結(jié)合運用，引用立體曲面加工工藝，進一步提升企業(yè)機械加工效率以及機械生產(chǎn)質(zhì)量。企業(yè)機械加工自動化發(fā)展，我國工業(yè)經(jīng)濟逐漸轉(zhuǎn)型，加快機械加工生產(chǎn)效率能夠保證企業(yè)數(shù)控銑床自動化加工目標(biāo)的基本保障。從當(dāng)前機械加工生產(chǎn)工作來看，企業(yè)在加工過程中不僅要嚴(yán)格執(zhí)行加工要求，而且要加強信號處理，進而實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語：進入21 世紀(jì)以來，我國國民經(jīng)濟水平不斷提升，各個領(lǐng)域和各個行業(yè)發(fā)展速度明顯加快。在此過程中，我國機械制造行業(yè)發(fā)展速度尤為突出，其中數(shù)控銑加工工藝在機械零件加工過程中發(fā)揮了重要作用和意義，并且數(shù)控銑加工工藝在機械制造行業(yè)的應(yīng)用范圍也在不斷地擴大。數(shù)控技術(shù)不僅關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，而且能夠直接反映出一個國家地綜合國力，數(shù)控銑加工技術(shù)作為應(yīng)用比較廣泛地一項數(shù)控加工技術(shù)，對于數(shù)控加工工作具有重要作用。通過數(shù)字信息技術(shù)來控制數(shù)控銑床刀具與零件地運動情況，全面提升機械加工質(zhì)量。所以，要重點分析數(shù)控銑加工工藝程序編排考慮要素，做好準(zhǔn)備工作，加強數(shù)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(yōu)化編程流程，全面提升數(shù)控銑加工工藝水平，提升機械零件加工效率。