时间：2022-05-01 16:41:46
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控加工，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
数控加工能够大大提高对复杂性产品的制造效率,能够充分保障产品的加工质量,它是集传统的机械制造工艺、现代化控制技术、传感技术等技术于一体的,它的广泛使用给机械制造业带来了极大的方便,数控技术的水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。
1.2数控加工的特点
数控加工技术与传统的机床加工技术相比,其具有以下几个方面的特点:1.加工零件的精度越来越高,能够适应许多品种复杂的小零件。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的,不需要人工干预,从而能够消除人为产生的误差。2.数控机床能够随生产对象的变化而发生变化,所以在数控机床上改变加工零件时,只需重新编制程序,输入新的程序后就能自动实现对新的零件的加工;而并不需要改变机械部分和控制部分的硬件,从而为复杂结构零件的生产提供了极大的方便。3.数控机床每一道工序都可以选用最有利的切削用量,这就提高了数控机床的切削效率,节省了时间,数控机床还能够实现多道工序的连续加工,大大提高了生产效率。4.数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具,并且还可以实现一机多用,从而能够使生产成本进一步下降,可获得良好的经济效益。5.数控机床可以使用数字信息与标准代码处理、传递信息,从而为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。
2数控机床
2.1数控机床的定义
数控机床是集多种技术于一体的现代化技术设备,是一种装有程序控制系统的自动化的数字机床,其控制系统能够自动的处理各种程序指令,从而使得机床工作加工零件。数控机床的系统一旦出现故障,就会使得机床停止运转,从而影响生产效率。数控机床容易出现的故障主要有:机械的磨损与锈蚀、工件表面粗糙度大、电子元器件发化,本身有隐患、灰尘、操作失误等,所以,对数控机床出现的故障及时的进行维修是保障数控机床能够正常运行的前提,对数控机床的快速发展和不断完善也起到了巨大的推动作用。
2.2数控机床的特点
(1)对加工对象的适应性比较强,能够根据不同加工对象为模具的制造提供合适的加工方法;(2)加工精度高,能够适应各种小而精密的零件的加工,具有比较稳定的加工质量;(3)当加工零件发生改变时,不需要重新进行设置,只需要更改数控的程序就可以,这样就大大节省了生产时间,提高了生产效率;(4)由于采用的是自动化程序控制,所以大大减轻了劳动强度;(5)数控机床对工作人员的素质要求比较高,对维修人员的技术要求更高。
2.3数控机床的分类
(1)按照加工工艺方法进行分类:金属切削类数控机床;特种加工类数控机床;扳材加工类数控机床;(2)按控制运动轨迹进行分类:点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。
3数控机床常常出现的故障分析
3.1数控机床监测技术的特点
随着社会的不断进步,经济的快速发展,数控机床监测技术也得到了迅速的发展,从而更加准确的确保了机床的正常运行。数控机床监测技术主要有以下三个特点:(1)数控机床监测的目的很明确,能够快速的对机床进行故障监测,进而及时的制定出科学、有效的解决方案,从而保障机床的正常运转;(2)数控机床监测技术涉及的范围比较广,主要涉及到物理学、机械动力学等多种学科知识领域;(3)数控机床监测技术能够很好的联系实际,能够把理论知识转化为实践,然后用于实际的操作中,这样就能够很好的提高数控机床的安全运行。
3.2数控系统故障
3.2.1位置环位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏;不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏;测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。3.2.2电源部分电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。
3.3无报警显示的故障
3.3.1机床失控由于伺服电动机内检测元件的反馈信号接反或元件故障本身造成的。3.3.2机床振动此时应首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化,如果成比例变化,则故障的原因是机床、电动机、检测器不良,或是系统插补精度差,检测增益太高;如果不成比例,且大致固定时,则大都是因为与位置控制有关的系统参数设定错误,速度控制单元上短路棒设定错误或增益电位器调整不好,以及速度控制单元的印刷线路不好。
3.4数控机床监测人员要掌握方法对机床的监测
数控机床监测人员在检测前要详细了解机床发生故障前有哪些征兆或者是现象,根据这些现象对故障进行分析,这样可以大大提高监测效率;如果不能通过看机床表面判断出机床的故障,这时就必须进行深层次的故障检测,对很有可能发生故障的部位进行监测,从而监测出故障部位。监测人员还一定要熟悉相关机床的维修原理,在每一次监测完机床故障以后,应该详细的记录好监测方法,从而可以方便掌握机床的故障规律,从而提高故障诊断效率。
4数控加工及数控机床的维护及检修
4.1数控加工及数控机床维护与检修人员
由于数控机床的特点,所以对维护与检修人员的要求比较高,只有维修人员具有较高的素质和工作技术才能真正确保数控机床维修工作的快速、高效运行。有效的预防与维修的技术手段是确保数控机床能够高效运转的基本条件,所以要建立严格的维护修理制度对机床进行及时的维护、修理,从而来大大降低事故的发生率,每次使用完机床以后要对机床的每一个部件进行检测,对一些有破损的部件进行及时的更换,定期对机床进行检测,一旦发现问题及时的进行解决,另外,还可以对机床进行一定程度的升级或者是改装,从而使的机床的技术水平能够得到大幅度的提升,使得机床能够稳定运行、长时间运转,从而获得更多的经济效益;除此以外,还要对机床的使用寿命与更换频率进行评估,从而真正提高机床的使用寿命。保障数控机床能够正常运转的主体还是维护人员,为此,一定要加强对维护人员的培训力度,让维护人员在掌握基本的知识基础以后,掌握更多、更有效的技术方法,真正成为数控机床专业检测诊断技术的高级操作专家,此外还要提高维护人员的责任心,让维护人员能够利用自己灵活且基础扎实的知识体系,使机床的正常运行获得保证,从而减少事故的发生频率,带来更多的经济效益。
4.2加强对机床的安全监察力度
只有真正保障机床是在严格的操作流程下进行,才能真正保障人们的生命安全,减少事故的发生,所以,一定要重视事故的发生原因,对事故进行仔细的分析和解决,吸取教训,不断的总结经验,将事故发生的过程记录下来,从而能够避免下次再出现同样的事故,另外,还要加强对机床的安全监察力度,做好安全工作,对于不同种类的机床要采取不同的分析与诊断方法,还要做好定期维修和护理工作,提前对机床可能出现的故障进行预测,然后针对这些故障提前做好预防措施,对于机床的引进购买一定要确保是从正规厂家进行的购买,从而真正从源头上确保机床的质量,再者还要注意确保维护人员的生命安全,要牢记安全第一的原则,提高维护人员的安全意识,从而真正使得维护人员的安全有所保障。
4.3做好预防性维护工作
预防性维护工作的目的是为了降低故障的发生率。所以,数控机床维护人员要对数控机床在实际运行的过程中可能出现的故障进行提前的预测,然后根据估测,提前做好防范工作;除此以外,数控机床管理人员还要对每台数控机床都建立起日常的维护保养计划,包括保养内容以及各功能部件和元气件的保养,然后定时定期的对这些数控机床进行维护;如果数控机床长时间闲置不用,当需要使用的时候,第一次使用时最好用较低速度进行运行。
4.4数控机床的诊断原则
数控机床诊断技术主要是对机床进行故障监测和诊断。如果不能很好的对机床进行监测和诊断,就会使得这些机床在运行的过程中发生故障,导致机床不能继续正常工作,从而给人们的生命安全造成威胁,给企业带来不可估量的经济损失。诊断技术就能够很好的避免这些故障的发生,能够使得机床按照自身的系统正常的运行。对机床进行监测和诊断可以精确的发现机床存在的问题,然后快速的解决这些问题,从而确保机床的正常运行。由于数控机床是集多种技术于一体的现代化设备,所以维修人员在诊断故障时应该采用先由外向内逐一进行排查,尽量避免随意地启封、拆卸,这样会扩大故障范围,使机床大伤元气,丧失精度,降低性能。所以,在诊断时可以采用:先检查外部再检查内部;先在机床断电的静止状态下通过了解、观察测试、分析确认为故障,然后再给机床通电;当出现多种故障互相交织掩盖,一时无从下手的情况时,应该先解决容易的问题,然后再解决难度较大的问题。这样,遵循原则进行诊断,既能够快速诊断出故障所在的位置,又能避免对机床的损害,大大提高了工作效率。
4.5应该为数控机床配备系统编程、操作和维修的专业人员
只有合理的配备出专业的维修人员,才能大大提高机床的维修效率。这些专业人员应该熟悉所用机床的各个部分及使用环境,并且能够按照机床和系统使用说明书的要求正确的使用数控机床。数控机床的使用环境会影响机床的正常运转,所以在安装机床时应该严格按照机床说明书规定进行安装,在经济条件允许的情况下,应该将数控机床与普通的机械加工设备隔离安装,以便对机床进行维修和保养。
4.6数控机床系统中硬件控制部分的维修与保养
数控机床系统硬件控制部分是数控机床的核心,所以一定要重视对其的维修与保养工作,每年应该让有经验的维修人员检查一次,检测有关参考电压是否在规定的范围内,检查系统内各器件连接是否有松动的现象,如果有及时进行维修。还要,检查各功能模块使用风扇运转是否正常并且是否清除灰尘,这样,可以延长数控机床的使用寿命。
4.7制订数控系统日常维护的规章制度
要根据各种数控机床的特点,确定各自保养条例,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,否则不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门;应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常,检查工作环境状况,如果发现过滤网上灰尘积聚过多,一定要及时清理,否则将会引起数控系统柜内温度过高,造成过热报警或数控系统工作不可靠;还要经常监视数控系统用的电网电压;定期更换存储器用电池。
5结语
控加工技术的特点及常用类型，并指出了多轴数控加工编程技术存在的问题、以及实现多
轴数控加工技术的难点。
关键词：模具制造；多轴数控加工；多轴数控加工编程
TG659
一、建立多轴的概念
多轴数控加工一般指三轴半以上的数控加工，它一直是数控加工的难点。因为三轴以下的加工在我们头脑中是一个比较直观的东西，我们很容易想象三轴走刀的具体情况，同样在CAM软件中三轴以下的加工程序编制也容易的多。多轴加工则不然，多轴数控加工能同时控制4个以上坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，工件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、锁、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。
二、多轴数控加工的特点
采用多轴数控加工，具有如下几个特点：
（1）减少基准转换，提高加工精度。
多轴数控加工的工序集成化不仅提高了工艺的有效性，而且由于零件在整个加工过程中只需一次装夹，加工精度更容易得到保证。
（2）减少工装夹具数量和占地面积。
尽管多轴数控加工中心的单台设备价格较高，但由于过程链的缩短和设备数量的减少，工装夹具数量、车问占地面积和设备维护费用也随之减少。
（3）缩短生产过程链，简化生产管理。
多轴数控机床的完整加工大大缩短了生产过程链，而且由于只把加工任务交给一个工作岗位，不仅使生产管理和计划调度简化，而且透明度明显提高。
（4）缩短新产品研发周期。
对于航空航天、汽车等领域的企业，有的新产品零件及成型模具形状很复杂，精度要求也很高，因此具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多轴数控加工中心可以很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。
三、多轴数控加工的类型
多轴数控加工中心具有高效率、高精度的特点，工件在一次装夹后能完成5个面的加工。如果配置5轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，非常适于加工汽车零部件、飞机结构件等工件的成型模具。
根据回转轴形式，多轴数控加工中心可分为两种设置方式：
⑴工作台回转轴。
作台可以环绕x轴回转，定义为A轴，A轴的一般工作范围是+30°至-120°。工作台的中问还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360°回转。通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的5个面都可以由立式主轴刀具进行加工。A轴和C轴的最小分度值一般为0.001°，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如果与X ，Y ， Z3轴实现联动，就可加工出复杂的空问曲面。这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转角度90°时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
（2）立式主轴头回转。
主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360°，成为C轴，回转头上还带有可环绕X轴旋转的A轴，一般可达到90°以上。这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴加工非常灵活，工作台也可以设计得非常大。在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，而采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量，这是工作台回转式加工中心难以做到的。
四、多轴数控加工编程技术
多轴数控加工与三轴数控加工的本质区别在于：在3轴数控加工情况下，刀具轴线在工件坐标系中是固定的，总是平行于Z轴；而在5轴数控加工情况下，刀具轴线一般是变化的。因此3轴数控加工的研究关键在于加工特征的识别和刀具路径的规划，多轴数控加工的研究关键在于刀具姿态的优化。
多轴数控加工编程的一般步骤是：
⑴根据模型定义切削策略：可变轴轮廓铣是多轴加工的常用方式，首先从驱动几何体上生成驱动点，将驱动点沿着设定的矢量映射到零件模型上，生成刀位轨迹。判断刀位轨迹的要素为刀位轨迹的长短和方向的变化。
⑵刀轴控制方式：与3轴固定轮廓铣不同之处在于对刀具轴线矢量的控制，驱动方法通常有点、线、面等3种方式，其选择的原则是尽量使刀具轴线变化平稳，以保持切削载荷的稳定。
⑶切削参数的选择：切削参数的选择要考虑到整个加工系统的每个因素，其中，刀具和工件的影响最为明显。在加工对象确定的情况下，根据工件的形状、大小、切削性能等特点，选择合适的刀具材料、直径等各项参数，进而确定切削速度、主轴转速、切削深度等参数。
五、实现多轴数控加工技术的难点
多轴数控加工由于干涉和刀具在加工空问的位置控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比3轴机床复杂得多。目前，多轴数控加工技术存在以下几个问题：
（1）多轴数控编程抽象、操作困难。
这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。3轴机床只有直线坐标轴，而5轴数控机床结构形式多样；同一段NC代码可以在不同的3轴数控机床上获得同样的加工效果，但某一种5轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的5轴机床。数控编程除了直线运动之外，还要协调旋转运动的相关计算，如旋转角度行程检验、非线性误差校核、刀具旋D运动计算等，处理的信息量很大，数控编程极其抽象。
（2）刀具半径补偿困难。
在5轴联动NC程序中，刀具长度补偿功能仍然有效，而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时，需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC系统尚无法完成刀具半径补偿，因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。用户在进行数控加工时需要频繁换刀或调整刀具的确切尺寸，按照正常的处理程序，刀具轨迹应送回CAM系统重新进行计算，从而导致整个加工过程效率不高。
（3）购置机床需要大量投资。
多轴数控加工机床和3轴数控加工机床之问的价格悬殊很大。多轴数控加工除了机床本身的投资之外，还必须对CAD/CAM系统软件和后置处理器进行升级，使之适应多轴数控加工的要求，以及对校验程序进行升级，使之能够对整个机床进行仿真处理。
参考文献：
[1]宋放之，数控机床多轴加工技术实用教程，清华大学出版社，2010.4
关键词：加工参数；正交试验；试验因素水平
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.162
1 引言
研究切削加工机理及大量切削加工试验可知切削速度v对表面粗糙度af影响较大。在低速或高速切削加工时，一般不会出现积屑瘤，在v=20～50m/min加工塑性材料时，易出现积屑瘤，同时切屑分离时的挤压变形与撕裂作用使得表面粗糙度af恶化。所以v越高，切削加工过程中切屑与加工表面的塑性变形越小，表面粗糙度值越小。试验表明，产生积屑瘤的临界速度是随刀具状况、切削液、加工材料等改变而改变。
加工参数中进给速度Vf 对加工效率有重要影响。一般Vf越高，去除同一材料所需时间越短。试验表明其他加工条件一定情况下，进给速度Vf与加工时间t为反比。
分析可知，提高主轴转速和进给速度，既可降低表面粗糙度值，又可减少加工时间。还能影响切削热产生、刀具磨损、破损及耐用度等。所以了解主轴转速与进给速度变化规律有利于分析切削加工过程并完成切削加工参数合理优化选取。
2 试验条件
针对目前数控加工参数合理优化选取的特点与研究现状，本文以DMC60H卧式铣削加工中心为试验平台，以铝合金壳体类零件为试验对象，以圆柱铣刀、T型刀、通用量具、JB-4C型表面粗糙度测量仪为试验刀量具，以铝合金壳体类零件加工中铣孔与铣槽为试验内容，以提取数控加工铣削参数优化选取试验数据为试验目的。
3 试验方案设计
本试验采用正交试验方法，以主轴转速与进给速度作为试验因素，根据零件结构、使用刀具及各因素关注度的不同划分因素水平并设计正交表，可分成三个阶段来完成。
3.1 试验设计原则
试验设计原则包含零件结构、刀具类型与关注度。按零件结构不同将试验划分为铣槽加工与铣孔加工；刀具类型原则是以刀具不同及加工孔径不同为原则划分工步；关注度原则是以加工时间（因本试验主要以提高加工效率为目的）为依据将加工工步划分为高、中、低关注度。
根据加工技术要求及试验需要，本文对刀具、切宽、切深等参数做了修整。铣孔加工基本数据如表1所示。
3.2 正交试验设计实施
第一阶段试验是在现有加工条件下，确定主轴转速与进给速度极限范围，试验水平数一律为3，主轴转速与进给速度为试验因素，查正交试验表可得最为接近。
第二阶段试验目的是提取出试验数据用于数控加工铣削参数合理优化选取。参考第一阶段试验的极限主轴转速与极限进给速度按等分原理划分试验因素水平等级，其中对关注度高、极限主轴转速与进给速度间距大的工步取较高的试验水平数，对关注度中、低的工步取较低的试验水平数。工步23属高关注度工步，故正交试验因素水平数取5，主轴转速与进给速度为试验因数。查表可得为最接近的正交试验设计表。
第三阶段试验是以前一阶段试验数据为基础，分析研究加工要求，以基本尺寸、表面粗糙度为试验扩展因素设计第三阶段试验。基本尺寸试验因素水平数以3或5为主，表面粗糙度因素水平设置为1.6、3.2、6.3。在前两阶段试验中已出现的基本尺寸将不再最后阶段重复安排试验。
4 小结
本文介绍了数控铣削加工机理、铣削加工参数与加工性能及加工效率的关系、数控铣削加工参数优化的试验条件及要求，提出了本次试验设计方案及试验设计方法，科学有效地解决了数控铣削加工的试验研究，为后续加工参数优化选取研究打好了基础。
参考文献：
[1]张臣，周来水余，湛悦，安鲁陵，周儒荣.基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化[J].计算机辅助设计与图形学学报， 2005，17（05）.
[2]唐克岩，陈远新，王小莉.高速铣削7050-T7451铝合金时影响铣削力的因素[J].机械工程师，2008（10）.
[关键词]数控车削；加工；技巧
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、数控车削的加工特点
数控车削是数控加工中应用最多的方法之一，数控车削除具有普通车削的全部功能外、其加工对象还有如下特点：1、形状复杂或难以控制尺寸零件。因为车削数控系统都具有直线和圆弧插补功能，部分数控车削还具有非圆曲线（如椭圆曲线、抛物线等）插补功能，故能车削由任意平面曲线轮廓所构成的回转体零件，包括通过拟合计算处理后不能用方程描述的列表曲线类零件。2、具有特殊螺旋面的零件。特殊螺旋面的零件是指特大螺距、变螺距、等螺距与变螺距之间作平滑过渡的零件，圆柱螺旋面与圆锥螺旋面之间作平滑过渡的零件，以及具有高精度的模数螺旋面零件（如各种形面的蜗杆）和端面螺纹等。3、淬硬工件的加工。在大型模具加工中有不少尺寸大而形状复杂的零件，这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨提高加工效率。
二、数控加工要求
花键轴为典型的轴类（轴承座为典型的套类）零件，生产规模为批量加工。零件轨迹有着严格的尺寸精度要求，所以加工难度大。必须保证零件的尺寸精度、几何精度和位置精度。对其进行数控加工的要求一般有： 1）选择数控车床，确定数控车削加工的内容。2）进行零件数控车削加工的工艺性分析。分析被加工零件的加工部位，明确加工内容与加工要求。3）进行数控车削加工工序的设计。设计加工工序、确定数控粗、精车加工的内容和先后顺序。选择零件的定位、夹具和工件的装夹，选择刀具，确定切削用量。4）画出数控加工运行轨迹路线图，注意刀具切入和切出的方法和路线。5）从手工编程的角度出发，进行数控加工运行轨迹和各轨迹节点的数学计算。6）完成数控车削加工工件坐标系的建立，确定工件坐标原点、程序起始点、对刀点、数控加工运行轨迹路线。7）画出数控加工对刀图。8）编制数控车削加工程序。9）进行零件的装夹、数控刀具的安装与对刀等实际操作。10）进行首件试切，根据实际测量，调试修改加工程序，达到零件的尺寸和几何精度要求。
三、数控加工工序划分及定加工顺序
1、工序划分的原则。数控车削加工零件，常用的工序划分原则有两种：1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行；2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后再换另一把刀来加工其他部位同时应尽量减少空行程。
2、确定加工顺序。制定加工顺序一般遵循下列原则：1）先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。2）先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坏件或半成品的刚性，改善其切削条件。3）内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。4）基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。
四、数控车削加工工艺技巧
工艺技巧分析是数控车削加工的前期工艺准备工作、工艺技巧制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。为了编制出一个合理的、实用的加工积序，要求编程者不仅要了解数控车削的工作原理、性能特点及结构，掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车削的特点，认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。其主要内容有：根据图纸分析零件的加工要求及其合理性；确定工件在数控车削上的装夹方式；各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。
1、零件图分析。零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。（1）尺寸标注方法分析。零件图上的尺寸标注方法应适应数控车削的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸、这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准、计算转化各尺寸，以简化编程计算。（2）轮廓几何要素分析.在手工编程时，要计算每个节点坐标、在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义、因此在零件图分析时，要分析几何元素的给定条件是否充分。（3） 精度和技术要求分析。对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。其主要内容包括：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方式弥补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度要求的表面，应保证在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高的表面应采用恒线速度切削。
2、夹具和刀具的选择。（1）工件的装夹与定位。数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准、数控车削夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具、实际操作时应合理选择。（2）刀具选择。刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。
3、切削用量选择。数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量、主轴转速S（或切削速度训及进给速度F。 切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车削的加工质量至关重要。确定数控车削的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求以及刀具的耐用度去选择。
一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S （r/min）可根据切削速度u （ mm/min）由公式S=u1000/rD（D为工件或刀/具直径mm）计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。
结语
数控车削作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应详细掌握数控车削加工工艺特点、工序和技巧，在详细分析加工工艺的同时，优化加工方案。
参考文献
[1] 刘存祥，康敏.机械制造工艺基础[M].北京：中国农业大学出版社，2008（3）.
[2赵如福.金属机械加上工艺设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，2009.
关键词:工艺分析;G73指令;数控加工
1工艺品“葫芦”加工发展现状
“葫芦”制品具有极大的发展空间和潜力，代表中国民间传统文化销往世界各国，为传播中国文化起到了重要作用。“葫芦”从原始的一种盛器开始到现代的民间工艺品，对其加工的工艺在不断的创新和发展。当前国内外研究“葫芦”工艺理论的专业人员稀缺，每年发表的专业论文篇数少，至今正式出版的相关著作国内也仅有几部而已。绝大多数“葫芦”工艺品的从业者是以按部就班的传统方式从事工艺品制作，对经验的总结很难形成文字性的支持。高校、科研机构申请国家社会科学研究的立项中，关于“葫芦”手工艺制作的相关研究也没有展开。诸多的原因导致葫芦工艺方面的理论知识呈现出发展“单薄”的局面。传统方式制作存在的问题有：（1）样式是由制作师傅的技术及经验决定；（2）加工方法是以手工为主，完全取决于制作者的技术水平及经验积累；（3）效率低，制约了该工艺品的创新及发展。而创新、总结是“葫芦”制品发展的重心。本文以现代计算机辅助设计技术，数控加工技术为技术支撑，从外形设计、加工设备、加工刀具及加工工艺方法等方面优化处理，巧妙利用外形轮廓G73指令编写加工程序录入到机床系统里，进行对刀、程序校验、首件试切加工等作了详细阐述，对加工难点的突破提出了具体的方案。
2工艺品“葫芦”设计
针对传统加工方法存在的问题，从工人师傅自己的经验为主，到采用计算机辅助设计，突破了经验为主，该部分以突出现代设计理念，代替传统的工人经验，使结构更合理、美观、便携，如上、下的比例及各圆弧的半径连接需过渡流畅，葫底大小与葫腹的比例，中颈的大小与葫腹的比例，视觉比例等进行优化处理。
3工艺品“葫芦”的加工工艺分析及方法
分析图纸，加工对象的特点为：（1）直径大小相差很大，采用图形尺寸进行循环切削，空运行次数多，切削时间长，效率低；（2）刀具切削时，刀刃左右交替参与切削，传统的左偏刀、右偏刀无法满足连续切削，因此本相应预处理。
3.1分析零件图
结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工工艺分析，为了减少装夹次数、换刀次数，提高生产效率，毛坯总长定为130mm，直径40mm。选用三爪卡盘夹紧工件，选定工件右端面中心为编程原点，通过程序校验，减少空刀运行时间，选择X41，Z105作为循环起始点，以确保加工效率。
3.2确定数控加工刀具及加工路线
为了减少刀具数量和装夹的次数，防止加工时刀具干涉影响切削面，针对要加工的材料是铝棒、木头等，这里用R1.5的专用圆弧车刀，可实现单把刀具完成全部加工及切断工作，不需要反身装夹和换刀，解决了传统加工因为刀具选择不合理，出现刀具干涉工件和换刀次数过多、反身装夹影响加工效率的现象.
4工艺方案及编程
4.1工艺方案
（1）粗加工分段切削，减少空刀行程，加工出近似形状。（2）连续切削粗加工，切出曲线形状。（3）精加工，加工出圆弧曲线。（4）抛光，用砂纸进行打磨。
4.2车削工艺编程
刀具选择，粗加工时可用割刀或者圆弧刃刀，精加工时用圆弧刃刀，抛光时要用砂纸打磨。按粗加工、精加工过程依次利用G73粗加工轮廓指令、G70精加工轮廓指令编写程序.
5加工难点及解决方案
（1）利用G73指令加工时，在程序中增加了一条单独的退刀程序，解决了G73自动退刀时，刀具对工件的干涉现象。编写加工程序，还要注意循环起始点的问题，如果起始点定不准，会出现刀具空运行，浪费时间，生产效率就会受影响，通过试验，循环起始点应该定在大于毛坯0.5~2mm之间。（2）对于既有递增又有递减的曲面图形，用轮廓循环指令G73编制数控加工程序，关键点是这里利用R1.5圆弧车刀，与刀具半径补偿指令G42的完美搭配，解决了加工中刀具干涉工件产生的过切现象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要调头，不需要换刀，减少了换刀的次数，提高效率，解决了多次换刀、多次调头带来的尺寸精度、位置精度误差等问题。（3）由于加工越小的葫芦需要的路径要求也越高，走刀的总步数也要越多，参数U值的计算就尤为重要，走刀路径太多，浪费时间，降低生产效率。走刀路径太少，背吃刀量又太大，容易断刀。为了解决这一问题，提高精度和效率，通过多次试验总结，合理选择参数。（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道抛光工序，这道工序，主轴转速2000r/min以上，用微细的纱布在工件上进行打磨抛光，必须要小心、谨慎，这也是整个工序中最费时、费工、最困难的问题，也是今后改进、创新的地方。
6首件试切
在零件加工中，由数控仿真软件进行加工。数控仿真软件程序验证通过后，就可以实际加工。数控车床是采用FANUC-Oi数控系统，把程序作部分更改，输入到机床存储中。使用刀具补正设置坐标系，利用试切法对刀，进行机床模拟仿真加工，没有错误就可以实现如图3所示的加工。通过上述设计、编程、加工后，完成零件加工全过程。
7结语
综上所述，“葫芦”制品是传统和现代民间美术中最活跃的艺术形式之一。本文的创新之处是突出了现代设计理念，比传统的加工效率高、结构更合理、外形更美观。国内的各种文化节和“葫芦”艺术研讨会后，形成文字性的文章也多是行业内部资料，数量少、质量低且对外不公开。中国“葫芦”工艺的理论研究和加工要本着总结实践，才能有更好的发展和提高。本文对工艺品“葫芦”的制作加工做了详细的阐述，对参数设置也做了相应的说明。但还存在一些不足之处，比如缺乏“葫芦”的后期美化、雕刻、漆艺、彩绘等工艺制作理论的研究，这是需要进一步研究的地方。
作者:马丽 单位:九州职业技术学院
参考文献:
[1]梁艳,钱媛园,张芸芸.当代葫芦工艺发展现状[J].兰州交通大学学报,2013,32(2):110-112.
【关键词】宏程序；G代码；曲线加工；刀具参数
在数控加工中一般使用G代码命令来编程。G代码提供了G2、C3、I、J、K、R指令，很容易编制比较简单的曲线（圆弧、半圆）数控的加工程序，但对于一些复杂、不规则的曲线，常规的G代码很难描述清楚。根据生产过程中的实践经验，通过借助一些工具软件，经过特殊处理，编写G代码来解决此类问题。常用的方法有两种：（1）将曲线导入Mastercam软件，设置一定的参数，自动生成数控加工程序。（2）用G代码宏程序产生程序的主程序文件，然后手动在程序设置刀具参数，成为可加工的程序。
1.利用Mastercam软件
Mastercam软件，其广泛应用于数控加工，界面亲和，易学易用。如何将AutoCAD文件导入Mastercam，自动生成加工程序，以解决G代码不能解决的复杂曲线问题。以垂尾卡板XX-XX（见图1）为例简单介绍一下。
操作流程如下：①新建一个Au-
toCAD文档，将曲线单独拷出，另存格式*.dxf文件。②打开Mastercam软件，打开*.dxf文件，删去其他不需要加工的轮廓线，只留样条曲线。③选择加工方式。④生成加工程序。
具体步骤如下：
第一步，将*.dxf文件读入Mas-
tercam软件：档案档案转换，选择AutodeskR读取适度化，选择所有编程的曲线。见图2。
第二步，导入Mastercam后，将曲线平移原点：转换平移所有的图素执行两点间，选择曲线起点。见图3。
第三步，设置刀具参数：选择刀具路径外形铣削串联执行，会弹出刀具参数对话框，根据需要选择合适的刀具，选择合适的切削参数。该过程中要需要几个重要的参数的确定。见图4。
①曲线打断成线段的误差值：误差值大小决定加工精度，其值越小精度越高，则程序也越长，一般取值0.01。
②刀补类型：常用的是自动补给与手动补给两种。自动补给是根据刀具实际情况计算出刀具轨迹，生成程序，不用刀补；手动补给则不需要考虑刀具的规格，生成刀补的程序。
③刀补方向：一般根据其加工方式和操作方式而定。
第四步，生成加工程序：回主功能菜单刀具路径操作管理执行后处理，点击确定，生成程序*.NC。见图5。
第五步，将所生成的程序*.NC存储到数控加工设备，运行程序。
加工后发现加工出来的圆弧并不光滑存在拐点，经过分析：曲线是由许多点按次序连成多线段，由于显示栅格问题，在图纸中显示是曲线，但实际上是多线段，为了使加工曲线光滑，需要把多线段变为样条曲线。经过多次实践，在Auto-
CAD用PEDIT拟合（F）命令，将多线段转化为样条曲线，经加工试验后，很好的解决了拐点问题。
2.用G宏程序生成程序
以Z80无人机机头卡板XX—XX为例，其外形是个抛物线，用G指令也很难将它写出来，Mastercam中也无法描述曲线。借用G宏程序来生成程序主体。
例：机头外形曲线方程式如下：
0≤X≤300
在Mastercam无法绘制，用宏程序来计算离散点，过程如下：
主程序：
T1M06
G90 G00 G54 S3000 M03
G43 H01 Z100 M08 D01
G00 X300 Y67 Z2
G01 Z-2 F300
………
G00 Z100 M09
G28 Y0
M30
G代码宏程序：
#1=300
N10
#2=SQRT[#1*15]
G01 X#1 Y#2
#1=#1-0.5
IF[#1GE0]GOT010
#1=0
N20
#2=SQRT[#1*15]
G01 X#1 Y-#2
#1=#1+0.5
IF[#1LE300]GOTO20
宏程序短小精炼，具有很强的适用性，对于一些复杂的方程曲线，可以用C语言（或其他语言）来描述，其原理和宏程序一样。它的原理是：任何曲线都可以分成无数很短的曲线，每个很短的曲线都可以近似的认为是一段直线。当每段曲线的长度趋于零时，与直线的误差也趋于零。足够多的直线连起来可以替代一段曲线，这样就把曲线转化成有线段的直线。直线的程序很容易实现，所以问题就得到了简化。为了尽可能的减小曲线的误差，每段曲线长度尽可能的短，由于步长固定，曲率小的地方误差小，曲率大的地方误差大。
3.总结
本文介绍的两种曲线编程的方法各有的优、缺点，可以根据实际需要，灵活应用，选择适用的方法。
参考文献
（1）数控技术的概念
数控技术是在传统机械加工技术的基础上，采用数字控制技术来进一步提高机械加工的质量，并且结合传统机械制造技术、计算机技术与网络通信技术等进行机械加工运动。较传统机械加工技术来说，其不但具有高准度与高效率，同时还具备柔性自动化等优点，国内现在对数控技术的应用主要是预先编制好程序，再通过控制程序来控制设备，一般采用计算机进行控制。
（2）数控加工技术的主要特点
数控加工技术可以简便的改变相关工艺参数，因此在进行换批加工与研制新产品时非常方便。另外，像普通机床很难完成的加工复杂零件与零件曲面形状等，利用数控加工技术都可以高质量量完成。数控加工技术采用模块化标准工具，在换刀与安装方面都节省了很多时间，同时对工具的标准化程度与管理水平都有较大的提高。
2数控技术在机械加工技术中的应用意义
（1）数控技术在机械加工技术中的应用
提高了机床的控制力近年来数控技术在机械加工技术中的应用，对机床控制力有了很大程度上的提高，进一步提高了机械加工的工作效率。采用数控技术来控制机床设备，充分发挥了机床设备的功能，同时使机床设备的操作更加简单，通过在数控器上预先编制好机械加工的流程与操作方法，并由控制器依据相关数字信息来控制机床运行，不但保证了机械加工的质量，同时也使机床设备更具高效化。
（2）数控技术在机械加工技术中的应用
推动了汽车制造业的发展数控技术对进一步发展汽车制造业有很大的帮助，通过将数控技术应用到机械加工技术中以提高机械加工技术的有效，为进一步发展汽车制造业提供了技术保障，在汽车零件的加工中运用数控技术可有效提高生产率，同时强化了汽车进行机械加工的效果，使原本复杂的操作更加简单，提高汽车零件加工生产的效率同时促使汽车制造业实现最大化收益。
3有效提高数控技术在机械加工技术中的应用效果
（1）重视对数控技术的应用
近些年来，数控技术虽已被广泛应用到机械加工技术中，但是仍然有一部分企业内部对数控技术的应用缺乏足够的重视。因此，要想进一步将数控技术融入到机械加工技术当中，首先就必须要让企业的经营管理者充分认识到数控技术在机械加工技术中的重要意义，给予充分的重视。同时，积极组织数控技术相关知识的培训，提高工作人员数控技术水平，结合数控技术的实际操作与理论知识，以便更好的发挥数控技术的优势，提高机械加工的质量与效率。
（2）在机械加工过程中实现自动编程
一般在机械加工的过程中都是采用人工手动进行对生产制造图样与编写零件加工程序单以及工艺过程进行确定，这样不仅效率低且容易出现人为计算失误。因此，应注重对数控技术有效性的应用，尽快实现自动编程，使用计算机来替代人工操作，不但可保证加工质量，同时提高机械加工制造的效率，实现人力与物力的合理化配置，为加工企业节约制造成本，进一步推动机械制造业的发展。
（3）合理改进并更新机械加工中的原有设备
在全球经济发展的推动下，我国工业大力发展，数控技术被越来越普遍的应用到了机械加工技术中，而时代新形势对机械加工的要求越来越高，因此，应当积极创新数控技术，大力倡导经济型数控机床的发展，以保证数控机床的稳定性与高效性。同时，对机械加工中的原有设备应当进行合理改进，提升机械加工的技术水平，完善数控技术的应用，提高我国机械制造业的生产水平。
（4）实现数控技术的智能化与网络化发展
关键词：西门子数控系统；机床加工；优势
1 西门子数控系统的特点
最新的西门子数控系统集成了多项的功能于一身，包含了plc/cnc/hmi等等，并且在系统的界面上具有中文版本，还拥有了更好的人机交互性能，易于操作，在安装上也更加的简单，系统稳定性高等优点。
2 西门子数控系统的产品
以最新的sinumerik810d为例，其第一次把cnc和驱动控制放在了一块主板上，并且达到了可以同时控制5个左右的轴承，这给机床的工作效率带来了极大的提升。同时该套系统的能够使用各种复杂的机床加工工作，能根据相关的要求对其重新的设定，具有可编程性，而在sinumerik 840d上已经达到了全数字的控制系统，其在加工是精度更加的高，更加的易于操作，在车削、磨削上更加的易用，并且还能适用于冲压和激光灯特殊的加工工作。
3 西门子数控系统的硬件组成
其中cnc主要由中央处理器、bus、hmi、i/o以及存储设备等组成。
3.1 CPU
CPU是套系统的核心部件，相当于它的大脑，其主要的功能是提供数据的处理、运算同时也能保存一部分的数据，作为中央处理器，它还能与系统内容的其他设备进行数据的交换和处理，同时也能对其他的设备进行指令上的控制。通常CPU的按照其数据的带宽全面将其分为了最小的8位、16位、32以及64位，不同位数的CPU在处理能力上、运算的速度上都是不一样的。
3.2 BUS
BUS（总线）是当数据在系统之内进行传送时所需要的途径，即数据传输的通道或者载体。系统内的各个设备和部件之间链接时一般都采用的标准的BUS。
SID总线是pro-log公司在上世纪的80年明的，再后来被国际上认可为标准，其能适用于大多数的系统之中，能满足于大多数的工业计算机，并且他的性能也非常的优秀，同时它的尺寸和体积非常的小，因此，特别的易用、易安装。
3.3 存储器
一般现代存储器主要的氛围了rom和ram，其功能都主要的是用来存储数据，而rom是用存储系统中被设定的数据和系统软件，而ram则能存储一些可以被改写、更改的数据。
3.4 接口和hmi
Hmi是一个整套的设备系统，它包含了输入设备、控制的面板、显示设备、读取设备、外部的存储设备等。其主要的功能是为当被控设备和CNC之间需要进行信息的交换时，需要一个辅助的系统设备来对这写信息进行数据化的处理，然后把这些处理过的数据信息传送给CNC，可以简单把其理解为一个数字信号的转换设备，同时它还能一定的抗干扰能力，把外部的信号干扰处理掉，防止其干扰到CNC。另外各个系统的设备之间在进行数据的传送时都是通过I/O的接口进行的。
以上为西门子数控系统的简单组成介绍。在上述的简单介绍之中我们已经初步的可以看出，西门子的数控系统的相关结构和基本的设备组成，主要还是由CNC、i/o接口、存储设备以及HMI和相关的驱动设备等组成，他们在不同的设备之上还有这不同的安装方式可以选择，为了更好的适应于各种的加工设备，其分为了内装型、集成型、和外装型等。
4 西门子数控系统在数控加工领域中的优势
4.1 开放式设计
对于西门子数控系统而言，其最大的优势就是在设计的过程中具有较高的开放性设计，比如在系统面板中设计了人机对话界面、可编程逻辑控制器、数控机床的程序编制等等，因此西门子数控系统可以支持客户对软件进行二次开发。除此之外，西门子数控系统还增加了很多新的插补功能，并建立了配套的驱动系统，为更的机床企业提供更广泛的技术支持。西门子数控系统比较高端的数控系统是840D，这套系统主要是用来支持以工业PC为主的平台，所以系统在设计的过程中设计了大量的计算机功能，同时还附带shopmill软件，从而更好的和数控系统进行匹配，这项数控系统可谓是集产品造型和自动编程于一体的模拟加工软件，并真正的实现了数控系统的智能化。和其他数控系统相比，在进行复杂的零件加工时，其精密度更高。考虑到客户的需求，西门数控系统在设计的过程中还预留了数据接口和储存空间，以便更好的满足客户的要求，同时还可以根据客户的实际情况，对一些特殊的服务功能进行制定，为不同领域的企业进行更好的服务。
4.2 树立创新理念
西门子树立系统一直致力于对系统进行不断的创新，这也是西门子企业的主要价值观。西门子在发展初期，之所以在市场中没有占据一定的优势，是因为他们在对数控系统进行设计的过程中，主要是采用了欧洲的标准，因此，制定出来的系统并不能很好的服务于中国机床企业，导致企业在使用系统的过程中经常出现问题。特别是一些高端的数控系统，还人为的设置了很多的技术问题，工厂在采购时不仅要花费更高的加强，在进行操作和编程的过程中还会受到很多的限制，导致较多的高级功能都形同虚设，久而久之，厂家在使用的过程中会觉得不够方便，甚至会产生怨言。针对这些问题，西门子企业及时进行了调整，结合我国工厂的实际情况，对温度和电压报警进行了更正，对一些繁琐的授权进行了简化，加强了数控系统的抗干扰能力。在对数控系统进行创新后，客户在使用的过程中得到了更简便的操作，所以西门子在中国市场中也得到了较好的发展。
4.3 优秀的编程方法
在编程方法上，西门子也具有明显的优势。840D系统自发展以来，已经经历了5次优化，可以说该系统已经十分完善。通过对该系统进行实际的研究后发现，很多用户并没有完全掌握系统的功能，比如在计算机语言编程方面，在设置参数、定义变量和条件比较中，由于这些都是比较宏观的程序内容，所以只要是有规律的加工，都可以对计算机语言快捷编程进行使用，企业在使用的过程中只需要制定出一组加工特征，就可以完成旋转、平移和缩放等功能的复制，让企业在编程中可以节省大量的时间。并且西门子数控系统还有较好的循环加工功能，企业在运用时可以起到更好的作用。
5 结束语
综上所述，我们能看出，西门子的数控系统在系统的编程上，系统的性能上、系统运行的稳定性上、系统的适应性上以及系统的操作上都是非常的优秀的。在面对现在对于加工件要求的日益复杂的今天，必须要选用一套极为稳定、可靠、同时性能优越的、能符合实际的加工需要的机床数控系统，来保证加工的进度、加工的效率，同时西门子作为最早的开始进行数控系统开发的公司，其自然在数控系统的开发以及后期的系统维护和更新上要快捷和方便许多，服务上也会想多的更好，系统的对于加工设备的兼容性也更强，能极大的适应各种部件、结构的加工处理工作。
参考文献
[1]王飞，侯文宝，白春艳.西门子802D数控系统在激光加工机床中的应用[J].现代制造技术与装备，2007，06：57-59.
[2]杨勇，王时龙，周杰，等.基于自动编程系统的大型滚齿机热误差补偿[J].计算机集成制造系统，2013，03：569-576.
【关键词】CAXA程序;编制;加工
数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床，设备价格昂贵。数控加工中心快速加工合格的工件，实现利益最大化，是使用数控加工中心最基本的目的。在使用加工中心加工零件时，我们通常会先仔细观察零件的图纸。再分析零件加工的工艺，工艺参数，计算刀具位置轨迹坐标数据，然后编制加工程序单，编制完成后再对程序进行检验，以上过程都需要操作人员具有扎实的专业知识和足够的耐心和仔细。在遇到结构比较简单的零件时，那么计算过程还比较简单；如果遇到复杂零件，那么数值计算相当复杂，计算工作量非常大，对操作人员要求十分高。加工该零件时，较多零件由椭圆与圆弧相结合，手工编程输入程序费时费力，虽然可以完成零件的加工，但是需要操作人员大量的时间和精力。在实际加工当中，为了避免繁琐的计算，我们使用CAXA制造工程师自动编程来减少操作人员的工作量。同时减少操作人员程序编制客观存在的缺陷和失误。有助于加快零件开发周期，降低零件设计制造的成本，而且能很大程度上避免零件设计不合理或者刀具机床部件之间相干涉的情况。
一、零件分析、根据工艺确定各部分的加工方法
CAXA在零件的三维建模，应先分析零件的工程图，根据零件的内外部结构，确定具体的造型方法和步骤。CAXA提供七种粗加工、十四种精加工、三种补加工和两种槽加工的方法。可以根据加工零件的情况选择合理的加工方法。该工件一表面中间有一笑脸状封闭槽，槽中上部有两个眼睛状的圆柱，在另一表面有一个岛屿状的凸台，凸台正中为一个通孔。在凸台两对称轴有两个U型槽和腰型槽，另外中间有一个环状槽。在加工时首先采用“平面轮廓粗加工”和“孔加工”保证零件的基本尺寸，再根据精度要求，采用“平面轮廓精加工”铣削轮廓及岛屿，精加工余量，达到图纸技术要求。当确定了合适的加工方法后，在刀具轨迹文件下会生成相应的加工轨迹文件，方便操作者清晰的区分相应轮廓的加工方法。在对轮廓精加工时，为了简便操作，也可以选中已有的粗加工轨迹，修改原定义的加工参数，即可重新生成加工轨迹。
二、根据加工方式生成刀具轨迹，并进行运动仿真
CAXA制造工程师可以根据模型对零件进行运动仿真，首先先进行线框仿真，线框仿真可以清晰的展现毛坯情况，刀具轨迹路线等信息。在进行简单的加工时，为了节约时间，可以不需要绘制三维模型，只要绘制二维零件轮廓，软件可以直接生成刀具轨迹路线。软件也可以直观、精确地对加工过程进行模拟仿真、对程序代码进行反复检验，校对。仿真过程中可以随意放大、缩小、旋转，方便操作者观察加工细节，同时便于操作者检查刀具的切削轨迹路线，通过直观的效果，进一步检查夹具、刀具、刀柄与机床部件是否有干涉。并判断刀具轨迹路线是否合理，方便操作人员对刀具轨迹进行优化和编辑。保证加工的安全，进一步提高加工的效率和质量。另外，对于已有的数控代码也可以通过CAXA制造工程师的代码反读功能将数控代码转换为图形显示的加工轨迹，真实仿真数控加工操作。
三、检查无误后，生成G代码在CAXA制造工程师中选择
应用—后置处理—生成G代码的命令，然后拾取刀具轨迹。软件提供后置处理器，无需生成中间文件，就可以直接生成加工零件的G代码控制指令，相比较传统手工编程，至少可以缩短以一半的编程时间。操作人员只需要将生成的G代码传输到加工中心进行加工即可。相比较手工编程，手动输入程序而言。在节约时间的同时，也确保了加工程序的正确无误，不会出现手工编程中出现的失误和错误。同时操作者可以根据数控机床所使用的操作系统，更改软件后置处理器的参数，就可以通过加工轨迹直接生成加工所需的不同格式的G代码、M代码。能适用于不同的数控系统，充分的的利用了数控机床的固定循环功能，生成高效、优化的数控代码，提高了复杂加工的代码效率。
四、程序的传输将检查完成的程序通过
CAXA制造工程师的通讯—发送功能，直接发动到数控加工中心，如果零件较为简单，程序少而机床的内存允许的话，那么可以将程序传送到机床的内存中，直接调用程序。如果程序巨大，就可以利用DNC在线传输功能，将G代码通过机床标准接口直接与机床连通，而不占用机床系统内存的基础上，实现计算机直接控制数控加工中心的加工功能。相比较传统的手工编程，不仅速度快，而且能避免手工输入程序易产生的错误。
五、零件的加工
将毛坯用虎钳夹装牢固，根据工艺要求安装相应的刀具，操作机床，完成工件的加工。由于在CAXA制造工程师中已经完成了仿真加工，在加工中可以节省操作人员的工作量，同时又能保证零件的加工质量。
六、结论
使用CAXA制造工程师，可以通过正确设置零件加工工艺和加工程序，通过仿真，对刀具轨迹进行进一步优化和编辑，可以避免加工过程出现质量和安全问题。CAXA制造工程师具有的便捷高效性，使得在数控加工中越来越能发挥其重要性，相信今后在数控加工中应用会越来越广泛。
作者:曹樑 单位:江苏省吴江中等专业学校
关键词：航空制造；数控加工；参数优化
中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：2095-0748(2016)03-0049-02
引言
在航空制造中，飞机零部件体积较大，精度较高，大多是由精密数控机床来进行加工的。目前航空零部件的机械加工，尤其是复杂曲面的数控加工，大都是人为的根据经验或者参考切削参数手册来选取固定的切削参数，而且在加工过程中，切削参数是一直保持不变的，常常达不到切削参数的最优化，这严重制约着飞机零部件的加工精度，而且也降低了数控机床的使用效率。切削参数对整个航空制造数控加工过程是相当重要的，选择合理的切削参数对确保航空制造产品的质量、提升数控加工的生产效率、降低数控加工的成本都是十分关键的。由于影响切削参数的因素非常多，这些因素之间又是相互影响、相互制约的，所以如何确定出一套合理的切削参数通常是比较困难的。本文主要针对传统的数控加工中切削参数经验固化导致加工精度不高的问题，提出了一种变搜索域遗传算法，该算法是一种改进的遗传算法，可以更好对切削参数进行迭代优化，具有较高的运算效率。采用本文优化算法，可以使得切削参数更加科学合理，显著提高了数控加工效率，大大降低了严重依赖工程师的个人经验问题，可以实现切削参数选取更加科学合理，大大提高了航空制造企业的生产效率和效益。
1数控加工切削参数介绍
数控加工中，切削参数主要是切削速度、进给量和背吃刀量和切削宽度四个方面[1]。切削速度是指单位时间内工件和刀具沿着主运动方向相对移动的距离。数控加工中这四个切削要素是调整数控机床的主要依据[2]，它反映的是刀具和工件之间相互作用的关系，是影响工件加工质量和加工效率的主要方面[3]。对切削参数的合理设计和专门优化，可以对零部件加工更加合理的控制，对提升零部件的加工质量具有非常重要的意义。传统的优化方法是以切削实验为基础，费时费力。切削参数的优化方法，现在主要采用人工智能算法来进行优化，一般首先建立优化模型，确定优化目标，然后选取适合的优化算法，最终寻求到最优的切削参数。
2切削参数优化设计
在数控加工批量生产时，完成一道铣削加工工时。对于数控加工切削参数的优化转化为在满足给定约束条件下，求出目标函数的最小值，就完成了切削参数的优化过程。但是由于目标函数和约束条件都是非线性的，如果用传统的优化算法来进行计算的话，会耗费大量的计算资源，而求出的解不一定为最优解。本文采用变搜索域遗传算法来进行优化切削参数，该算法是一种经过改进的遗传算法，是根据种群进化进度，采用特定的方法来不断缩小搜索区域，进而动态改变种群规模，具有较高的运算速度和较小的算法复杂度。遗传算法是基于自然选择和自然遗传的搜索算法，它主要是模拟生物进化过程的机制，来求解最大值最小值的自适应的算法。优化算法的优化流程为：首先输入数控机床刀具、具体的工件等基础参数和要优化的参数，随机选取满足约束条件的初始种群规模，初始种群的适应度函数，开始选择操作，对选取的种群进行交叉操作和变异操作，然后判断是否达到迭代次数，如果满足则直接输出最优解，否则继续返回到选取初始种群规模重新开始进行交叉和变异，直到输出最优解本轮优化才算完成。经过算法优化后的数控加工切削参数与经过工程师个人经验做出的切削参数相比，可以节省23%的零部件加工时间，大大提升了机床使用效率和零部件加工速度。
3结语
本文主要针对传统的航空制造数控加工中切削参数设定严重依赖工程师的个人经验及参考切削参数手册，对机械零部件的加工影响很大，不利于机械零部件的规模化生产和技术推广，本文设计了变搜索域遗传算法来对切削参数进行优化，通过迭代计算不断进行交叉和变异，来寻找系统最优解，经过验证，比传统方法大大提升了加工速度和加工质量。
参考文献
[1]臧小俊.铣削加工中切削参数对切削力的影响[J].电子机械工程,2011(3):20-21.
[2]武美萍.数控加工切削参数管理和优化系统的开发[J].CAD/CAM与制造业信息化,2004(Z1):44-46.
关键词 数控技术；加工工艺；标准化
近年来，随着科学技术的不断进步，数控机床加工制造因其特有的核心竞争力被广泛应用于机械加工中。数控加工作为先进的制造工艺，设计人员水平的高低决定着数控加工技术的优劣。人员的因素会导致数控加工结果出现各种差异，因为数控程序编程人员是数控加工的关键因素。数控加工程序的设计质量对零部件的加工质量具有直接影响，数控加工效率会因设计较差的数控程序而严重降低，从而造成程序具有较差的复用性，浪费大量毛料，严重情况下还会造成安全事故的发生。因此，需要尽快实现数控加工工艺标准化，使制造企业的产品质量和生产效率大幅提高。
1.数控加工工艺的主要内容
经过几十年的发展，我国通过长期实践已具有相对完善的数控加工工艺。其中包括以下6个方面的内容：
1）经过分析和研究零件，判断其零件的加工生产能否在数控机床上进行，随后将加工工序方案制定出来。
2）对零件的工程图纸进行设计和分析，对零件加工内容的标准和相关技术要求进行确定，对零件的加工方案、加工路线以及工序流程进行分析。
3）初步设计零部件的数控加工工艺，在加工工艺中确定生产标准和工序划分，确认参数指标和生产材料、工具。
4）生产试运行，根据实际加工需求适当调整数控加工工序。另外及时调整相关刀具、材料以及技术指标。
5）对编程中存在的误差进行分析，并通过适当的参数调整来修正和控制误差。
6）对工艺文件进行相应的编著，有效处理机床的输入编程。
2.数控加工工艺的特点
自动化加工作为制造业生产的新技术，数控加工其精度较高、质量较好且效率较快，能够很好地适应企业发展的需求。
1）具有详细具体的内容要求。施工以前具体详细地规划了零部件的加工方案、技术指标、工艺参数等。
2）具有严密且精确的要求。数控加工过程中，很少出现人为干预，具有较快的生产速度。大量产品可能会因为一条指令的错误而全部作废，严重情况下会损坏机床自身。同时数控加工系统具有较长的自适应机制，即使出现问题也很难迅速进行调整。所以，数控加工技术具有更加精细和准确的要求。
3）具有具体的工艺设计要求。工艺设计过程中，需要将相关的数学处理融入到零件图形中，在编程过程中对零部件所需要的设定值进行计算。
4）具有严格的刀具选取要求。现如今，大部分机床的刀具补偿机制尚不完善，根据编程要求选取对应的刀具，如果刀具出现变更，则需要对编程进行重新规划。因此在对刀具进行准确选择时需要对材料、工艺和类型进行综合考虑。
3.数控加工工艺标准化存在的问题
在数控编程中，很多问题的出现都是因为编程人员经验不足和知识缺乏造成的，编程人员素质参差不齐导致数控程序出现较大的差异，有些程序出现问题后造成零件达不到加工的要求，这不但使生产效率有所降低，同时也无法保证零件的加工质量。另外，一些加工单位没有继承和重复使用比较优秀的数控程序，导致堆积大量的工艺文件，对工艺文件的规范管理造成不利影响，使管理成本有所增加。上述问题的出现，主要原因是没有合理利用零件的优秀数控加工工艺。在实际编程中，零件数控加工编程具有比较规范的流程，而且能够重复使用编程时所涉及的优秀工艺信息，比如电极、攘件等结构材料的加工均可重复使用，有些时候加工单位对零件之间的结构和工序等方面相似性有所忽视，导致优秀工艺得不到继承。
4.数控加工工艺标准化的途径
所谓的数控加工工艺标准化，主要是指分析零件工艺、设定零件参数、确定加工刀具以及确定工序流程时利用标准化的理论和方法进行一体化和规范化处理。标准化的主要目的是对类似或相同要求下的零件进行高效、大量的生产，不但能够避免工艺多样化造成的损失，而且可以使生产效率得到提高。下面主要围绕四个方面进行数控加工工艺标准化的方法分析。
1）加工工艺参数标准化。在进行数控加工时，加工工艺参数会因设计人员的不同而出现不同的选取结果，这就造成数控加工程序加工出来的零部件会因不同设计人员的设计而出现不一样的参数，这样进一步降低了零部件的施工质量，同时使机械制造产品的竞争力大幅下降。对于加工企业来说，需要根据机械制造发展方向和实际需求对于不同的加工工艺参数进行标准化，不断优化设计各类零部件的加工参数，在对工艺参数全面优化后进行汇总，制定出参数标准手册来规范数控加工工艺参数，使设计人员在数控设计时能够根据数控加工工艺标准手册进行，从而使设计的兼容性和通用性大幅提高。
2）加工策略的标准化。在数控加工中，数控加工工艺策略是最为重要的部分，与零部件的机械加工质量有着紧密的联系，影响着数控加工的程序设计。加工零部件的精度和数控机床的使用效率受加工策略选取的直接影响。其中，设置加工切削参数、匹配走刀路线、选择加工策略模型、优化切削参数以及设计工序步骤等内容均属于数控加工的策略。与此同时，加工策略标准化还需要对工序的设计路径、设计划分、生产路线选择、优先级进行综合考虑，实现加工策略的标准化，能够使加工零部件的质量得到保障，使零件精度大幅提高。
3）数控加工设计软件标准化。现如今，国内有非常多的机械数控加工设计软件，不一样的软件之间具有较差的兼容性。将一个设计软件移植到另一个软件需要耗费大量的人力和时间，软件程序在不同的设计平台进行转换会提升程序的出错概率，使数控设计程序的管理难度大幅增加，大大降低工作效率，浪费人力资源。在加工企业内部对数控加工设计软件进行标准化，能够使不同软件平台程序移植问题得到很好的解决。软件的使用情况及通用性根据实际情况在企业内部进行设计，企业的标准数控加工设计可以选用具有较高使用率和通用性的软件，将唯一指定的数控加工设计软件应用于企业内部，能够使数控加工程序设计质量和效率大大提升，对新员工加快入门培训，使新员工能够对数控加工程序设计快速上手，从而使设计人员的设计效率得到提高。
4）加工刀具标准化。现如今，大部分机床缺少刀具的补偿反馈功能，加工所用的刀具需要对应着编程进行设置，如果刀具出现变更，则需要对程序进行重新编写，因此加工刀具的选取在数控机床中极其关键，将相同的数控加工设计程序应用到不同的刀具中，所制造出的零部件也大不相同。加工企业需要根据机械加工的需求，实现加工刀具标准化，对刀具的几何尺寸、材料以及切削参数进行统一规划设计。加工过程中，可以将标准化后的刀具直接应用于某个零部件加工中，另外详细的说明和具体数控编程设计都可以在机械加工刀具标准手册中查出。通过对刀具的标准化，能够减少刀具参数错误的问题出现在数控加工设计中，可以使数控设计人员的设计效率和设计质量大幅提高。
1数控加工简析
1.1数控加工概念
数控加工指的是在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，其刀具和零件的位移由数控信息控制。数控加工实现了加工的自动化，解决了零件品种多、批量小、形状复杂、精度要求高等问题。机床的受控动作可以分为刀具的选择、更换；机床的启停；进给方向的速度、方向；主轴的旋转、启停等。
1.2数控加工特点
（1）加工精度高。零件的加工精度由加工工艺、工艺规程以及加工程序编制共同控制，减少了由于人为因素造成的误差，在保证加工精度的基础上，缩短了加工周期，并且还可以提高加工零件的复杂度。（2）自动化程度高。数控机床加工自动化程度高，不需要人工控制刀具，减少了对操作工人技术的依赖，降低了工人的劳动强度，大大节省了劳动力。此外数控加工的自动化还提高了产品的稳定性，避免了由于人为因素造成的误差，并通过自动更换刀具等加工工序提高了加工效率。（3）加工工序集中。数控机床加工工序集中，一方面减少了机床占地面积，节约了厂房，另一方面减少了中间环节，省时省力。（4）内容更丰富、具体。因数控机床加工的自动化程度较高，因此数控加工工艺的内容要更加丰富，更加具体，包括刀具的选择、使用顺序、换刀位置、角度参数、进给路线等方面。
1.3数控加工原则
（1）当上道工序与下道工序并存时，上道工序的加工工艺不能对下道工序的定位与夹紧造成影响。（2）在加工工序的安排上，应尽量把使用同一刀具或相同安装的加工工序连续进行，减少由于换刀或重新定位造成的时间浪费或操作误荠。（3）内孔的加工在前，外形的加工在后。（4）在同一安装时，小刚性影响的工件加工工序在前。
2数控加工工艺设计要点
2.1选择加工零件，对其零件图进行分析，并确定加工内容
在数控机床加工零件的选择时要突出数控加工的优势，避免将数控加工与通用加工混为一谈。在进行零件图的分析时应从数控加工的可能性和方便性两方面进行考虑，如零件图纸中的尺寸标注适合符合数据加工要求；定位基准是否可靠以及零件的尺寸、形状是否适合数控加工特点。同时，还需要数控加工工艺人员与设计人员及时进行沟通交流，以解决加工难题和提高生产效率为目的，加工生产出令人满意的零件产品。
2.2设计加工方案和工艺路线
通过对加工零件的工程图纸进行分析之后，在充分了解了零件加工的内容以及相应的技术要求的基础上，对零件的加工工艺路线和加工方案进行设计。数控工艺路线设计的主要内容包括以下几点：（1）确定数控加工方法。根据零件加工技术要求和数控加工特点确定数控加工方法；（2）划分数控加工工序。一方面可以根据数控加工的内容来对数控加工工序进行划分，在发挥数控加工优势的同时避免过长工序；另一方面分开粗加工和精加工；（3）对工序的先后进行排序。根据数控加工原则将加工工序进行排序，此外还应注意将数控加工工序与普通加工工序、辅助工序等相结合。
2.3数控加工工序设计
数控加工工序的设计工作就是根据加工内容确定刀具走向、切削用量、工艺装备等，为科学合理的编制数控加工程序打下基础。（1）确定刀具走向。刀具在加工工序中的运动轨迹，反映了工步的内容和顺序。在确定走刀路线时需要将刀具的切入、切出，加工路线的长短，工件的变形程度以及工序的简繁程度加以考虑。（2）确定夹具。在夹具的确定时应从统一设计、工艺、编程计算的基准；固定机床的坐标与夹具的坐标的相对位置；夹具应开敞，不能影响走刀；零件的装卸速度快等方面进行充分考虑。（3）选择数控加工刀具。刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容，直接影响了零件的加工质量和机床的加工效率。（4）确定切削用量。切削用量的选择对数控加工的效率和质量具有很大影响，在实际操作过程中，应将机床操作说明书、切削用量选择原则与加工经验相结合来确定合理的切削用量。
2.4编制数控加工程序
