時間：2022-05-01 16:41:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控加工，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
數控加工能夠大大提高對復雜性產品的制造效率,能夠充分保障產品的加工質量,它是集傳統的機械制造工藝、現代化控制技術、傳感技術等技術于一體的,它的廣泛使用給機械制造業帶來了極大的方便,數控技術的水平已經成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。
1.2數控加工的特點
數控加工技術與傳統的機床加工技術相比,其具有以下幾個方面的特點:1.加工零件的精度越來越高,能夠適應許多品種復雜的小零件。數控機床是按數字形式給出的指令進行加工的,不需要人工干預,從而能夠消除人為產生的誤差。2.數控機床能夠隨生產對象的變化而發生變化,所以在數控機床上改變加工零件時,只需重新編制程序,輸入新的程序后就能自動實現對新的零件的加工;而并不需要改變機械部分和控制部分的硬件,從而為復雜結構零件的生產提供了極大的方便。3.數控機床每一道工序都可以選用最有利的切削用量,這就提高了數控機床的切削效率,節省了時間,數控機床還能夠實現多道工序的連續加工,大大提高了生產效率。4.數控機床加工零件一般不需要制作專用夾具,并且還可以實現一機多用,從而能夠使生產成本進一步下降,可獲得良好的經濟效益。5.數控機床可以使用數字信息與標準代碼處理、傳遞信息,從而為計算機輔助設計、制造以及管理一體化奠定了基礎。
2數控機床
2.1數控機床的定義
數控機床是集多種技術于一體的現代化技術設備,是一種裝有程序控制系統的自動化的數字機床,其控制系統能夠自動的處理各種程序指令,從而使得機床工作加工零件。數控機床的系統一旦出現故障,就會使得機床停止運轉,從而影響生產效率。數控機床容易出現的故障主要有:機械的磨損與銹蝕、工件表面粗糙度大、電子元器件發化,本身有隱患、灰塵、操作失誤等,所以,對數控機床出現的故障及時的進行維修是保障數控機床能夠正常運行的前提,對數控機床的快速發展和不斷完善也起到了巨大的推動作用。
2.2數控機床的特點
(1)對加工對象的適應性比較強,能夠根據不同加工對象為模具的制造提供合適的加工方法;(2)加工精度高,能夠適應各種小而精密的零件的加工,具有比較穩定的加工質量;(3)當加工零件發生改變時,不需要重新進行設置,只需要更改數控的程序就可以,這樣就大大節省了生產時間,提高了生產效率;(4)由于采用的是自動化程序控制,所以大大減輕了勞動強度;(5)數控機床對工作人員的素質要求比較高,對維修人員的技術要求更高。
2.3數控機床的分類
(1)按照加工工藝方法進行分類:金屬切削類數控機床;特種加工類數控機床;扳材加工類數控機床;(2)按控制運動軌跡進行分類:點位控制數控機床、直線控制數控機床、輪廓控制數控機床。
3數控機床常常出現的故障分析
3.1數控機床監測技術的特點
隨著社會的不斷進步,經濟的快速發展,數控機床監測技術也得到了迅速的發展,從而更加準確的確保了機床的正常運行。數控機床監測技術主要有以下三個特點:(1)數控機床監測的目的很明確,能夠快速的對機床進行故障監測,進而及時的制定出科學、有效的解決方案,從而保障機床的正常運轉;(2)數控機床監測技術涉及的范圍比較廣,主要涉及到物理學、機械動力學等多種學科知識領域;(3)數控機床監測技術能夠很好的聯系實際,能夠把理論知識轉化為實踐,然后用于實際的操作中,這樣就能夠很好的提高數控機床的安全運行。
3.2數控系統故障
3.2.1位置環位控環報警:可能是測量回路開路;測量系統損壞,位控單元內部損壞;不發指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故障;測量元件損壞;測量元件故障,一般表現為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產生報警的可能原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。3.2.2電源部分電源是維持系統正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。
3.3無報警顯示的故障
3.3.1機床失控由于伺服電動機內檢測元件的反饋信號接反或元件故障本身造成的。3.3.2機床振動此時應首先確認振動周期與進給速度是否成比例變化,如果成比例變化,則故障的原因是機床、電動機、檢測器不良,或是系統插補精度差,檢測增益太高;如果不成比例,且大致固定時,則大都是因為與位置控制有關的系統參數設定錯誤,速度控制單元上短路棒設定錯誤或增益電位器調整不好,以及速度控制單元的印刷線路不好。
3.4數控機床監測人員要掌握方法對機床的監測
數控機床監測人員在檢測前要詳細了解機床發生故障前有哪些征兆或者是現象,根據這些現象對故障進行分析,這樣可以大大提高監測效率;如果不能通過看機床表面判斷出機床的故障,這時就必須進行深層次的故障檢測,對很有可能發生故障的部位進行監測,從而監測出故障部位。監測人員還一定要熟悉相關機床的維修原理,在每一次監測完機床故障以后,應該詳細的記錄好監測方法,從而可以方便掌握機床的故障規律,從而提高故障診斷效率。
4數控加工及數控機床的維護及檢修
4.1數控加工及數控機床維護與檢修人員
由于數控機床的特點,所以對維護與檢修人員的要求比較高,只有維修人員具有較高的素質和工作技術才能真正確保數控機床維修工作的快速、高效運行。有效的預防與維修的技術手段是確保數控機床能夠高效運轉的基本條件,所以要建立嚴格的維護修理制度對機床進行及時的維護、修理,從而來大大降低事故的發生率,每次使用完機床以后要對機床的每一個部件進行檢測,對一些有破損的部件進行及時的更換,定期對機床進行檢測,一旦發現問題及時的進行解決,另外,還可以對機床進行一定程度的升級或者是改裝,從而使的機床的技術水平能夠得到大幅度的提升,使得機床能夠穩定運行、長時間運轉,從而獲得更多的經濟效益;除此以外,還要對機床的使用壽命與更換頻率進行評估,從而真正提高機床的使用壽命。保障數控機床能夠正常運轉的主體還是維護人員,為此,一定要加強對維護人員的培訓力度,讓維護人員在掌握基本的知識基礎以后,掌握更多、更有效的技術方法,真正成為數控機床專業檢測診斷技術的高級操作專家,此外還要提高維護人員的責任心,讓維護人員能夠利用自己靈活且基礎扎實的知識體系,使機床的正常運行獲得保證,從而減少事故的發生頻率,帶來更多的經濟效益。
4.2加強對機床的安全監察力度
只有真正保障機床是在嚴格的操作流程下進行,才能真正保障人們的生命安全,減少事故的發生,所以,一定要重視事故的發生原因,對事故進行仔細的分析和解決,吸取教訓,不斷的總結經驗,將事故發生的過程記錄下來,從而能夠避免下次再出現同樣的事故,另外,還要加強對機床的安全監察力度,做好安全工作,對于不同種類的機床要采取不同的分析與診斷方法,還要做好定期維修和護理工作,提前對機床可能出現的故障進行預測,然后針對這些故障提前做好預防措施,對于機床的引進購買一定要確保是從正規廠家進行的購買,從而真正從源頭上確保機床的質量,再者還要注意確保維護人員的生命安全,要牢記安全第一的原則,提高維護人員的安全意識,從而真正使得維護人員的安全有所保障。
4.3做好預防性維護工作
預防性維護工作的目的是為了降低故障的發生率。所以,數控機床維護人員要對數控機床在實際運行的過程中可能出現的故障進行提前的預測,然后根據估測,提前做好防范工作;除此以外,數控機床管理人員還要對每臺數控機床都建立起日常的維護保養計劃,包括保養內容以及各功能部件和元氣件的保養,然后定時定期的對這些數控機床進行維護;如果數控機床長時間閑置不用,當需要使用的時候,第一次使用時最好用較低速度進行運行。
4.4數控機床的診斷原則
數控機床診斷技術主要是對機床進行故障監測和診斷。如果不能很好的對機床進行監測和診斷,就會使得這些機床在運行的過程中發生故障,導致機床不能繼續正常工作,從而給人們的生命安全造成威脅,給企業帶來不可估量的經濟損失。診斷技術就能夠很好的避免這些故障的發生,能夠使得機床按照自身的系統正常的運行。對機床進行監測和診斷可以精確的發現機床存在的問題,然后快速的解決這些問題,從而確保機床的正常運行。由于數控機床是集多種技術于一體的現代化設備,所以維修人員在診斷故障時應該采用先由外向內逐一進行排查,盡量避免隨意地啟封、拆卸,這樣會擴大故障范圍,使機床大傷元氣,喪失精度,降低性能。所以,在診斷時可以采用:先檢查外部再檢查內部;先在機床斷電的靜止狀態下通過了解、觀察測試、分析確認為故障,然后再給機床通電;當出現多種故障互相交織掩蓋,一時無從下手的情況時,應該先解決容易的問題,然后再解決難度較大的問題。這樣,遵循原則進行診斷,既能夠快速診斷出故障所在的位置,又能避免對機床的損害,大大提高了工作效率。
4.5應該為數控機床配備系統編程、操作和維修的專業人員
只有合理的配備出專業的維修人員,才能大大提高機床的維修效率。這些專業人員應該熟悉所用機床的各個部分及使用環境,并且能夠按照機床和系統使用說明書的要求正確的使用數控機床。數控機床的使用環境會影響機床的正常運轉,所以在安裝機床時應該嚴格按照機床說明書規定進行安裝,在經濟條件允許的情況下,應該將數控機床與普通的機械加工設備隔離安裝,以便對機床進行維修和保養。
4.6數控機床系統中硬件控制部分的維修與保養
數控機床系統硬件控制部分是數控機床的核心,所以一定要重視對其的維修與保養工作,每年應該讓有經驗的維修人員檢查一次,檢測有關參考電壓是否在規定的范圍內,檢查系統內各器件連接是否有松動的現象,如果有及時進行維修。還要,檢查各功能模塊使用風扇運轉是否正常并且是否清除灰塵,這樣,可以延長數控機床的使用壽命。
4.7制訂數控系統日常維護的規章制度
要根據各種數控機床的特點,確定各自保養條例,應該有一種嚴格的規定,除非進行必要的調整和維修,否則不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用時敞開柜門;應每天檢查數控系統柜上各個冷卻風扇工作是否正常,檢查工作環境狀況,如果發現過濾網上灰塵積聚過多,一定要及時清理,否則將會引起數控系統柜內溫度過高,造成過熱報警或數控系統工作不可靠;還要經常監視數控系統用的電網電壓;定期更換存儲器用電池。
5結語
控加工技術的特點及常用類型，并指出了多軸數控加工編程技術存在的問題、以及實現多
軸數控加工技術的難點。
關鍵詞：模具制造；多軸數控加工；多軸數控加工編程
TG659
一、建立多軸的概念
多軸數控加工一般指三軸半以上的數控加工，它一直是數控加工的難點。因為三軸以下的加工在我們頭腦中是一個比較直觀的東西，我們很容易想象三軸走刀的具體情況，同樣在CAM軟件中三軸以下的加工程序編制也容易的多。多軸加工則不然，多軸數控加工能同時控制4個以上坐標軸的聯動，將數控銑、數控鏜、數控鉆等功能組合在一起，工件在一次裝夾后，可以對加工面進行銑、鎖、鉆等多工序加工，有效地避免了由于多次安裝造成的定位誤差，能縮短生產周期，提高加工精度。
二、多軸數控加工的特點
采用多軸數控加工，具有如下幾個特點：
（1）減少基準轉換，提高加工精度。
多軸數控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性，而且由于零件在整個加工過程中只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證。
（2）減少工裝夾具數量和占地面積。
盡管多軸數控加工中心的單臺設備價格較高，但由于過程鏈的縮短和設備數量的減少，工裝夾具數量、車問占地面積和設備維護費用也隨之減少。
（3）縮短生產過程鏈，簡化生產管理。
多軸數控機床的完整加工大大縮短了生產過程鏈，而且由于只把加工任務交給一個工作崗位，不僅使生產管理和計劃調度簡化，而且透明度明顯提高。
（4）縮短新產品研發周期。
對于航空航天、汽車等領域的企業，有的新產品零件及成型模具形狀很復雜，精度要求也很高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多軸數控加工中心可以很好地解決新產品研發過程中復雜零件加工的精度和周期問題，大大縮短研發周期和提高新產品的成功率。
三、多軸數控加工的類型
多軸數控加工中心具有高效率、高精度的特點，工件在一次裝夾后能完成5個面的加工。如果配置5軸聯動的高檔數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，非常適于加工汽車零部件、飛機結構件等工件的成型模具。
根據回轉軸形式，多軸數控加工中心可分為兩種設置方式：
⑴工作臺回轉軸。
作臺可以環繞x軸回轉，定義為A軸，A軸的一般工作范圍是+30°至-120°。工作臺的中問還設有一個回轉臺，環繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360°回轉。通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的5個面都可以由立式主軸刀具進行加工。A軸和C軸的最小分度值一般為0.001°，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如果與X ，Y ， Z3軸實現聯動，就可加工出復雜的空問曲面。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是：主軸結構比較簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉角度90°時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。
（2）立式主軸頭回轉。
主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360°，成為C軸，回轉頭上還帶有可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達到90°以上。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是：主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，而采用主軸回轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。
四、多軸數控加工編程技術
多軸數控加工與三軸數控加工的本質區別在于：在3軸數控加工情況下，刀具軸線在工件坐標系中是固定的，總是平行于Z軸；而在5軸數控加工情況下，刀具軸線一般是變化的。因此3軸數控加工的研究關鍵在于加工特征的識別和刀具路徑的規劃，多軸數控加工的研究關鍵在于刀具姿態的優化。
多軸數控加工編程的一般步驟是：
⑴根據模型定義切削策略：可變軸輪廓銑是多軸加工的常用方式，首先從驅動幾何體上生成驅動點，將驅動點沿著設定的矢量映射到零件模型上，生成刀位軌跡。判斷刀位軌跡的要素為刀位軌跡的長短和方向的變化。
⑵刀軸控制方式：與3軸固定輪廓銑不同之處在于對刀具軸線矢量的控制，驅動方法通常有點、線、面等3種方式，其選擇的原則是盡量使刀具軸線變化平穩，以保持切削載荷的穩定。
⑶切削參數的選擇：切削參數的選擇要考慮到整個加工系統的每個因素，其中，刀具和工件的影響最為明顯。在加工對象確定的情況下，根據工件的形狀、大小、切削性能等特點，選擇合適的刀具材料、直徑等各項參數，進而確定切削速度、主軸轉速、切削深度等參數。
五、實現多軸數控加工技術的難點
多軸數控加工由于干涉和刀具在加工空問的位置控制，其數控編程、數控系統和機床結構遠比3軸機床復雜得多。目前，多軸數控加工技術存在以下幾個問題：
（1）多軸數控編程抽象、操作困難。
這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。3軸機床只有直線坐標軸，而5軸數控機床結構形式多樣；同一段NC代碼可以在不同的3軸數控機床上獲得同樣的加工效果，但某一種5軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的5軸機床。數控編程除了直線運動之外，還要協調旋轉運動的相關計算，如旋轉角度行程檢驗、非線性誤差校核、刀具旋D運動計算等，處理的信息量很大，數控編程極其抽象。
（2）刀具半徑補償困難。
在5軸聯動NC程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統尚無法完成刀具半徑補償，因為ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算，從而導致整個加工過程效率不高。
（3）購置機床需要大量投資。
多軸數控加工機床和3軸數控加工機床之問的價格懸殊很大。多軸數控加工除了機床本身的投資之外，還必須對CAD/CAM系統軟件和后置處理器進行升級，使之適應多軸數控加工的要求，以及對校驗程序進行升級，使之能夠對整個機床進行仿真處理。
參考文獻：
[1]宋放之，數控機床多軸加工技術實用教程，清華大學出版社，2010.4
關鍵詞：加工參數；正交試驗；試驗因素水平
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.162
1 引言
研究切削加工機理及大量切削加工試驗可知切削速度v對表面粗糙度af影響較大。在低速或高速切削加工時，一般不會出現積屑瘤，在v=20～50m/min加工塑性材料時，易出現積屑瘤，同時切屑分離時的擠壓變形與撕裂作用使得表面粗糙度af惡化。所以v越高，切削加工過程中切屑與加工表面的塑性變形越小，表面粗糙度值越小。試驗表明，產生積屑瘤的臨界速度是隨刀具狀況、切削液、加工材料等改變而改變。
加工參數中進給速度Vf 對加工效率有重要影響。一般Vf越高，去除同一材料所需時間越短。試驗表明其他加工條件一定情況下，進給速度Vf與加工時間t為反比。
分析可知，提高主軸轉速和進給速度，既可降低表面粗糙度值，又可減少加工時間。還能影響切削熱產生、刀具磨損、破損及耐用度等。所以了解主軸轉速與進給速度變化規律有利于分析切削加工過程并完成切削加工參數合理優化選取。
2 試驗條件
針對目前數控加工參數合理優化選取的特點與研究現狀，本文以DMC60H臥式銑削加工中心為試驗平臺，以鋁合金殼體類零件為試驗對象，以圓柱銑刀、T型刀、通用量具、JB-4C型表面粗糙度測量儀為試驗刀量具，以鋁合金殼體類零件加工中銑孔與銑槽為試驗內容，以提取數控加工銑削參數優化選取試驗數據為試驗目的。
3 試驗方案設計
本試驗采用正交試驗方法，以主軸轉速與進給速度作為試驗因素，根據零件結構、使用刀具及各因素關注度的不同劃分因素水平并設計正交表，可分成三個階段來完成。
3.1 試驗設計原則
試驗設計原則包含零件結構、刀具類型與關注度。按零件結構不同將試驗劃分為銑槽加工與銑孔加工；刀具類型原則是以刀具不同及加工孔徑不同為原則劃分工步；關注度原則是以加工時間（因本試驗主要以提高加工效率為目的）為依據將加工工步劃分為高、中、低關注度。
根據加工技術要求及試驗需要，本文對刀具、切寬、切深等參數做了修整。銑孔加工基本數據如表1所示。
3.2 正交試驗設計實施
第一階段試驗是在現有加工條件下，確定主軸轉速與進給速度極限范圍，試驗水平數一律為3，主軸轉速與進給速度為試驗因素，查正交試驗表可得最為接近。
第二階段試驗目的是提取出試驗數據用于數控加工銑削參數合理優化選取。參考第一階段試驗的極限主軸轉速與極限進給速度按等分原理劃分試驗因素水平等級，其中對關注度高、極限主軸轉速與進給速度間距大的工步取較高的試驗水平數，對關注度中、低的工步取較低的試驗水平數。工步23屬高關注度工步，故正交試驗因素水平數取5，主軸轉速與進給速度為試驗因數。查表可得為最接近的正交試驗設計表。
第三階段試驗是以前一階段試驗數據為基礎，分析研究加工要求，以基本尺寸、表面粗糙度為試驗擴展因素設計第三階段試驗。基本尺寸試驗因素水平數以3或5為主，表面粗糙度因素水平設置為1.6、3.2、6.3。在前兩階段試驗中已出現的基本尺寸將不再最后階段重復安排試驗。
4 小結
本文介紹了數控銑削加工機理、銑削加工參數與加工性能及加工效率的關系、數控銑削加工參數優化的試驗條件及要求，提出了本次試驗設計方案及試驗設計方法，科學有效地解決了數控銑削加工的試驗研究，為后續加工參數優化選取研究打好了基礎。
參考文獻：
[1]張臣，周來水余，湛悅，安魯陵，周儒榮.基于仿真數據的數控銑削加工多目標變參數優化[J].計算機輔助設計與圖形學學報， 2005，17（05）.
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[關鍵詞]數控車削；加工；技巧
中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
一、數控車削的加工特點
數控車削是數控加工中應用最多的方法之一，數控車削除具有普通車削的全部功能外、其加工對象還有如下特點：1、形狀復雜或難以控制尺寸零件。因為車削數控系統都具有直線和圓弧插補功能，部分數控車削還具有非圓曲線（如橢圓曲線、拋物線等）插補功能，故能車削由任意平面曲線輪廓所構成的回轉體零件，包括通過擬合計算處理后不能用方程描述的列表曲線類零件。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、變螺距、等螺距與變螺距之間作平滑過渡的零件，圓柱螺旋面與圓錐螺旋面之間作平滑過渡的零件，以及具有高精度的模數螺旋面零件（如各種形面的蝸桿）和端面螺紋等。3、淬硬工件的加工。在大型模具加工中有不少尺寸大而形狀復雜的零件，這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此可以用陶瓷車刀在數控機床上對淬硬后的零件進行車削加工，以車代磨提高加工效率。
二、數控加工要求
花鍵軸為典型的軸類（軸承座為典型的套類）零件，生產規模為批量加工。零件軌跡有著嚴格的尺寸精度要求，所以加工難度大。必須保證零件的尺寸精度、幾何精度和位置精度。對其進行數控加工的要求一般有： 1）選擇數控車床，確定數控車削加工的內容。2）進行零件數控車削加工的工藝性分析。分析被加工零件的加工部位，明確加工內容與加工要求。3）進行數控車削加工工序的設計。設計加工工序、確定數控粗、精車加工的內容和先后順序。選擇零件的定位、夾具和工件的裝夾，選擇刀具，確定切削用量。4）畫出數控加工運行軌跡路線圖，注意刀具切入和切出的方法和路線。5）從手工編程的角度出發，進行數控加工運行軌跡和各軌跡節點的數學計算。6）完成數控車削加工工件坐標系的建立，確定工件坐標原點、程序起始點、對刀點、數控加工運行軌跡路線。7）畫出數控加工對刀圖。8）編制數控車削加工程序。9）進行零件的裝夾、數控刀具的安裝與對刀等實際操作。10）進行首件試切，根據實際測量，調試修改加工程序，達到零件的尺寸和幾何精度要求。
三、數控加工工序劃分及定加工順序
1、工序劃分的原則。數控車削加工零件，常用的工序劃分原則有兩種：1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行；2）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后再換另一把刀來加工其他部位同時應盡量減少空行程。
2、確定加工順序。制定加工順序一般遵循下列原則：1）先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。2）先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持壞件或半成品的剛性，改善其切削條件。3）內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件，應先進行內外表面的粗加工，后進行內外表面的精加工。4）基面先行。用作精基準的表面應優先加工出來，定位基準的表面越精確，裝夾誤差越小。
四、數控車削加工工藝技巧
工藝技巧分析是數控車削加工的前期工藝準備工作、工藝技巧制定得合理與否，對程序的編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個合理的、實用的加工積序，要求編程者不僅要了解數控車削的工作原理、性能特點及結構，掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則并結合數控車削的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車削上的裝夾方式；各表面的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。
1、零件圖分析。零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。（1）尺寸標注方法分析。零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車削的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸、這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準、計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。（2）輪廓幾何要素分析.在手工編程時，要計算每個節點坐標、在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義、因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。（3） 精度和技術要求分析。對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝分析的重要內容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給后續工序留有余量；對圖紙上有位置精度要求的表面，應保證在一次裝夾下完成；對表面粗糙度要求較高的表面應采用恒線速度切削。
2、夾具和刀具的選擇。（1）工件的裝夾與定位。數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內孔為定位基準、數控車削夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具、實際操作時應合理選擇。（2）刀具選擇。刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
3、切削用量選擇。數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量、主軸轉速S（或切削速度訓及進給速度F。 切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數控車削的加工質量至關重要。確定數控車削的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求以及刀具的耐用度去選擇。
一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利于斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S （r/min）可根據切削速度u （ mm/min）由公式S=u1000/rD（D為工件或刀/具直徑mm）計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。
結語
數控車削作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應詳細掌握數控車削加工工藝特點、工序和技巧，在詳細分析加工工藝的同時，優化加工方案。
參考文獻
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關鍵詞:工藝分析;G73指令;數控加工
1工藝品“葫蘆”加工發展現狀
“葫蘆”制品具有極大的發展空間和潛力，代表中國民間傳統文化銷往世界各國，為傳播中國文化起到了重要作用。“葫蘆”從原始的一種盛器開始到現代的民間工藝品，對其加工的工藝在不斷的創新和發展。當前國內外研究“葫蘆”工藝理論的專業人員稀缺，每年發表的專業論文篇數少，至今正式出版的相關著作國內也僅有幾部而已。絕大多數“葫蘆”工藝品的從業者是以按部就班的傳統方式從事工藝品制作，對經驗的總結很難形成文字性的支持。高校、科研機構申請國家社會科學研究的立項中，關于“葫蘆”手工藝制作的相關研究也沒有展開。諸多的原因導致葫蘆工藝方面的理論知識呈現出發展“單薄”的局面。傳統方式制作存在的問題有：（1）樣式是由制作師傅的技術及經驗決定；（2）加工方法是以手工為主，完全取決于制作者的技術水平及經驗積累；（3）效率低，制約了該工藝品的創新及發展。而創新、總結是“葫蘆”制品發展的重心。本文以現代計算機輔助設計技術，數控加工技術為技術支撐，從外形設計、加工設備、加工刀具及加工工藝方法等方面優化處理，巧妙利用外形輪廓G73指令編寫加工程序錄入到機床系統里，進行對刀、程序校驗、首件試切加工等作了詳細闡述，對加工難點的突破提出了具體的方案。
2工藝品“葫蘆”設計
針對傳統加工方法存在的問題，從工人師傅自己的經驗為主，到采用計算機輔助設計，突破了經驗為主，該部分以突出現代設計理念，代替傳統的工人經驗，使結構更合理、美觀、便攜，如上、下的比例及各圓弧的半徑連接需過渡流暢，葫底大小與葫腹的比例，中頸的大小與葫腹的比例，視覺比例等進行優化處理。
3工藝品“葫蘆”的加工工藝分析及方法
分析圖紙，加工對象的特點為：（1）直徑大小相差很大，采用圖形尺寸進行循環切削，空運行次數多，切削時間長，效率低；（2）刀具切削時，刀刃左右交替參與切削，傳統的左偏刀、右偏刀無法滿足連續切削，因此本相應預處理。
3.1分析零件圖
結合加工表面的特點和數控設備的功能對零件進行數控加工工藝分析，為了減少裝夾次數、換刀次數，提高生產效率，毛坯總長定為130mm，直徑40mm。選用三爪卡盤夾緊工件，選定工件右端面中心為編程原點，通過程序校驗，減少空刀運行時間，選擇X41，Z105作為循環起始點，以確保加工效率。
3.2確定數控加工刀具及加工路線
為了減少刀具數量和裝夾的次數，防止加工時刀具干涉影響切削面，針對要加工的材料是鋁棒、木頭等，這里用R1.5的專用圓弧車刀，可實現單把刀具完成全部加工及切斷工作，不需要反身裝夾和換刀，解決了傳統加工因為刀具選擇不合理，出現刀具干涉工件和換刀次數過多、反身裝夾影響加工效率的現象.
4工藝方案及編程
4.1工藝方案
（1）粗加工分段切削，減少空刀行程，加工出近似形狀。（2）連續切削粗加工，切出曲線形狀。（3）精加工，加工出圓弧曲線。（4）拋光，用砂紙進行打磨。
4.2車削工藝編程
刀具選擇，粗加工時可用割刀或者圓弧刃刀，精加工時用圓弧刃刀，拋光時要用砂紙打磨。按粗加工、精加工過程依次利用G73粗加工輪廓指令、G70精加工輪廓指令編寫程序.
5加工難點及解決方案
（1）利用G73指令加工時，在程序中增加了一條單獨的退刀程序，解決了G73自動退刀時，刀具對工件的干涉現象。編寫加工程序，還要注意循環起始點的問題，如果起始點定不準，會出現刀具空運行，浪費時間，生產效率就會受影響，通過試驗，循環起始點應該定在大于毛坯0.5~2mm之間。（2）對于既有遞增又有遞減的曲面圖形，用輪廓循環指令G73編制數控加工程序，關鍵點是這里利用R1.5圓弧車刀，與刀具半徑補償指令G42的完美搭配，解決了加工中刀具干涉工件產生的過切現象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要調頭，不需要換刀，減少了換刀的次數，提高效率，解決了多次換刀、多次調頭帶來的尺寸精度、位置精度誤差等問題。（3）由于加工越小的葫蘆需要的路徑要求也越高，走刀的總步數也要越多，參數U值的計算就尤為重要，走刀路徑太多，浪費時間，降低生產效率。走刀路徑太少，背吃刀量又太大，容易斷刀。為了解決這一問題，提高精度和效率，通過多次試驗總結，合理選擇參數。（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道拋光工序，這道工序，主軸轉速2000r/min以上，用微細的紗布在工件上進行打磨拋光，必須要小心、謹慎，這也是整個工序中最費時、費工、最困難的問題，也是今后改進、創新的地方。
6首件試切
在零件加工中，由數控仿真軟件進行加工。數控仿真軟件程序驗證通過后，就可以實際加工。數控車床是采用FANUC-Oi數控系統，把程序作部分更改，輸入到機床存儲中。使用刀具補正設置坐標系，利用試切法對刀，進行機床模擬仿真加工，沒有錯誤就可以實現如圖3所示的加工。通過上述設計、編程、加工后，完成零件加工全過程。
7結語
綜上所述，“葫蘆”制品是傳統和現代民間美術中最活躍的藝術形式之一。本文的創新之處是突出了現代設計理念，比傳統的加工效率高、結構更合理、外形更美觀。國內的各種文化節和“葫蘆”藝術研討會后，形成文字性的文章也多是行業內部資料，數量少、質量低且對外不公開。中國“葫蘆”工藝的理論研究和加工要本著總結實踐，才能有更好的發展和提高。本文對工藝品“葫蘆”的制作加工做了詳細的闡述，對參數設置也做了相應的說明。但還存在一些不足之處，比如缺乏“葫蘆”的后期美化、雕刻、漆藝、彩繪等工藝制作理論的研究，這是需要進一步研究的地方。
作者:馬麗 單位:九州職業技術學院
參考文獻:
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【關鍵詞】宏程序；G代碼；曲線加工；刀具參數
在數控加工中一般使用G代碼命令來編程。G代碼提供了G2、C3、I、J、K、R指令，很容易編制比較簡單的曲線（圓弧、半圓）數控的加工程序，但對于一些復雜、不規則的曲線，常規的G代碼很難描述清楚。根據生產過程中的實踐經驗，通過借助一些工具軟件，經過特殊處理，編寫G代碼來解決此類問題。常用的方法有兩種：（1）將曲線導入Mastercam軟件，設置一定的參數，自動生成數控加工程序。（2）用G代碼宏程序產生程序的主程序文件，然后手動在程序設置刀具參數，成為可加工的程序。
1.利用Mastercam軟件
Mastercam軟件，其廣泛應用于數控加工，界面親和，易學易用。如何將AutoCAD文件導入Mastercam，自動生成加工程序，以解決G代碼不能解決的復雜曲線問題。以垂尾卡板XX-XX（見圖1）為例簡單介紹一下。
操作流程如下：①新建一個Au-
toCAD文檔，將曲線單獨拷出，另存格式*.dxf文件。②打開Mastercam軟件，打開*.dxf文件，刪去其他不需要加工的輪廓線，只留樣條曲線。③選擇加工方式。④生成加工程序。
具體步驟如下：
第一步，將*.dxf文件讀入Mas-
tercam軟件：檔案檔案轉換，選擇AutodeskR讀取適度化，選擇所有編程的曲線。見圖2。
第二步，導入Mastercam后，將曲線平移原點：轉換平移所有的圖素執行兩點間，選擇曲線起點。見圖3。
第三步，設置刀具參數：選擇刀具路徑外形銑削串聯執行，會彈出刀具參數對話框，根據需要選擇合適的刀具，選擇合適的切削參數。該過程中要需要幾個重要的參數的確定。見圖4。
①曲線打斷成線段的誤差值：誤差值大小決定加工精度，其值越小精度越高，則程序也越長，一般取值0.01。
②刀補類型：常用的是自動補給與手動補給兩種。自動補給是根據刀具實際情況計算出刀具軌跡，生成程序，不用刀補；手動補給則不需要考慮刀具的規格，生成刀補的程序。
③刀補方向：一般根據其加工方式和操作方式而定。
第四步，生成加工程序：回主功能菜單刀具路徑操作管理執行后處理，點擊確定，生成程序*.NC。見圖5。
第五步，將所生成的程序*.NC存儲到數控加工設備，運行程序。
加工后發現加工出來的圓弧并不光滑存在拐點，經過分析：曲線是由許多點按次序連成多線段，由于顯示柵格問題，在圖紙中顯示是曲線，但實際上是多線段，為了使加工曲線光滑，需要把多線段變為樣條曲線。經過多次實踐，在Auto-
CAD用PEDIT擬合（F）命令，將多線段轉化為樣條曲線，經加工試驗后，很好的解決了拐點問題。
2.用G宏程序生成程序
以Z80無人機機頭卡板XX—XX為例，其外形是個拋物線，用G指令也很難將它寫出來，Mastercam中也無法描述曲線。借用G宏程序來生成程序主體。
例：機頭外形曲線方程式如下：
0≤X≤300
在Mastercam無法繪制，用宏程序來計算離散點，過程如下：
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代碼宏程序：
#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
宏程序短小精煉，具有很強的適用性，對于一些復雜的方程曲線，可以用C語言（或其他語言）來描述，其原理和宏程序一樣。它的原理是：任何曲線都可以分成無數很短的曲線，每個很短的曲線都可以近似的認為是一段直線。當每段曲線的長度趨于零時，與直線的誤差也趨于零。足夠多的直線連起來可以替代一段曲線，這樣就把曲線轉化成有線段的直線。直線的程序很容易實現，所以問題就得到了簡化。為了盡可能的減小曲線的誤差，每段曲線長度盡可能的短，由于步長固定，曲率小的地方誤差小，曲率大的地方誤差大。
3.總結
本文介紹的兩種曲線編程的方法各有的優、缺點，可以根據實際需要，靈活應用，選擇適用的方法。
參考文獻
（1）數控技術的概念
數控技術是在傳統機械加工技術的基礎上，采用數字控制技術來進一步提高機械加工的質量，并且結合傳統機械制造技術、計算機技術與網絡通信技術等進行機械加工運動。較傳統機械加工技術來說，其不但具有高準度與高效率，同時還具備柔性自動化等優點，國內現在對數控技術的應用主要是預先編制好程序，再通過控制程序來控制設備，一般采用計算機進行控制。
（2）數控加工技術的主要特點
數控加工技術可以簡便的改變相關工藝參數，因此在進行換批加工與研制新產品時非常方便。另外，像普通機床很難完成的加工復雜零件與零件曲面形狀等，利用數控加工技術都可以高質量量完成。數控加工技術采用模塊化標準工具，在換刀與安裝方面都節省了很多時間，同時對工具的標準化程度與管理水平都有較大的提高。
2數控技術在機械加工技術中的應用意義
（1）數控技術在機械加工技術中的應用
提高了機床的控制力近年來數控技術在機械加工技術中的應用，對機床控制力有了很大程度上的提高，進一步提高了機械加工的工作效率。采用數控技術來控制機床設備，充分發揮了機床設備的功能，同時使機床設備的操作更加簡單，通過在數控器上預先編制好機械加工的流程與操作方法，并由控制器依據相關數字信息來控制機床運行，不但保證了機械加工的質量，同時也使機床設備更具高效化。
（2）數控技術在機械加工技術中的應用
推動了汽車制造業的發展數控技術對進一步發展汽車制造業有很大的幫助，通過將數控技術應用到機械加工技術中以提高機械加工技術的有效，為進一步發展汽車制造業提供了技術保障，在汽車零件的加工中運用數控技術可有效提高生產率，同時強化了汽車進行機械加工的效果，使原本復雜的操作更加簡單，提高汽車零件加工生產的效率同時促使汽車制造業實現最大化收益。
3有效提高數控技術在機械加工技術中的應用效果
（1）重視對數控技術的應用
近些年來，數控技術雖已被廣泛應用到機械加工技術中，但是仍然有一部分企業內部對數控技術的應用缺乏足夠的重視。因此，要想進一步將數控技術融入到機械加工技術當中，首先就必須要讓企業的經營管理者充分認識到數控技術在機械加工技術中的重要意義，給予充分的重視。同時，積極組織數控技術相關知識的培訓，提高工作人員數控技術水平，結合數控技術的實際操作與理論知識，以便更好的發揮數控技術的優勢，提高機械加工的質量與效率。
（2）在機械加工過程中實現自動編程
一般在機械加工的過程中都是采用人工手動進行對生產制造圖樣與編寫零件加工程序單以及工藝過程進行確定，這樣不僅效率低且容易出現人為計算失誤。因此，應注重對數控技術有效性的應用，盡快實現自動編程，使用計算機來替代人工操作，不但可保證加工質量，同時提高機械加工制造的效率，實現人力與物力的合理化配置，為加工企業節約制造成本，進一步推動機械制造業的發展。
（3）合理改進并更新機械加工中的原有設備
在全球經濟發展的推動下，我國工業大力發展，數控技術被越來越普遍的應用到了機械加工技術中，而時代新形勢對機械加工的要求越來越高，因此，應當積極創新數控技術，大力倡導經濟型數控機床的發展，以保證數控機床的穩定性與高效性。同時，對機械加工中的原有設備應當進行合理改進，提升機械加工的技術水平，完善數控技術的應用，提高我國機械制造業的生產水平。
（4）實現數控技術的智能化與網絡化發展
關鍵詞：西門子數控系統；機床加工；優勢
1 西門子數控系統的特點
最新的西門子數控系統集成了多項的功能于一身，包含了plc/cnc/hmi等等，并且在系統的界面上具有中文版本，還擁有了更好的人機交互性能，易于操作，在安裝上也更加的簡單，系統穩定性高等優點。
2 西門子數控系統的產品
以最新的sinumerik810d為例，其第一次把cnc和驅動控制放在了一塊主板上，并且達到了可以同時控制5個左右的軸承，這給機床的工作效率帶來了極大的提升。同時該套系統的能夠使用各種復雜的機床加工工作，能根據相關的要求對其重新的設定，具有可編程性，而在sinumerik 840d上已經達到了全數字的控制系統，其在加工是精度更加的高，更加的易于操作，在車削、磨削上更加的易用，并且還能適用于沖壓和激光燈特殊的加工工作。
3 西門子數控系統的硬件組成
其中cnc主要由中央處理器、bus、hmi、i/o以及存儲設備等組成。
3.1 CPU
CPU是套系統的核心部件，相當于它的大腦，其主要的功能是提供數據的處理、運算同時也能保存一部分的數據，作為中央處理器，它還能與系統內容的其他設備進行數據的交換和處理，同時也能對其他的設備進行指令上的控制。通常CPU的按照其數據的帶寬全面將其分為了最小的8位、16位、32以及64位，不同位數的CPU在處理能力上、運算的速度上都是不一樣的。
3.2 BUS
BUS（總線）是當數據在系統之內進行傳送時所需要的途徑，即數據傳輸的通道或者載體。系統內的各個設備和部件之間鏈接時一般都采用的標準的BUS。
SID總線是pro-log公司在上世紀的80年明的，再后來被國際上認可為標準，其能適用于大多數的系統之中，能滿足于大多數的工業計算機，并且他的性能也非常的優秀，同時它的尺寸和體積非常的小，因此，特別的易用、易安裝。
3.3 存儲器
一般現代存儲器主要的氛圍了rom和ram，其功能都主要的是用來存儲數據，而rom是用存儲系統中被設定的數據和系統軟件，而ram則能存儲一些可以被改寫、更改的數據。
3.4 接口和hmi
Hmi是一個整套的設備系統，它包含了輸入設備、控制的面板、顯示設備、讀取設備、外部的存儲設備等。其主要的功能是為當被控設備和CNC之間需要進行信息的交換時，需要一個輔助的系統設備來對這寫信息進行數據化的處理，然后把這些處理過的數據信息傳送給CNC，可以簡單把其理解為一個數字信號的轉換設備，同時它還能一定的抗干擾能力，把外部的信號干擾處理掉，防止其干擾到CNC。另外各個系統的設備之間在進行數據的傳送時都是通過I/O的接口進行的。
以上為西門子數控系統的簡單組成介紹。在上述的簡單介紹之中我們已經初步的可以看出，西門子的數控系統的相關結構和基本的設備組成，主要還是由CNC、i/o接口、存儲設備以及HMI和相關的驅動設備等組成，他們在不同的設備之上還有這不同的安裝方式可以選擇，為了更好的適應于各種的加工設備，其分為了內裝型、集成型、和外裝型等。
4 西門子數控系統在數控加工領域中的優勢
4.1 開放式設計
對于西門子數控系統而言，其最大的優勢就是在設計的過程中具有較高的開放性設計，比如在系統面板中設計了人機對話界面、可編程邏輯控制器、數控機床的程序編制等等，因此西門子數控系統可以支持客戶對軟件進行二次開發。除此之外，西門子數控系統還增加了很多新的插補功能，并建立了配套的驅動系統，為更的機床企業提供更廣泛的技術支持。西門子數控系統比較高端的數控系統是840D，這套系統主要是用來支持以工業PC為主的平臺，所以系統在設計的過程中設計了大量的計算機功能，同時還附帶shopmill軟件，從而更好的和數控系統進行匹配，這項數控系統可謂是集產品造型和自動編程于一體的模擬加工軟件，并真正的實現了數控系統的智能化。和其他數控系統相比，在進行復雜的零件加工時，其精密度更高。考慮到客戶的需求，西門數控系統在設計的過程中還預留了數據接口和儲存空間，以便更好的滿足客戶的要求，同時還可以根據客戶的實際情況，對一些特殊的服務功能進行制定，為不同領域的企業進行更好的服務。
4.2 樹立創新理念
西門子樹立系統一直致力于對系統進行不斷的創新，這也是西門子企業的主要價值觀。西門子在發展初期，之所以在市場中沒有占據一定的優勢，是因為他們在對數控系統進行設計的過程中，主要是采用了歐洲的標準，因此，制定出來的系統并不能很好的服務于中國機床企業，導致企業在使用系統的過程中經常出現問題。特別是一些高端的數控系統，還人為的設置了很多的技術問題，工廠在采購時不僅要花費更高的加強，在進行操作和編程的過程中還會受到很多的限制，導致較多的高級功能都形同虛設，久而久之，廠家在使用的過程中會覺得不夠方便，甚至會產生怨言。針對這些問題，西門子企業及時進行了調整，結合我國工廠的實際情況，對溫度和電壓報警進行了更正，對一些繁瑣的授權進行了簡化，加強了數控系統的抗干擾能力。在對數控系統進行創新后，客戶在使用的過程中得到了更簡便的操作，所以西門子在中國市場中也得到了較好的發展。
4.3 優秀的編程方法
在編程方法上，西門子也具有明顯的優勢。840D系統自發展以來，已經經歷了5次優化，可以說該系統已經十分完善。通過對該系統進行實際的研究后發現，很多用戶并沒有完全掌握系統的功能，比如在計算機語言編程方面，在設置參數、定義變量和條件比較中，由于這些都是比較宏觀的程序內容，所以只要是有規律的加工，都可以對計算機語言快捷編程進行使用，企業在使用的過程中只需要制定出一組加工特征，就可以完成旋轉、平移和縮放等功能的復制，讓企業在編程中可以節省大量的時間。并且西門子數控系統還有較好的循環加工功能，企業在運用時可以起到更好的作用。
5 結束語
綜上所述，我們能看出，西門子的數控系統在系統的編程上，系統的性能上、系統運行的穩定性上、系統的適應性上以及系統的操作上都是非常的優秀的。在面對現在對于加工件要求的日益復雜的今天，必須要選用一套極為穩定、可靠、同時性能優越的、能符合實際的加工需要的機床數控系統，來保證加工的進度、加工的效率，同時西門子作為最早的開始進行數控系統開發的公司，其自然在數控系統的開發以及后期的系統維護和更新上要快捷和方便許多，服務上也會想多的更好，系統的對于加工設備的兼容性也更強，能極大的適應各種部件、結構的加工處理工作。
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【關鍵詞】CAXA程序;編制;加工
數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床，設備價格昂貴。數控加工中心快速加工合格的工件，實現利益最大化，是使用數控加工中心最基本的目的。在使用加工中心加工零件時，我們通常會先仔細觀察零件的圖紙。再分析零件加工的工藝，工藝參數，計算刀具位置軌跡坐標數據，然后編制加工程序單，編制完成后再對程序進行檢驗，以上過程都需要操作人員具有扎實的專業知識和足夠的耐心和仔細。在遇到結構比較簡單的零件時，那么計算過程還比較簡單；如果遇到復雜零件，那么數值計算相當復雜，計算工作量非常大，對操作人員要求十分高。加工該零件時，較多零件由橢圓與圓弧相結合，手工編程輸入程序費時費力，雖然可以完成零件的加工，但是需要操作人員大量的時間和精力。在實際加工當中，為了避免繁瑣的計算，我們使用CAXA制造工程師自動編程來減少操作人員的工作量。同時減少操作人員程序編制客觀存在的缺陷和失誤。有助于加快零件開發周期，降低零件設計制造的成本，而且能很大程度上避免零件設計不合理或者刀具機床部件之間相干涉的情況。
一、零件分析、根據工藝確定各部分的加工方法
CAXA在零件的三維建模，應先分析零件的工程圖，根據零件的內外部結構，確定具體的造型方法和步驟。CAXA提供七種粗加工、十四種精加工、三種補加工和兩種槽加工的方法。可以根據加工零件的情況選擇合理的加工方法。該工件一表面中間有一笑臉狀封閉槽，槽中上部有兩個眼睛狀的圓柱，在另一表面有一個島嶼狀的凸臺，凸臺正中為一個通孔。在凸臺兩對稱軸有兩個U型槽和腰型槽，另外中間有一個環狀槽。在加工時首先采用“平面輪廓粗加工”和“孔加工”保證零件的基本尺寸，再根據精度要求，采用“平面輪廓精加工”銑削輪廓及島嶼，精加工余量，達到圖紙技術要求。當確定了合適的加工方法后，在刀具軌跡文件下會生成相應的加工軌跡文件，方便操作者清晰的區分相應輪廓的加工方法。在對輪廓精加工時，為了簡便操作，也可以選中已有的粗加工軌跡，修改原定義的加工參數，即可重新生成加工軌跡。
二、根據加工方式生成刀具軌跡，并進行運動仿真
CAXA制造工程師可以根據模型對零件進行運動仿真，首先先進行線框仿真，線框仿真可以清晰的展現毛坯情況，刀具軌跡路線等信息。在進行簡單的加工時，為了節約時間，可以不需要繪制三維模型，只要繪制二維零件輪廓，軟件可以直接生成刀具軌跡路線。軟件也可以直觀、精確地對加工過程進行模擬仿真、對程序代碼進行反復檢驗，校對。仿真過程中可以隨意放大、縮小、旋轉，方便操作者觀察加工細節，同時便于操作者檢查刀具的切削軌跡路線，通過直觀的效果，進一步檢查夾具、刀具、刀柄與機床部件是否有干涉。并判斷刀具軌跡路線是否合理，方便操作人員對刀具軌跡進行優化和編輯。保證加工的安全，進一步提高加工的效率和質量。另外，對于已有的數控代碼也可以通過CAXA制造工程師的代碼反讀功能將數控代碼轉換為圖形顯示的加工軌跡，真實仿真數控加工操作。
三、檢查無誤后，生成G代碼在CAXA制造工程師中選擇
應用—后置處理—生成G代碼的命令，然后拾取刀具軌跡。軟件提供后置處理器，無需生成中間文件，就可以直接生成加工零件的G代碼控制指令，相比較傳統手工編程，至少可以縮短以一半的編程時間。操作人員只需要將生成的G代碼傳輸到加工中心進行加工即可。相比較手工編程，手動輸入程序而言。在節約時間的同時，也確保了加工程序的正確無誤，不會出現手工編程中出現的失誤和錯誤。同時操作者可以根據數控機床所使用的操作系統，更改軟件后置處理器的參數，就可以通過加工軌跡直接生成加工所需的不同格式的G代碼、M代碼。能適用于不同的數控系統，充分的的利用了數控機床的固定循環功能，生成高效、優化的數控代碼，提高了復雜加工的代碼效率。
四、程序的傳輸將檢查完成的程序通過
CAXA制造工程師的通訊—發送功能，直接發動到數控加工中心，如果零件較為簡單，程序少而機床的內存允許的話，那么可以將程序傳送到機床的內存中，直接調用程序。如果程序巨大，就可以利用DNC在線傳輸功能，將G代碼通過機床標準接口直接與機床連通，而不占用機床系統內存的基礎上，實現計算機直接控制數控加工中心的加工功能。相比較傳統的手工編程，不僅速度快，而且能避免手工輸入程序易產生的錯誤。
五、零件的加工
將毛坯用虎鉗夾裝牢固，根據工藝要求安裝相應的刀具，操作機床，完成工件的加工。由于在CAXA制造工程師中已經完成了仿真加工，在加工中可以節省操作人員的工作量，同時又能保證零件的加工質量。
六、結論
使用CAXA制造工程師，可以通過正確設置零件加工工藝和加工程序，通過仿真，對刀具軌跡進行進一步優化和編輯，可以避免加工過程出現質量和安全問題。CAXA制造工程師具有的便捷高效性，使得在數控加工中越來越能發揮其重要性，相信今后在數控加工中應用會越來越廣泛。
作者:曹樑 單位:江蘇省吳江中等專業學校
關鍵詞：航空制造；數控加工；參數優化
中圖分類號：TG659文獻標識碼：A文章編號：2095-0748(2016)03-0049-02
引言
在航空制造中，飛機零部件體積較大，精度較高，大多是由精密數控機床來進行加工的。目前航空零部件的機械加工，尤其是復雜曲面的數控加工，大都是人為的根據經驗或者參考切削參數手冊來選取固定的切削參數，而且在加工過程中，切削參數是一直保持不變的，常常達不到切削參數的最優化，這嚴重制約著飛機零部件的加工精度，而且也降低了數控機床的使用效率。切削參數對整個航空制造數控加工過程是相當重要的，選擇合理的切削參數對確保航空制造產品的質量、提升數控加工的生產效率、降低數控加工的成本都是十分關鍵的。由于影響切削參數的因素非常多，這些因素之間又是相互影響、相互制約的，所以如何確定出一套合理的切削參數通常是比較困難的。本文主要針對傳統的數控加工中切削參數經驗固化導致加工精度不高的問題，提出了一種變搜索域遺傳算法，該算法是一種改進的遺傳算法，可以更好對切削參數進行迭代優化，具有較高的運算效率。采用本文優化算法，可以使得切削參數更加科學合理，顯著提高了數控加工效率，大大降低了嚴重依賴工程師的個人經驗問題，可以實現切削參數選取更加科學合理，大大提高了航空制造企業的生產效率和效益。
1數控加工切削參數介紹
數控加工中，切削參數主要是切削速度、進給量和背吃刀量和切削寬度四個方面[1]。切削速度是指單位時間內工件和刀具沿著主運動方向相對移動的距離。數控加工中這四個切削要素是調整數控機床的主要依據[2]，它反映的是刀具和工件之間相互作用的關系，是影響工件加工質量和加工效率的主要方面[3]。對切削參數的合理設計和專門優化，可以對零部件加工更加合理的控制，對提升零部件的加工質量具有非常重要的意義。傳統的優化方法是以切削實驗為基礎，費時費力。切削參數的優化方法，現在主要采用人工智能算法來進行優化，一般首先建立優化模型，確定優化目標，然后選取適合的優化算法，最終尋求到最優的切削參數。
2切削參數優化設計
在數控加工批量生產時，完成一道銑削加工工時。對于數控加工切削參數的優化轉化為在滿足給定約束條件下，求出目標函數的最小值，就完成了切削參數的優化過程。但是由于目標函數和約束條件都是非線性的，如果用傳統的優化算法來進行計算的話，會耗費大量的計算資源，而求出的解不一定為最優解。本文采用變搜索域遺傳算法來進行優化切削參數，該算法是一種經過改進的遺傳算法，是根據種群進化進度，采用特定的方法來不斷縮小搜索區域，進而動態改變種群規模，具有較高的運算速度和較小的算法復雜度。遺傳算法是基于自然選擇和自然遺傳的搜索算法，它主要是模擬生物進化過程的機制，來求解最大值最小值的自適應的算法。優化算法的優化流程為：首先輸入數控機床刀具、具體的工件等基礎參數和要優化的參數，隨機選取滿足約束條件的初始種群規模，初始種群的適應度函數，開始選擇操作，對選取的種群進行交叉操作和變異操作，然后判斷是否達到迭代次數，如果滿足則直接輸出最優解，否則繼續返回到選取初始種群規模重新開始進行交叉和變異，直到輸出最優解本輪優化才算完成。經過算法優化后的數控加工切削參數與經過工程師個人經驗做出的切削參數相比，可以節省23%的零部件加工時間，大大提升了機床使用效率和零部件加工速度。
3結語
本文主要針對傳統的航空制造數控加工中切削參數設定嚴重依賴工程師的個人經驗及參考切削參數手冊，對機械零部件的加工影響很大，不利于機械零部件的規模化生產和技術推廣，本文設計了變搜索域遺傳算法來對切削參數進行優化，通過迭代計算不斷進行交叉和變異，來尋找系統最優解，經過驗證，比傳統方法大大提升了加工速度和加工質量。
參考文獻
[1]臧小俊.銑削加工中切削參數對切削力的影響[J].電子機械工程,2011(3):20-21.
[2]武美萍.數控加工切削參數管理和優化系統的開發[J].CAD/CAM與制造業信息化,2004(Z1):44-46.
關鍵詞 數控技術；加工工藝；標準化
近年來，隨著科學技術的不斷進步，數控機床加工制造因其特有的核心競爭力被廣泛應用于機械加工中。數控加工作為先進的制造工藝，設計人員水平的高低決定著數控加工技術的優劣。人員的因素會導致數控加工結果出現各種差異，因為數控程序編程人員是數控加工的關鍵因素。數控加工程序的設計質量對零部件的加工質量具有直接影響，數控加工效率會因設計較差的數控程序而嚴重降低，從而造成程序具有較差的復用性，浪費大量毛料，嚴重情況下還會造成安全事故的發生。因此，需要盡快實現數控加工工藝標準化，使制造企業的產品質量和生產效率大幅提高。
1.數控加工工藝的主要內容
經過幾十年的發展，我國通過長期實踐已具有相對完善的數控加工工藝。其中包括以下6個方面的內容：
1）經過分析和研究零件，判斷其零件的加工生產能否在數控機床上進行，隨后將加工工序方案制定出來。
2）對零件的工程圖紙進行設計和分析，對零件加工內容的標準和相關技術要求進行確定，對零件的加工方案、加工路線以及工序流程進行分析。
3）初步設計零部件的數控加工工藝，在加工工藝中確定生產標準和工序劃分，確認參數指標和生產材料、工具。
4）生產試運行，根據實際加工需求適當調整數控加工工序。另外及時調整相關刀具、材料以及技術指標。
5）對編程中存在的誤差進行分析，并通過適當的參數調整來修正和控制誤差。
6）對工藝文件進行相應的編著，有效處理機床的輸入編程。
2.數控加工工藝的特點
自動化加工作為制造業生產的新技術，數控加工其精度較高、質量較好且效率較快，能夠很好地適應企業發展的需求。
1）具有詳細具體的內容要求。施工以前具體詳細地規劃了零部件的加工方案、技術指標、工藝參數等。
2）具有嚴密且精確的要求。數控加工過程中，很少出現人為干預，具有較快的生產速度。大量產品可能會因為一條指令的錯誤而全部作廢，嚴重情況下會損壞機床自身。同時數控加工系統具有較長的自適應機制，即使出現問題也很難迅速進行調整。所以，數控加工技術具有更加精細和準確的要求。
3）具有具體的工藝設計要求。工藝設計過程中，需要將相關的數學處理融入到零件圖形中，在編程過程中對零部件所需要的設定值進行計算。
4）具有嚴格的刀具選取要求。現如今，大部分機床的刀具補償機制尚不完善，根據編程要求選取對應的刀具，如果刀具出現變更，則需要對編程進行重新規劃。因此在對刀具進行準確選擇時需要對材料、工藝和類型進行綜合考慮。
3.數控加工工藝標準化存在的問題
在數控編程中，很多問題的出現都是因為編程人員經驗不足和知識缺乏造成的，編程人員素質參差不齊導致數控程序出現較大的差異，有些程序出現問題后造成零件達不到加工的要求，這不但使生產效率有所降低，同時也無法保證零件的加工質量。另外，一些加工單位沒有繼承和重復使用比較優秀的數控程序，導致堆積大量的工藝文件，對工藝文件的規范管理造成不利影響，使管理成本有所增加。上述問題的出現，主要原因是沒有合理利用零件的優秀數控加工工藝。在實際編程中，零件數控加工編程具有比較規范的流程，而且能夠重復使用編程時所涉及的優秀工藝信息，比如電極、攘件等結構材料的加工均可重復使用，有些時候加工單位對零件之間的結構和工序等方面相似性有所忽視，導致優秀工藝得不到繼承。
4.數控加工工藝標準化的途徑
所謂的數控加工工藝標準化，主要是指分析零件工藝、設定零件參數、確定加工刀具以及確定工序流程時利用標準化的理論和方法進行一體化和規范化處理。標準化的主要目的是對類似或相同要求下的零件進行高效、大量的生產，不但能夠避免工藝多樣化造成的損失，而且可以使生產效率得到提高。下面主要圍繞四個方面進行數控加工工藝標準化的方法分析。
1）加工工藝參數標準化。在進行數控加工時，加工工藝參數會因設計人員的不同而出現不同的選取結果，這就造成數控加工程序加工出來的零部件會因不同設計人員的設計而出現不一樣的參數，這樣進一步降低了零部件的施工質量，同時使機械制造產品的競爭力大幅下降。對于加工企業來說，需要根據機械制造發展方向和實際需求對于不同的加工工藝參數進行標準化，不斷優化設計各類零部件的加工參數，在對工藝參數全面優化后進行匯總，制定出參數標準手冊來規范數控加工工藝參數，使設計人員在數控設計時能夠根據數控加工工藝標準手冊進行，從而使設計的兼容性和通用性大幅提高。
2）加工策略的標準化。在數控加工中，數控加工工藝策略是最為重要的部分，與零部件的機械加工質量有著緊密的聯系，影響著數控加工的程序設計。加工零部件的精度和數控機床的使用效率受加工策略選取的直接影響。其中，設置加工切削參數、匹配走刀路線、選擇加工策略模型、優化切削參數以及設計工序步驟等內容均屬于數控加工的策略。與此同時，加工策略標準化還需要對工序的設計路徑、設計劃分、生產路線選擇、優先級進行綜合考慮，實現加工策略的標準化，能夠使加工零部件的質量得到保障，使零件精度大幅提高。
3）數控加工設計軟件標準化。現如今，國內有非常多的機械數控加工設計軟件，不一樣的軟件之間具有較差的兼容性。將一個設計軟件移植到另一個軟件需要耗費大量的人力和時間，軟件程序在不同的設計平臺進行轉換會提升程序的出錯概率，使數控設計程序的管理難度大幅增加，大大降低工作效率，浪費人力資源。在加工企業內部對數控加工設計軟件進行標準化，能夠使不同軟件平臺程序移植問題得到很好的解決。軟件的使用情況及通用性根據實際情況在企業內部進行設計，企業的標準數控加工設計可以選用具有較高使用率和通用性的軟件，將唯一指定的數控加工設計軟件應用于企業內部，能夠使數控加工程序設計質量和效率大大提升，對新員工加快入門培訓，使新員工能夠對數控加工程序設計快速上手，從而使設計人員的設計效率得到提高。
4）加工刀具標準化。現如今，大部分機床缺少刀具的補償反饋功能，加工所用的刀具需要對應著編程進行設置，如果刀具出現變更，則需要對程序進行重新編寫，因此加工刀具的選取在數控機床中極其關鍵，將相同的數控加工設計程序應用到不同的刀具中，所制造出的零部件也大不相同。加工企業需要根據機械加工的需求，實現加工刀具標準化，對刀具的幾何尺寸、材料以及切削參數進行統一規劃設計。加工過程中，可以將標準化后的刀具直接應用于某個零部件加工中，另外詳細的說明和具體數控編程設計都可以在機械加工刀具標準手冊中查出。通過對刀具的標準化，能夠減少刀具參數錯誤的問題出現在數控加工設計中，可以使數控設計人員的設計效率和設計質量大幅提高。
1數控加工簡析
1.1數控加工概念
數控加工指的是在數控機床上進行零件加工的一種工藝方法，其刀具和零件的位移由數控信息控制。數控加工實現了加工的自動化，解決了零件品種多、批量小、形狀復雜、精度要求高等問題。機床的受控動作可以分為刀具的選擇、更換；機床的啟停；進給方向的速度、方向；主軸的旋轉、啟停等。
1.2數控加工特點
（1）加工精度高。零件的加工精度由加工工藝、工藝規程以及加工程序編制共同控制，減少了由于人為因素造成的誤差，在保證加工精度的基礎上，縮短了加工周期，并且還可以提高加工零件的復雜度。（2）自動化程度高。數控機床加工自動化程度高，不需要人工控制刀具，減少了對操作工人技術的依賴，降低了工人的勞動強度，大大節省了勞動力。此外數控加工的自動化還提高了產品的穩定性，避免了由于人為因素造成的誤差，并通過自動更換刀具等加工工序提高了加工效率。（3）加工工序集中。數控機床加工工序集中，一方面減少了機床占地面積，節約了廠房，另一方面減少了中間環節，省時省力。（4）內容更豐富、具體。因數控機床加工的自動化程度較高，因此數控加工工藝的內容要更加豐富，更加具體，包括刀具的選擇、使用順序、換刀位置、角度參數、進給路線等方面。
1.3數控加工原則
（1）當上道工序與下道工序并存時，上道工序的加工工藝不能對下道工序的定位與夾緊造成影響。（2）在加工工序的安排上，應盡量把使用同一刀具或相同安裝的加工工序連續進行，減少由于換刀或重新定位造成的時間浪費或操作誤薺。（3）內孔的加工在前，外形的加工在后。（4）在同一安裝時，小剛性影響的工件加工工序在前。
2數控加工工藝設計要點
2.1選擇加工零件，對其零件圖進行分析，并確定加工內容
在數控機床加工零件的選擇時要突出數控加工的優勢，避免將數控加工與通用加工混為一談。在進行零件圖的分析時應從數控加工的可能性和方便性兩方面進行考慮，如零件圖紙中的尺寸標注適合符合數據加工要求；定位基準是否可靠以及零件的尺寸、形狀是否適合數控加工特點。同時，還需要數控加工工藝人員與設計人員及時進行溝通交流，以解決加工難題和提高生產效率為目的，加工生產出令人滿意的零件產品。
2.2設計加工方案和工藝路線
通過對加工零件的工程圖紙進行分析之后，在充分了解了零件加工的內容以及相應的技術要求的基礎上，對零件的加工工藝路線和加工方案進行設計。數控工藝路線設計的主要內容包括以下幾點：（1）確定數控加工方法。根據零件加工技術要求和數控加工特點確定數控加工方法；（2）劃分數控加工工序。一方面可以根據數控加工的內容來對數控加工工序進行劃分，在發揮數控加工優勢的同時避免過長工序；另一方面分開粗加工和精加工；（3）對工序的先后進行排序。根據數控加工原則將加工工序進行排序，此外還應注意將數控加工工序與普通加工工序、輔助工序等相結合。
2.3數控加工工序設計
數控加工工序的設計工作就是根據加工內容確定刀具走向、切削用量、工藝裝備等，為科學合理的編制數控加工程序打下基礎。（1）確定刀具走向。刀具在加工工序中的運動軌跡，反映了工步的內容和順序。在確定走刀路線時需要將刀具的切入、切出，加工路線的長短，工件的變形程度以及工序的簡繁程度加以考慮。（2）確定夾具。在夾具的確定時應從統一設計、工藝、編程計算的基準；固定機床的坐標與夾具的坐標的相對位置；夾具應開敞，不能影響走刀；零件的裝卸速度快等方面進行充分考慮。（3）選擇數控加工刀具。刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容，直接影響了零件的加工質量和機床的加工效率。（4）確定切削用量。切削用量的選擇對數控加工的效率和質量具有很大影響，在實際操作過程中，應將機床操作說明書、切削用量選擇原則與加工經驗相結合來確定合理的切削用量。
2.4編制數控加工程序
