如何提高数控加工能力
摘 要：数控加工过程包括工艺分析、程序编制、机床操作、零件加工等方面，学生的数控加工能力主要体现在识图与制图能力、工艺分析与设计能力、数据处理与手工编程能力、CAM自动编程能力、机床操控能力、工件与刀具装调能力、程序运行监控能力、质量检测分析能力等。
关键词：数控加工能力；工艺分析；机床操作
随着数控机床的广泛使用，企业中，需要大量掌握数控技术的工程技术人员、高级工、技师等。培养掌握编程和操作的应用型技术人才已成为当务之急。然而在教学中，我们经常发现存在以下几种情况：一是有些学生编程很熟练，但是开机加工零件时就显得束手无策，不知道从何开始；二是有些学生既能编程，也能操作机床，就是效率低，不能在规定的时间内完成零件的加工；三是有些学生能快速完成加工任务，但加工的零件不符合图纸的精度要求。
学生能否在规定时间内加工出合格的产品，这主要取决于他们的数控加工能力，为了让学生能既快又好地完成加工任务。为此，我们可以从以下几方面入手。
一、 工艺分析
1.零件图样分析
首先，通过图样了解零件的外形、结构，零件上需要加工的部位及其形状，尺寸精度和表面粗糙度等；其次，分析了解零件的设计工艺基准，对于复杂的零件，还需要分析有关装配图，了解零件的装配使用要求，确定出加工工件的工艺基准。
2.零件精度与技术要求分析
分析零件的精度与各项技术要求是否齐全、合理。对采用数控车削加工的表面，其精度要求应该尽量一致，以便最后一次完成加工；找出零件图中有较高位置精度要求的表面，决定这些表面能否在一次安装中完成；对零件表面粗糙度要求较高的表面或对称面，确定能否用恒线速功能进行切削加工。
3．分析表面粗糙度要求
根据图样上表面粗糙度的要求，合理选择数控车床、刀具和切削用量。
4.零件图形的数学处理和编程尺寸的计算
在手工编程时，要计算每个节点坐标，在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何要素进行定义，因此，在分析零件图时要注意：零件图上有没有漏掉尺寸；零件图上的图线位置是否模糊不清；零件图上给出的几何条件是否合理。零件图形的数学处理结果将用于编程，其结果的正确性将直接影响最终的加工结果。
二、工艺路线的确定
1.工序的划分。一般采用工序集中和工序分散的原则。工序集中是指在一道工序中加工尽可能多的内容，使工序的总数量减少。这样不仅减少了夹具的数量和零件的装夹次数，还保证了各表面间的相互位置精度。在数控车床上加工零件时，一般按工序集中原则划分工序。
2.加工顺序的安排。合理的加工顺序不仅有利于加工出符合图纸要求的零件，而且能使加工设备得到充分的应用和发挥。切削加工顺序的安排原则是：
（1）基准先行。用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。
（2）先粗后精。粗车将在较短的时间内把工件表面的大部分余量去除；若粗车后所留余量的均匀性满足不了精车的要求，则要安排半精车；精车要保证加工精度，按图纸尺寸，一次进给车削零件轮廓。
（3）刀具集中。同一把刀具连续加工完成相应各部位后，再更换另一把刀具，加工零件相应的其他部位，以减少换刀时间，提高效率。
（4）先内后外。对既有内表面、又有外表面需加工的零件，通常先加工内型腔，后加工外表面。
（5）先近后远。在一般情况下，特别是在粗加工时，离对刀点近
的部分先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具的移动距离，减少空行程时间。
三、合理选择切削用量
粗加工时，一般以提高生产率为主，精加工时，应在保证质量的前提下，兼顾效率和成本。加工时，应尽量选取较大的背吃刀量，减少进给次数，当零件精度要求高时，通常留0.2～0.5mm的精车余量；进给速度的确定，在保证加工质量的前提下，尽量选较高的进给速度；转速的确定要根据加工直径，零件和刀具材料确定。
四、数控机床操作
数控操作面板是数控机床的重要组成部件，是操作人员与数控机床（系统）进行交互的工具，操作面板上有数字/字母键、编辑键、页面切换键等；机床操作面板主要用于控制机床的运动和选择机床运行状态，有模式选择按钮、数控程序运行控制开关等组成。熟悉这两个面板对数控机床操作至关重要，在实际操作的过程中要能根据需要能熟练切换操作界面和模式，学生只有反复操练才能熟练，平时可以通过仿真软件反复操练。
五、准确安装和测量
高质量零件的加工离不开高质量的测量。提高测量水平可以从两方面入手，一是合理选择量具，二是正确使用量具。
合理选择量具，具体考虑以下两点：第一，根据被测零件的轮廓外形、部位、尺寸的大小及被测参数特性来选择，使选择的量具测量范围满足被测零件的要求；第二，根据被测零件的公差来选择量具，选择量具所允许的极限误差约占被测参数公差的1/10～1/3，其中对低精度的参数采用1/10，对高精度的参数采用1/3甚至1/2。
正确使用量具主要包括：测量前的准备、检查和测量。以内径百分表测量孔径为例，测量前应做好表的安装、选测量头和调零工作，然后才能进行具体测量。
总之，提高学生的数控加工能力是一项长期的综合性任务，涉及知识面较广，内容较多，不同技能层次有不同的要求，需要指导教师和学生在教与学过程中从多方面有步骤、有针对性地实施。只有这样，才能真正培养出能独立操作、数控加工能力强的高素质技术工人。
