常用的數控加工方法

㈠ 數控機床按加工方式分類可分哪些類

一、按加工工藝方法分類
1．金屬切削類數控機床
與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。
在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。
2．特種加工類數控機床
除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。
3．板材加工類數控機床
常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。
近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。
二、按控制運動軌跡分類
1．點位控制數控機床
點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。
這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。
2．直線控制數控機床
直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。
直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。
數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。
3．輪廓控制數控機床
輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。
常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。
現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。
詳情可以參考：http://bbs.machine.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=53656

㈡ 數控機床上常用的編程方法有哪些

一、M指令（或輔助功能）
輔助功能是用地址字
M
及二位數字表示的它主要用於機床加工操作時的工藝性指令其特點是靠繼電器的通、斷來實現其控制過程。
二、F
指令（進給功能）
F
指令是表示進給速度，進給速度是用
7
母
F
和其後面的若干數字來表示的
1
）每分鍾進給(
G94)
系統在執行了
G94
指令後再遇到
F
指令時，便認為
F
所指定的進給速度單位為
m
/
m
舊或
in
/
min
，並一直有效，直至系統又執行了含有
G95
的程序段，則
094
被否定，而
G95
發生作用。
2
）每轉進給(G95)
若系統執行了含有
G95
的程序段，則再遇
3lJ
「指令所指定的進給速度單位為
mm
/
r
或
in
/
r
。要取消
G95
狀態，必須重新指定
G94
。註：
G94
、
G95
為模態功能，可相互注銷，
G94
為預設值。
三、T指令（刀具功能）
刀具功能主要用於系統對各種刀具的選擇．它是由地址下和其後的四位數字表示。其中前位為選擇的刀具號，後兩位為選擇的刀具偏置號。每一刀具加工結束後必須取消其刀偏偏置值。即將後兩位數設為00，取消刀具偏置值。例如：O0001：N01
G92
X50
Z50
N02
M06
T0101：（用01號刀加工，刀具偏號為01）
N03
G00
G90
Z40：刀具偏號也可為02，則T指令應為：T0102）
N04
G01
X40230
F100；
N05
G00
X50
Z50
T0100：（取消01號刀偏）N06
M02
註：1、要求在絕對編程指令段中取消刀偏值
2、取消刀偏值時必須同時有X、Z軸方向的位移
四、S
指令（主軸功能）
主軸功能主要是表示主軸旋轉速度
3
加轉／每分鍾它是由
S
和其後的數字組成。例如
S
以刃表示主軸轉速。

㈢ 什麼是數控加工技術

隨著科學技術的發展，人們對零件加工質量的要求也越來越高。同時產品改型頻繁，在一般機械加工中，單件和中小批量產品占的比重越來越大。為了保證產品質量，提高生產率和降低成本，要求機床不僅具有較好的通用性和靈活性，而且在加工過程中要具有較高的自動化程度。數控加工技術就是在這種環境下發展起來的一種由數控機床的數字信息控制，適用於精度高、零件形狀復雜的單件和中小批量生產的高效、柔性的自動化加工技術。

數控機床是一種綜合了計算機技術、現代控制技術、感測檢測技術、信息處理技術、網路通信技術、液壓氣動技術、光機電等技術的一種高效、柔性加工的機電一體化設備，是現代製造技術的基礎。

1數控機床的組成及數控加工過程

數控機床是指用記錄在媒體上的數字信息經數控裝置對機床實施控制，使它自動地執行規定加工過程的機床。

1）數控機床的組成

數控機床是按預先編制好的加工程序自動對工件進行加工的。數控機床通常由機床本體、伺服系統、數控裝置和控制介質四部分組成，如圖2-61所示。

圖2-64JCS-018型加工中心布局

1—床身；2—滑座；3—工作台；4—潤滑裝置；5—立柱；6—數控裝置；7—刀庫；8—換刀機械手；9—主軸箱；10—操作面板

3程序編制

所謂程序編制，就是將零件的工藝過程、工藝參數、刀具移動量與方向以及其他輔助動作（換刀、冷卻、夾緊等），按運動順序和所用數控機床給定的指令代碼及程序格式編製成一定的表格，這種表格稱為「零件加工程序單」，或簡稱「程序單」，再將程序單中的全部內容記錄在控制介質上（如穿孔紙帶、磁帶等），然後輸送給數控裝置，從而指揮數控機床加工。這種從分析零件圖紙起，到製成數控機床所需要的控制介質的全過程稱為程序編制。

一般說來，數控程序編制的步驟為：工藝設計→數值計算→編寫零件加工程序單→制備控制介質或程序輸入→程序校驗和試切。

1）工藝設計

在對零件圖進行全面分析的基礎上，確定零件的裝夾定位方法、加工路線（如對刀點、換刀點、進給路線）、刀具及切削用量（如進給速度、主軸轉速、切削寬度和切削深度等）等工藝參數。

2）數值計算

根據零件圖和所確定的加工路線，計算出刀具運動軌跡。

一般的數控裝置具有直線插補和圓弧插補的功能。對於加工由圓弧、直線組成的簡單零件，只需計算出零件輪廓上相鄰幾何元素的交點或切點（基點）的坐標值，得出直線的起點、終點，圓弧的起點、終點和圓心坐標值。當零件的形狀比較復雜、與數控裝置的插補功能不一致時，需要作較復雜的計算。

3）編寫零件加工程序單

根據所計算出的刀具運動軌跡坐標值和已確定的切削用量以及輔助動作，結合數控系統規定使用的指令代碼及程序段格式，編寫零件加工程序單。

4）制備控制介質或程序輸入

程序單編寫好之後，操作者或編程者必須將加工信息輸入數控裝置，也可根據數控系統輸入、輸出裝置的不同，先將程序移至某種控制介質上。常用的控制介質有U盤、磁碟、磁帶等。

5）程序校驗和試切

編制好的程序必須經過校驗和試切才能正式使用。校驗的方法是直接將控制介質上的內容輸入數控裝置中，檢查刀具的運動軌跡是否正確。在有CRT圖形顯示屏的數控機床上，可以用模擬工件切削過程的方法進行校驗；否則，可以筆代刀，以坐標紙代替工件，讓機床空運轉，畫出加工軌跡。

上述這些方法只能檢驗刀具的運動軌跡是否正確，不能檢查加工精度。因此，還應進行零件的試切。如果通過試切發現零件的精度達不到要求，就應進行程序單和控制介質的修改，以及採用誤差補償方法，直到加工出合格零件為止。

4數控機床的特點及應用

1）數控機床具的特點

（1）加工精度高，加工質量穩定。由於數控機床本身製造精度高，又是按照預定程序自動加工，避免了人為操作誤差，使同批零件一致性好，產品質量穩定。

（2）生產率高。由於能在一次裝夾中加工出零件的多個部位，省去了許多中間工序（如劃線等），一般只需進行首件檢驗，大大縮短了生產准備時間，故生產率高。

（3）自動化程度高，減輕了勞動強度，改善了勞動條件。除手工裝夾毛坯外，全部加工過程都由機床自動完成，減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件。

（4）適應性強，經濟效益好。用數控機床加工，當加工對象改變時，只需重新編制數控程序，一般不需重新設計工具、夾具和模具，即可實現對零件的加工。這樣大大縮短了產品研製周期，給新產品開發研製提供了捷徑。同時加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本下降，生產率高，所以能夠獲得良好的經濟效益。

（5）有利於生產管理的現代化。利用數控機床加工，能准確計算零件的加工工時，並有效地簡化檢驗和工夾具、半成品的管理工作，利於生產管理現代化。又由於使用數字信息，容易形成計算機輔助設計與製造緊密結合的一體化系統。

但數控機床造價高，技術復雜，維修困難，要求管理及操作人員素質較高。

2）數控機床的應用

數控機床的應用非常廣泛，特別適合加工具有以下特點的零件：多品種、小批量生產的零件；結構復雜、精度要求高的零件；加工頻繁改型的零件，因為數控機床可節省大量的工裝費用，使綜合費用下降；價值昂貴、不允許報廢的關鍵零件；需最短生產周期的急需件。

㈣ cnc數控編程的常用方法

1.定義
手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種數學方法，人工進行刀具軌跡的運算，並進行指令編制。
這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用於中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。
2. 編程步驟
人工完成零件加工的數控工藝
分析零件圖紙
制定工藝決策
確定加工路線
選擇工藝參數
計算刀位軌跡坐標數據
編寫數控加工程序單
驗證程序
手工編程
3. 優點
主要用於點位加工（如鑽、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程序段數有限，編程直觀易於實現的情況等。
4. 缺點
對於具有空間自由曲面、復雜型腔的零件，刀具軌跡數據計算相當繁瑣，工作量大，極易出錯，且很難校對，有些甚至根本無法完成。 （圖形互動式）
1. 定義
對於幾何形狀復雜的零件需藉助計算機使用規定的數控語言編寫零件源程序，經過處理後生成加工程序，稱為自動編程。
隨著數控技術的發展，先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一般的准備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。FANUC6M數控系統的參數編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現普通編程難以實現的功能。
數控編程同計算機編程一樣也有自己的語言,但有一點不同的是,現在電腦發展到了以微軟的Windows為絕對優勢佔領全球市場.數控機床就不同了,它還沒發展到那種相互通用的程度,也就是說,它們在硬體上的差距造就了它們的數控系統一時還不能達到相互兼容.所以,當我要對一個毛坯進行加工時,首先要以我們已經擁有的數控機床採用的是什麼型號的系統.
2. 常用自動編程軟體
（1）UG
Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發的一套集CAD、CAM、CAE 功能於一體的三維參數化軟體，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和製造的高端軟體，用於航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業領域。
UG軟體在CAM領域處於領先的地位，產生於美國麥道飛機公司，是飛機零件數控加工首選編程工具。
UG 優點
提供可靠、精確的刀具路徑
能直接在曲面及實體上加工
良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面
多樣的加工方式，便於設計組合高效率的刀具路徑
完整的刀具庫
加工參數庫管理功能
包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割
大型刀具庫管理
實體模擬切削
泛用型後處理器等功能
高速銑功能
CAM客戶化模板
（2）Catia
Catia是法國達索（Dassault）公司推出的產品，法制幻影系列戰斗機、波音737、777的開發設計均採用Catia。
CATIA 據有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟體位居前列，廣泛應用於國內的航空航天企業、研究所，以逐步取代UG成為復雜型面設計的首選。
CATIA具有較強的編程能力，可滿足復雜零件的數控加工要求。目前一些領域採取CATIA設計建模，UG編程加工，二者結合，搭配使用。
（3）Pro/E 是
美國PTC （參數技術有限公司）開發的軟體，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設計與製造）系統。廣泛用於電子、機械、模具、工業設計和玩具等民用行業。具有零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、造型設計等多種功能。
Pro/E在我國南方地區企業中被大量使用，設計建模採用PRO-E ，編程加工採用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。
（4）C（imatronCAD/CAM系統
以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產品，是較早在微機平台上實現三維CAD/CAM全功能的系統。該系統提供了比較靈活的用戶界面，優良的三維造型、工程繪圖，全面的數控加工，各種通用、專用數據介面以及集成化的產品數據管理。 CimatronCAD/CAM系統在國際上的模具製造業備受歡迎，國內模局製造行業也在廣泛使用。
（5）Mastercam
美國CNC公司開發的基於PC平台的CAD/CAM軟體，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環境，其強大穩定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由於價格低廉，性能優越，成為國內民用行業數控編程軟體的首選。
（6）FeatureCAM
美國DELCAM公司開發的基於特徵的全功能CAM軟體，全新的特徵概念，超強的特徵識別，基於工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖標導航的基於工藝卡片的編程模式。全模塊的軟體，從2~5軸銑削，到車銑復合加工，從曲面加工到線切割加工，為車間編程提供全面解決方案。 DELCAM軟體後編輯功能相對來說是比較好的。
近年來國內一些製造企業正在逐步引進，以滿足行業發展的需求，屬新興產品。
（7）CAXA製造工程師
CAXA製造工程師是北京北航海爾軟體有限公司推出一款全國產化的CAM產品，為國產CAM軟體在國內CAM市場中占據了一席之地。 作為我國製造業信息化領域自主知識產權軟體優秀代表和知名品牌，CAXA已經成為我國CAD/CAM/PLM業界的領導者和主要供應商。CAXA製造工程師是一款面向二至五軸數控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鑽削數控加工編程軟體。該軟體性能優越，價格適中，在國內市場頗受歡迎。
（8）EdgeCAM
英國Pathtrace公司出品的具有智能化的專業數控編程軟體，可應用於車、銑、線切割等數控機床的編程。針對當前復雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設計出更加便捷可靠的加工方法 ，目前流行於歐美製造業。英國路徑公司正在進行中國市場的開發和運作，為國內的製造業的客戶提供更多的選擇。
（9）VERICUTVERICUT
美國CGTECH公司出品的一種先進的專用數控加工模擬軟體。VERICUT 採用了先進的三維顯示及虛擬現實技術，對數控加工過程的模擬達到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具,甚至機床的運行過程和虛擬的工廠環境也能被模擬出來，其效果就如同是在屏幕上觀看數控機床加工零件時的錄像。
編程人員將各種編程軟上生成的數控加工程序導入VERICUTVERICUT中，由該軟體進行校驗，可檢測原軟體編程中產生的計算錯誤，降低加工中由於程序錯誤導致的加工事故率。目前國內許多實力較強的企業，已開始引進該軟體來充實現有的數控編程系統，取得了良好的效果。
隨著製造業技術的飛速發展，數控編程軟體的開發和使用也進入了一個高速發展的新階段，新產品層出不窮，功能模塊越來越細化，工藝人員可是在微機上輕松地設計出科學合理並富有個性化的數控加工工藝，把數控加工編程變得更加容易、便捷。

㈤ 數控加工的加工原則

數控加工是指在數控機床上進行零件加工的一種工藝方法，數控機床加工與傳統機床加工的工藝規程從總體上說是一致的，但也發生了明顯的變化。用數字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法。是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑。
數控車床加工原則：
（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。
（2）先內後外，即先進行內部型腔（內孔）的加工，後進行外形的加工。
（3）以相同的安裝或使用同一把刀具加工的工序，最好連續進行，以減少重新定位或換刀所引起的誤薺。
（4）在同一次安裝中，應先進行對工件剛性影響較小的工序。

㈥ 數控加工中心常用的對刀方法有哪些

加工中心常用的對刀方法有試切法對刀、對刀儀對刀、塞尺對刀、塞塊對刀。

㈦ 機械工程訓練中有哪些數控加工方法

數控加工方法有：數控車、數控銑、數控鏜、數控刨、數控磨、數控鑽、數控滾齒、數控沖壓、數控等離子切割、線切割、電火花……
以上加工方法可以分為3類：切削類、成型類、特殊加工類。

詳細描述如下：
機械加工是指利用切削刀具，從毛坯上切除多餘材料，從而獲得具有一定形狀和精度的零件的過程。
機械加工主要有手動加工和數控加工兩大類。手動加工是指通過機械工人手工操作車床、銑床、刨床和磨床等機械設備來實現對各種材料進行加工的方法。手動加工適合進行小批量、簡單的零件生產。 數控加工（CNC）是指機械工人運用數控設備來進行加工，這些數控設備包括加工中心、數控銑床、數控車床、電火花線切割設備、螺紋切削機等。通過編程，數控機床自動按要求去除材料，從而得到精加工工件。數控加工以連續的方式來加工工件，適合於大批量、形狀復雜的零件。
機械加工之生產過程：
生產過程的實質是由原材料（或半成品）變為產品的過程。因此一個工廠的生產過程，又可按車間分成若干個車間的生產過程。
生產過程包括：
產品設計、生產准備、原材料的運輸和保管、毛坯製造、機械加工、熱處理、裝配和調試、檢驗和試車、噴漆和包裝等。
現有機械加工工藝手段的分類及其特點 加工方法大致可分為三大類：

一 切削加工
包括車削、銑削、刨削、磨削、拉削、鑽孔、擴孔、鉸孔、研磨、珩磨、拋光、超精加工及由它們組成的自動技術、數控技術、成組技術、組合機床、流水線、自動線。
其特點為：
1、 以金屬材料來製造機械零件，其主要加工手段仍然是切削加工，因切削加工精度高、質量好。
2、切削加工工序多、需要的設備多、投資大。

二 少、無切屑加工
可分為精密鑄造類,壓力加工類以及壓力光整加工，還有精密焊接，粘結技術，快速成形等。
三 特種 機械加工
常見的特種機械加工方法有：
電火花加工、線切割加工、電解加工、激光加工、超聲波加工、電子束加工、離子束加工、電磁加工、水力切削等。
其特點為：
1、屬於非接觸式加工，能以柔克剛，刀具硬度可低於工件的硬度。加工時不存在顯著的機械力。
2、不是依靠機械力和機械能，而是利用電能、電化學能、光能、熱能等切除材料，能量密度高。
3、切削原理在這些加工中不適用，不產生宏觀切屑。
4、加工能量易控制和轉換，易自動化，加工范圍廣、適應性強。

㈧ 常見的加工方法有哪些

常見的機械加工方法是強制進給方式和壓力進給方式。

1、強制進給方式：在普通機磨床上進行加工，根據機床的動態精度決定吃刀深度及工件的精度。

2、壓力進給方式：磨具在工件表面突起部分進行選擇性加工，從而提高精度。

最引人注目的是激光機械加工技術。在切割硼-環氧、石墨-環氧、聚芳醯胺等難以加工的復合材料方面發揮巨大的威力，也可用於切割鈦、鈦合金、鉻合金、高強度鋼等宇航材料，還用於切割石英玻璃以及陶瓷，其切割效率比金剛石砂輪高得多，是一種較為理想的加工方法。

(8)常用的數控加工方法擴展閱讀

以上兩種加工方式的特點為：

1、強制進給方式，其特點是形狀精確，效率高。

2、壓力進給方式：其特點是加工平面、球、圓筒等比較簡單的形狀時，如果注意磨具的形狀、精度就能使加工精度優於機床加工精度。其缺點是缺乏形狀賦予性，加工時間長。

㈨ 數控加工中心常用的對刀方法都有哪些

一、數控加工中心常用的對刀方法
簡單來說，數控加工中心常用的對刀方法主要有對刀儀對刀、自動對刀及試切法對刀等幾種。由於一個工件完整的加工工序可能會涉及幾把甚至幾十把刀具，因試切法較為原始，並且對刀精度較差，因而很少採用。我們著重看一下前兩種較為典型的對刀方法：
1、自動對刀法
自動對刀是利用數控加工中心配置的刀具檢測功能實現的，這一裝置可以自動精確地測出每把刀具各個坐標方向的長度，並可以自動修正刀具誤差值，整個檢測及修正過程可在機床正常運行的基礎上實現。這種對刀方法完全靠電子控制裝置實現的，排除了人為對刀的誤差，因而對刀精度更高，對刀效率也更好。
2、對刀儀對刀法
採用對刀儀進行對刀，因其經濟型較高，是現在數控加工中心對刀的主要方法。對刀分為機內對刀儀對刀和機外對刀儀對刀兩種。機外對刀儀對刀需要預先在機床外面校正好，然後把刀裝上機床上就可以使用了；機內對刀儀對刀是將刀具直接安裝在機床某一固定位置上進行測量的方法。
二、對刀誤差的預防措施
由於數控加工中心所使用的刀具各種各樣，刀具尺寸也極不統一，故對刀時應根據實際加工情況，選擇好對刀方法，確定程序指令，輸入好對刀參數和刀具補償值。即便如此，不同的對刀方法也可能會出現一些誤差，從而影響工件加工的精度。
當使用對刀儀、對刀鏡對刀和自動對刀時，誤差主要未源於儀器的製造、安裝和測量誤差，另外使用儀器的技巧欠佳也會造成誤差。因此，要注意儀器的安裝和測量精度，更重要的是要掌握使用儀器的正確方法，只有正確的使用和操作，才能將誤差降到zui低。同時，刀具的質量和剛性以及機床自身的精度也是影響對刀誤差的原因，因此選擇質量合格的刀具和定期檢查數控加工中心零點漂移的情況也很重要。

㈩ 模具加工的常見方法

摘要：本文介紹了模具零部件的機加工方法及工藝規程的制定，並以電器盒模具模芯高效數控加工工藝為例，結合自己多年的注射模具加工經驗，精闢地介紹了模具零部件高效銑削加工工序的編制，希望對工程技術人員有一定的幫助和借鑒作用。

關鍵詞：CAD/CAM 模具 加工 工藝

一、引言

在現代模具的成形製造中，由於模具的形面設計日趨復雜，自由曲面所佔比例不斷增加，因此對模具加工技術提出了更高要求，即不僅應保證高的製造精度和表面質量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術研究的不斷深入，尤其在機床加工、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟體等相關技術不斷發展的推動下，高速加工技術已越來越多地應用於模具的製造加工。高速加工技術對模具加工工藝產生了巨大影響，改變了傳統模具加工採用的「退火→銑削加工→熱處理→磨削」或「電火花加工→手工打磨、拋光」等復雜冗長的工藝流程。

但是，在實踐中為了提高模具的加工效率，不能一味地去追求高速加工，有時為了節約生產成本與提高生產效率，必須採用高效加工方法，使一部分加工工序在普通機床上就可高效率完成。這樣就要求設計者編制合理的模具加工工藝，以便提高模具的加工效率，降低模具的製造成本，減少模具的製造周期。

二、模具零部件的機加工方法

用機械加工方法加工模具零部件時要充分考慮零件的材料、結構形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的不同要求，採用合理的加工方法和工藝路線。盡可能通過加工設備來保證模具零部件的加工質量，減少鉗工修配工作量，提高生產效率和降低成本。

常用機械加工方法在模具零部件加工中的應用如表1所示。

表1 常用機加工方法可能達到的粗糙度及應用

三、模具高效加工工藝規程與策略制定

1.工藝規程制定

工藝規程必須針對加工對象，結合本企業實際生產條件進行制定，技術上要先進、經濟上要合理。模具零部件加工工藝規程制定的一般步驟及所包含的基本內容如表2所示。

表2 加工工藝規程

2.數控加工工藝策略

1）粗加工

模具粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料去除率，並為半精加工准備工件的幾何輪廓。在粗加工過程中通過利用國外先進的CAD/CAM軟體可通過以下措施保持切削條件恆定，從而獲得良好的加工質量。

（1）恆定的切削載荷；

通過計算獲得恆定切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡，以提高刀具壽命和加工質量；

（2）避免突然改變刀具進給方向；

（3）避免將刀具埋入工件。如加工模具型腔時，應避免刀具垂直插入工件，而應採用傾斜下刀方式(常用傾斜角為20°～30°)，最好採用螺旋式下刀以降低刀具載荷；加工模具型芯時，應盡量先從工件外部下刀然後水平切入工件；
（4）刀具切入、切出工件時應盡可能採用傾斜式(或圓弧式)切入、切出，避免垂直切入、切出；

（5）採用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度，提高加工質量。

2）半精加工

模具半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工餘量均勻，這對於工具鋼模具尤為重要，因為它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩定性及精加工表面質量。

粗加工是基於體積模型(Volume model)，精加工則是基於面模型(Su rface model)。而以前開發的CAD/CAM系統對零件的幾何描述是不連續的，由於沒有描述粗加工後、精加工前加工模型的中間信息，故粗加工表面的剩餘加工餘量分布及最大剩餘加工餘量均是未知的。

因此應對半精加工策略進行優化以保證半精加工後工件表面具有均勻的剩餘加工餘量。優化過程包括：粗加工後輪廓的計算、最大剩餘加工餘量的計算、最大允許加工餘量的確定、對剩餘加工餘量大於最大允許加工餘量的型面分區(如凹槽、拐角等過渡半徑小於粗加工刀具半徑的區域)以及半精加工時刀心軌跡的計算等。

現有的模具加工CAD/CAM軟體大都具備剩餘加工餘量分析功能，並能根據剩餘加工餘量的大小及分布情況採用合理的半精加工策略。CIMATRON軟體提供清根加工（CLEAN UP）來清除粗加工後剩餘加工餘量較大的角落以保證後續工序均勻的加工餘量。Pro/Engineer軟體的局部銑削(Local milling)具有相似的功能，如局部銑削工序的剩餘加工餘量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來清除粗加工未切到的角落，然後再進行半精加工；如果取局部銑削工序的剩餘加工餘量值作為半精加工的剩餘加工餘量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。

3）精加工

模具的精加工策略取決於刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨著加工表面的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。對於由多個曲面組合而成的復雜曲面加工，應盡可能在一個工序中進行連續加工，而不是對各個曲面分別進行加工，以減少抬刀、下刀的次數。然而由於加工中表面斜率的變化，如果只定義加工的側吃刀量(Step over)，就可能造成在斜率不同的表面上實際步距不均勻，從而影響加工質量。CIMATRON軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，使用Clean Between Pass(清除刀間殘留面積高度)來調整步距。Pro/Engineer 軟體解決上述問題的方法是在定義側吃刀量的同時，再定義加工表面殘留面積高度(Scallop machine)。一般情況下，精加工曲面的曲率半徑應大於刀具半徑的1.5倍，以避免進給方向的突然轉變。在模具的精加工中，在每次切入、切出工件時，進給方向的改變應盡量採用圓弧或曲線轉接，避免採用直線轉接，以保持切削過程的平穩性。

四、高效加工實例

在現代化的模具生產中，隨著對產品功能要求的提高，產品內部結構也變得越來越復雜，相應的模具結構也要隨之復雜化。

下面闡述了在電器盒塑料模具製造中所採用的新的設計製造工藝方法路線：首先利用Pro/ENGINEER或CIMATRON等先進的CAD/CAM軟體進行產品的3D圖形設計；然後根據產品的特點設計模具結構，生成模具型腔實體圖和工程圖；再在CIMATRON中根據模具型腔的特點繪制CNC數控加工工藝圖，擬定數控加工工藝路線，輸入加工參數，生成刀具路徑；最後進行三維加工動態模擬，生成加工程序，並輸送到數控機床進行自動加工。
在實際加工時需用內六角螺釘將四個方鐵塊固定於模芯上，然後再將這四個方鐵塊固定在機床工作台上即可。

圖1 電器盒模芯圖

以下就以電器盒模具動、定模芯（如圖1所示,動模芯材料為P20，定模芯材料為2738，經調質處理，硬度為HRC32左右）為例，重點體說明這一加工流程。為減少篇幅，本文假定從生成三維加工工藝模型後開始，只涉及數控銑削加工部分。

表3 動模芯數控加工工序

表4 定模芯數控加工工序

五、結束語

數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製周期等方面發揮著重要作用。採用CIMATRON或Pro/ENGINEER等先進軟體進行三維建模，然後根據模具型腔的特點，確定模具型腔、分模面，生成模具型腔實體圖、工程圖、加工工藝圖。根據CAM系統的功能，從CAPP資料庫獲取加工過程的工藝信息，進行零部件加工工藝路線的控制，輸入加工參數，然後再在CAM中編制刀具路徑，進行三維加工動態模擬，生成加工程序並輸送到數控機床完成自動化加工。

這些加工步驟是現代化模具生產的過程和發展趨勢，它使復雜模具型芯的生產簡化為單個機械零件的數控自動化生產，全部模具設計和數控加工編程過程都可以藉助CAD/CAM軟體在計算機上完成。它改變了傳統的模具製造手段，有效地縮短了模具製造周期，大大提高了模具的質量、精度和生產效率。

參考文獻:
[1]李偉光主編．現代製造技術．北京：機械工業出版社，2001．
[2]塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2002