第2章 数控加工工艺基础
2-1 数控加工的过程如何？
数控加工过程如下：
第一步：阅读零件图纸，充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；
第二步：根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；
第三步：根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；
第四步：根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程；
第五步：将编写好的程序通过传输接口或直接通过MDI操作面板，输入到数控机床的数控装置中。调整好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。
从数控加工过程可以看出，工艺分析和制定加工工艺在数控加工中起到了关键的作用，直接决定了数控加工的好坏与成败。
2-2 数控加工工艺的概念是什么？它在数控加工中起到什么样的作用？
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，它包含了确定数控加工内容；进行工艺分析和零件图形的数学处理；制定工艺方案；选择数控机床的类型；确定工步和进给路线；选择或设计刀具、夹具和量具；确定切削参数；编写、校验和修改加工程序；编写加工工艺技术文件等方面内容。
工艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响了加工的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。
2-3 数控加工工艺设计的主要内容有哪些？
（1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。
（2）分析被加工零件图样，明确数控加工的工艺内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。
（3）设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。
（4）调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿等。
（5）分配数控加工中的容差。
（6）处理数控机床上的部分工艺指令，编制工艺文件。
2-4 工艺设计的好坏对数控加工具有哪些影响？
工艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响了加工的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。
2-5 数控加工工艺与普通加工工艺的区别在哪里，其特点是什么？
1．数控加工工艺内容要求具体而详细
2．数控加工工艺要求更严密而精确
3．制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算
4．选择切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响
5．制定数控加工工艺时要特别强调刀具选择的重要性
6．数控加工工艺的特殊要求
（1）由于数控机床较普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因而在同等情况下，所采用的切削用量通常比普通机床大，加工效率也较高。选择切削用量时要充分考虑这些特点。
（2）由于数控机床的功能复合化程度越来越高，因此，工序相对集中是现代数控加工工艺的特点，明显表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较
复杂的工序，所以数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。
（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。
2-6 加工方案确定的原则是什么？
确定加工方案时，首先应根据零件加工精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
2-7 如何划分零件加工的工序与工步？
1．工序的划分
与普通机床相比，数控机床加工工序一般比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。数控机床的工序划分有以下几种方式：刀具集中分序法，粗、精加工分序法，加工部位分序法，零件装夹分序法。
2．工步的划分
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序又内细分为工步。以加工中心为例来说明工步的划分。
（1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按粗、精加工
分开进行，前者较适合尺寸精度要求较高的零件，后者较适合位置精度要求较高的表面。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可按“先面后孔”的原则划分工步。
（3）按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比刀具交换时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。
2-8 如何选择数控机床刀具？
数控机床所用刀具要求切削性能好、精度高、可靠性高、耐用度高、断屑及排屑性能好，装夹调整方便等，合理选用既能提高加工效率又能提高产品质量。
数控机床一般优先选用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。此外，根据实际情况，尽可能选用各种先进刀具如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等，以适应数控加工耐用、稳定、易调、可换等要求。所选刀具的类型、规格和精度等级应符合加工能力要求，刀具材料应与工件材料相适应。由于数控加工工件一般较为复杂，选择刀具时还应特别注意刀具的形状，保证在切削加工过程中刀具不与工件轮廓发生干涉。
2-9 合理选择切削用量的原则是什么？
合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。.
2-10 对刀点、换刀点的含义是什么？
1、零件安装后工件坐标系与刀具和机床坐标系就有了确定的尺寸关系，为了明确刀具在工件坐标系中的具体位置，通常要选择一个点（这个点在工件坐标系的坐标值必须是已知的），通过让刀具上的刀位点去与这点重合的操作来确定刀具在工件坐标系的位置。对刀点可能是一个点，也可能通过一些基准面来体现。对刀点的选择原则是：
①便于数学处理和简化程序编制；
②在机床上找正容易，加工中便于检查和测量；
③引起的加工误差小。
对刀点可选在工件上，也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。为了提高加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正，使“刀位点”与“对刀点”重合。工厂常用的找正方法是将千分表装在机床主轴上，然后转动机床主轴，以使“刀位点”与对刀点一致。一致性越好，对刀精度越高。对刀点可根据具体情况作为程序起始点来安排，也可以与程序起点分开。
2、换刀点
加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的)，也可以是任意的一点(如车床)。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。
2-11 什么是刀位点？常用刀具的刀位点怎么规定？
在进行数控加工程序编制时，往往将刀具视为没有形状和大小的一个运动质点，这个点就是刀位点。由于刀具是刚体平动，所选这个点一定能代表刀具运动位置。一般来说，立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点为球心；镗刀、车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头底面中心。
2-12 数控工艺文件应包括哪些内容？
填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程。技术文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他技术问题。数控加工技术文件主要有：数控编程任务书、工件安装和原点设定卡片、数控加工工序卡片、数控加工走刀路线图、数控刀具卡片等。以下提供了常用文件格式，文件格式可根据企业实际情况自行设计。
