精密零件的数控加工工艺及加工策略

精密零件的数控加工工艺及加工策略

高,俊

高峰医疗器械（无锡）有限公司，江苏 无锡  214174

摘要：精密零件在加工前必须检测出各种误差，并对其处理到正确的尺寸，以获得满意度较高的表面。数控机床是通过程序控制刀具运动轨迹来进行切削工作。因此要保证工件与编程后得到合格产品就需要合理地安排进给路线以及位置和速度等技术要求；同时还要考虑选择合适刀架、确定合理间隙值和换位速率等工艺参数，只有这样才能确保加工出符合精度要求且具有较高生产效率的高质量数控机床及其装备。本文通过对精密零件的数控加工工艺及加工策略进行分析和研究，并提出一些建议，希望能够为精密零件的加工提供技术保障。

关键词：精密零件；数控加工工艺；加工策略

前言：数控加工技术是当今机械制造领域一个重要的研究方向，对提高产品质量、节约能源和降低生产成本有很大帮助。随着现代社会经济发展水平不断提升以及人民生活条件日益改善，人们开始追求更高性能的精密零件。同时对数控加工工艺及工件在加工程序中所需要采用到刀具切削量较大且具有多向性要求也就随之增加；因此数控系统是保证机床高效工作而开发出来的专用夹具和系统等技术必不可少地环节。

1、概述

1.1 意义

随着现代科学技术的发展，制造业已经进入了数字化制造阶段，数控加工工艺及加工在其中占有十分重要地位。精密零件常用二维或三维计算机进行控制处理。其特点是高精度、高自动化和智能系统等方面都与电子技术紧密相关；同时具有较好的刚性以及良好切削性等等特性.因此用传统方法来生产出高质量产品可以提高企业效益，改善工人劳动条件和生活环境，降低企业成本并能促进社会稳定发展起着重要作用，在制造业中具有非常重要的地位和作用。

1.2 必要性

数控加工是通过计算机软件、硬件技术等先进的控制处理装置，对零件进行精确化点操作，从而得到预期想要达到要求高精度的产品。随着现代社会机械制造业水平不断提高以及更新换代速度越来越快和新加工系统中所需要使用大量人力物力情况日益严峻。为了能跟上时代发展步伐并在激烈竞争中立于不败之地一隅顽则势不可挡、数控加工工艺及工序优化是目前我国亟待解决的问题，相关人员必须认清当前形势对其提出新要求与挑战，积极应对，不断创新，在实践中探索适合我国国情的数控加工及加工策略，从而提高国产高端的科学技术水平与机械制造能力。

1.3 现状

目前数控加工技术是我国的尖端科学技术，特别在高新技术产业方面具有重要意义，也将极大地提高国民经济增长速度。随着经济全球化、信息时代化和信息技术革命步伐加快等因素作用下市场竞争越来越激烈使得产品更新换代更加迅速且复杂为适应新形势发展要求必须不断引进先进制造资源与管理经验；另一方面大量精密零件对高强度耐腐蚀性有了更高的抗热性能及更严格化学处理使其具有较低的加工成本，因此要求其在加工程序方面具有更高的加工效率、更低的生产成本以及高精度和更强冲击韧性等性能；此外随着数控机床及自动线广泛应用于制造业，使得机械制造行业面临着巨大挑战，如何提高对数控系统零件结构工艺更加先进合理是相关人员必须要解决一个重要课题。

2、加工工艺

2.1 高速加工机床

高速机床是以数控技术为基础的，在计算机控制下进行加工、加工和检测等。与传统意义上机械运动方式不同的是，高速加工机床具有高精度、高质量水平以及高度集成化等特点。随着科学技术不断进步，特别是电子信息技术快速发展及互联网普及应用后带来了各种先进制造工艺方法被运用到制造业中来如激光切割与数字芯片制造等等；高速机床作为一种高效的生产设备，在现代数控加工领域得到广泛使用；数控加工工艺与一般的普通机床不同，高速加工机床是一种高效率、高质量和精密性好的专用设备；在现代生产中，数控系统所存在于各种流水线当中。所以说对高速机床进行研究分析及改造具有重要意义。

2.2 机床支撑部件

机床的主轴传动系统作为整个加工工艺和切削过程中动力来源，起着传递运动部件及其相互之间作用，并且要保证其在工作时相对准确可靠、运行平稳以及使用寿命内具有较高重合精度等要求。数控技术是机械制造工业发展及自动化生产领域不可或缺一部分。不仅对产品质量有直接影响还能极大地提高劳动效率。随着现代机床的不断更新换代进程加快了加工制造业向智能化和高速高效方向快速转变，同时也对机床加工工艺技术提出了更高要求。

2.3 高频电主轴

高频电主轴是一种能实现旋转运动，并在轴上输出扭矩和力的机械部件，具有较高功率密度、良好的低速传动性及较强抗振性能。可以用于高速切削加工；也可应用于低端数控机床。目前应用最多的是电液伺服阀与液压系统配合使用来控制高压电机转子进油口压力以及油泵扬声器辐射腔内绕组通气以达到对主轴旋转轴向和径向上的扭矩限制，从而实现高速切削。数控加工是一种高效、高质量和高效率的机床制造方法。

2.4 直线电动机

直线电动机是一种感应电机，可以在静止的时候或者旋转运动方向上，其具有结构简单、体积小和重量轻等特点。由于其具有功率大、输出力矩高以及效率高等优点被广泛应用于数控机床上。因为直线电机能根据不同的应用场合而选择不同类型种类规格型号：高频大功率则可选用普通交流伺服系统；脉宽调制脉冲控制式则是适于数字化编程或加工过程中多工位级进给及在线检测方式等所采用的专用电机，其具有功率高，输出力矩大，调速范围广等特点，适于各种数控机床和伺服系统的应用，利用不同材料、不同形状及尺寸进行切割，从而达到所需零件的加工要求。

2.5 电滚珠丝杆

电滚珠丝杆是将线束安装在旋转轴、轴承架上，通过电机驱动来使转轴绕固定的轴线做回转运动，并把移动传递到从动带轮。具有高精度进给传动系统和良好的动态性能等特点。高速稳定运转时是用滚动直线导轨副带动螺母作螺旋运动；而当数控机床对零件加工要求较低或工艺需求变化不大时则采用了滚珠丝杠作为轴向、垂直于主轴中心线的导向装置，可使其结构简单紧凑，运动平稳，精度高，加工效率较其他结构要好，操作方便。

3、数控机床的加工优势

在实际的工作当中，提高机床的自动化、柔性化以及高速运转效率可以有效降低误差。首先要保证工件和刀具获得正确状态并进行快速换位。其次，为了减少切削时切屑累积所带来的影响及刀具更换次数对零件质量有着很大作用从而大大缩短了生产时间；最后要求数控系统具有高可靠性以及良好性相对于传统机械加工设备有很低的故障率、维修费用也较低等特点在整个数控程序中都占有举足轻重地位，数控机床的加工工艺也是非常复杂。在零件加工时，选择合理的刀具、夹紧方案，提高工件装卸精度和效率以及正确地使用切削用量等都直接影响着整个机械系统。

4、加工策略

4.1 切削方式及走刀方式

顺铣加工应该是高速切削加工中尽量采用的方式。在顺铣中刀刃主要受压应力，而在逆铣中刀刃受拉应力，因为处于恶劣的受力状态，进而使刀具的使用寿命降低。

4.2 加工工序的安排

对切除的材料和加工成形的几何形状同时考虑，尽可能减少加工步骤，使用连续的方法，例如相比于平衡路径，偏置路径更好，应从材料的外部切入，避免垂直下刀。为了避免出现刀痕，在零件的临界区域应采用不同步骤的精加工路径，使用单一刀具精加工临界区域，尽量不换刀。精加工后的加工表面之所以出现刀痕，就是因为刀具设置错误；尽量使用短刀，以免使用长刀具产生磨损。在条件许可的情况下，需要对零件方向重新进行定位，使用短刀具在难以加工的区域进行加工。在实际加工的刀具路径中，需要同时满足其他要求和重要要求。在高速﹑高温加工时，采用涂层硬质合金刀具，可不对切削液体进行运用，既可产生极高的切削效率。采用油+气冷却润滑的干式切削方式，加工区产生的切屑可以利用高压气体迅速吹走，并带着大量的切削热，同时在刀具刃部和工件表面经雾化的润滑油可以形成一层极薄的微观保护膜，既可以使零件的表面质量提高，还能使刀具寿命有效延长。

5、结束语

当今世界，机械制造行业发展速度非常快，在国民经济中占有举足轻重的地位。数控加工是一种高效率、低成本和高质量生产方式。目前我国制造业正处于机床数量多质量少效益好的阶段并呈现快速增长趋势；产品品种单一化且结构复杂程度深以及柔性差等特点严重制约着国内企业进入国际市场与世界竞争；对数控零件所采用专用设备已不能满足需求，所以迫切需要引进数控系统来提高自动化水平以适应当前工业发展和生产实践，提高国内机械制造水平。

参考文献：

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