随着我国制造业不断发展，在精密制造领域对零件的精度要求也越来越高，尤其在发动机、减速器等关键零部件的制造过程中。通过数控加工可实现较高精度的零件的制造，但数控加工中依然存在加工精度无法满足设计需求的问题。除了数控加工中心的装配精度对零件加工精度影响较大之外，在机床加工过程中由于工艺参数的设置对零件加工精度的影响是制约零件精度进一步提高的关键因素。因此，零件最终的加工精度与数控加工中工艺参数的配置IM电竞、调整以及优化存在直接关系。本文首先从机床加工过程中的检测入手，获取加工过程中机床的状态，并根据机床的工作状态调整机床的工艺参数，使机床工作在最优的加工状态下，在不增加数控机床功率和负载的基础上，提高机床的加工效率，并获得最终的高精度工件。

　　调整和优化工艺参数之前，首先应该获得机床当前的工作状态，若没有准确的机床的工作状态，机床的参数优化就没有依据，无法实现高精度的零件的加工。因此，本节主要介绍机床工作状态的检测方法和检测参数。

　　机床的切削力与机床的振动状态和被加工零件的受力情况密切相关，保证机械加工中切削力的平稳变化，可以减少机床的抖动，减少零件表面的加工刀痕，保证零件表面的加工精度。切削力的检测方法有如下几种：刀具内部安装力传感器。切削力的主要来源是刀具与工件刚性接触产生的，因此，在刀具内部安装力传感器可直接检测切削力；通过力矩传感器间接测量。某些刀具形状结构复杂，无法直接在其内部安装力传感器，因此，通过在主轴上安装力矩传感器，可通过几何关系间接求出切削力；通过主轴功率检测切削力。主轴电机的功率可通过读取电机的参数得到，根据主轴的功率也可间接求出加工过程中切削力。

　　机床振动也是影响机床加工精度的最主要的原因之一。产生机床振动的原因主要有以下几种：1.机床主轴转速设置不合理。在低速切削加工时，机床会产生一定的抖动现象；2.进给量设置不合理。机床的进给量直接影响机床的切削力，机床的切削力大，导致主轴受力增加，在主轴高速旋转时产生振动。现阶段常用的机床振动检测大多数通过加速度传感器实现。在机床主轴位置安装加速度传感器直接进行主轴振动的检测，在机床各轴上安装加速度传感器可测量加工过程中哪根轴的振动现象最明显，在后续的参数优化过程中，主要针对此轴进行优化设计。

　　数控机床加工时，机床某些部位出现一定的温度变化，如主轴位置、工件、机床床身等。机床和工件的温度升高会导致机床和工件的热变形，影响工件的加工精度。通过在机床各个位置安装温度传感器对机床温度变化进行检测，并针对温度变化情况，调整机床的进给量和冷却液的开关等。

　　刀具磨损对零件最终的尺寸精度和表面精度有重要的影响。刀具磨损导致刀具的回转半径发生变化，若在加工过程中没有及时将刀具半径补偿加入数控代码中，将会直接导致零件的加工尺寸与设计尺寸出现较大的偏差。此外，由于刀具磨损，导致刀具的切削刃口磨钝，锋利程度与刀具未磨损时存在较大的差距，在工件加工时导致工件的变形质量不满足要求。在刀具从刀库中取出安装在主轴上之前对刀具进行尺寸检测，并将检测数据存入数控系统中作为输入应用在机床加工参数的优化中。

　　在零件加工过程中，加工工艺参数优化调整的主要目的是保证零件的尺寸精度，因此，在加工过程中检测零件的尺寸，并将检测尺寸与理论设计尺寸的差值补偿到加工过程的各个工艺参数中，实现数控加工的闭环控制，保证工件的尺寸精度。

　　机床的进给速度影响工件的去除量和表面精度，基于数控加工中心的零件制造可实现复杂曲面的加工，根据机床温度变化情况、工件的尺寸精度调整机床进给速度，机床主轴温度过高，提高机床的进给速度可避免刀具在零件上同一位置停留时间过长，防止工件出现过磨现象。在零件尺寸较小的位置或较薄的位置，应尽量提高进给速度，防止将零件较薄位置的材料切除，导致零件报废。主轴转速优化

　　根据检测出的切削力的数据，适时地调整机床的进给量，保证切削力平稳的变化，避免出现切削力的突变，在工件表面产生刀痕。若在加工过程中检测到切削力突然变大，则证明切削深度急剧增大，此时，通过合理调整进给量使切削力保持平稳变化。

　　在高速精密加工领域，大多数通过主轴的高速旋转实现工件精度的控制，且高速加工中工件的形变较小，避免了由于工件的热变形导致无法保证工件尺寸精度的现象。根据各个传感器数据，建立工件精度控制模型，对加工过程进行参数优化控制，保证零件的加工精度。首先，通过控制变量法对影响数控加工精度的各种因素进行单一变量的数学模型的建立，推导出各个因素与数控加工精度的数学公式，并根据对比分析，挑选出影响数控加工精度的关键因素，并根据影响的程度对各个影响因素划分影响等级，在后续的参数优化计算中，重点优化关键影响因素。针对第一节中影响零件加工精度的各种因素，结合上述工艺参数与零件加工精度的关系，根据单个变量与零件加工精度的关系可以得出相应的数学公式，将各个影响因素作为自变量、零件加工精度作为因变量建立出多参数的数学模型，根据数学模型中参数的影响程度，依次对数控加工过程中各个控制环节进行定量控制，保证零件的加工质量。

　　在数控加工中工艺参数的优化控制中最重要的优化依据就是各个传感器测量的数据，因此，进行参数优化控制前应通过各种传感器和监测技术对机床上各个影响零件加工精度的变量进行检测，将检测数据经过数据处理后，作为输入参数输入数控系统中，根据优化模型得到最终可人为控制的参数补偿量，实现零件加工精度的精确控制，保证零件的质量。数控加工参数优化控制模型可以根据零件加工精度要求设计，可以进行精确的调整控制，也可通过对各个参数变化趋势的微调实现控制。精确调整需将模糊算法、神经网络算法等智能算法应用在优化模型中，根据传感器的数据预测零件的加工状态，并根据传感器数据得到准确的参数数据。微调控制较为简单，即在各个工艺参数前乘以一个变量作为调整系数，根据传感器的数据，按照线性比例修改加工工艺参数，实现工艺参数的优化。

　　尽管国内数控技术发展迅速，但国内数控加工精度与国外仍存在较大的差距，无法生产高精密的零件，严重阻碍了我国制造行业中精密加工技术的发展。通过数控加工过程中的工艺参数的优化，可在一定程度上提高零件的加工精度，实现数控加工的参数优化技术的研究对我国精密制造行业的发展具有重要意义，借鉴国外先进技术，并不断投入研发人员，一定可以实现精密零件的制造，打破国外技术垄断。

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　　目前，随着社会经济的快速发展，数控机床技术也在逐渐发展的过程中得到了非常普遍的运用。数控加工主要是通过数控代码，对需要加工的一些零件与刀具位移进行控制的现代机械加工技术。而利用数字的编码，则能够对部分多变的工件实行高精度与高效率的加工，其运用范围十分广泛。

　　所谓的特征性造型技术，实际上主要就是针对特征性工件的数控加工技术。与传统三维几何造型进行比较，特征性造型技术具有更加直观的技术优点。①特征性造型技术融入了较为先进的建模与计算机辅助技术，在特征性相对比较强的工件加工之前，计算机辅助系统会与建模技术进行结合，并自动形成模型，工件的特征则会经过建模技术比较直观地体现出来。②针对基于特征性造型技术的计算机辅助设计技术来讲，其属于交互式的设计系统，可以有效调动设计人员的主观能动性。经过建模模型表现，这样便于设计人员深入理解基础零件，进而更好地发挥自身创造力实行技术设计。这种方式不但提升了工件设计效率，同时也让工件设计的整体质量得到了有效提升。③与传统工艺相比，特征性造型技术不会再仅是依赖于初期传统工艺的线框与曲面等，而是对于层次比较高的技术要求更加重视，例如，凹槽与螺丝纹等。特征性工件的几何结构主要经过简单且容易理解的特征组合进行定义，从而为当代数控工艺提供了有效支持。

　　（1）基于特征的复杂工件数控加工关键技术。针对复杂工件的加工，数控机床可以较好的诠释其特征。大多数复杂工件的特点非常不清晰，而且在加工过程中也很困难。复杂工件通常都是凹凸不平并且大小不会达到对称，数控机床在对复杂工件进行加工时，一般是运用机床的主轴带动此类复杂工件进行旋转运动，进而让复杂工件真正加工成型。而基于特征复杂工件的加工，关键是根据复杂工件的实际个性需要，首先设置其所需的具体型号与尺寸，并利用数字方式把这一尺寸输入至数控机床的控制面板与计算机控制器上。有关工作人员必须严格按照规定进行操作，这样才能够将复杂工件的加工更好的完成，基于特征的复杂工件加工是数控机床十分重要的加工技术，不但可以减少成本投入，节约大量时间，并且还可以让工件的生产效率得到有效提升。（2）基于特征的复杂工件数控加工关键技术存在的问题。当前，技术人员在运用数控机床方面已经非常熟练，基于特征复杂工件的关键加工技术也随之得到了更加广泛的运用。但针对加工的的关键技术来讲，依然存在一些问题，尽管此类问题并不是很严重，不过因为此类问题通常会导致较大的损失。随着科技的不断发展，数控机床的质量是否与标准相符，必须经过长时间的实践进行有效确认，这样才能够避免在加工生产与工件运用过程中发生不必要的问题。同时，在对部分复杂工件的零件进行加工的时候，由于加工的技术相对较为困难，所以技术人员在具体操作阶段很容易发生问题。比如，在加工复杂工件时，工作人员应当将复杂工件的装夹工作真正落实，然后再通过数控机床的主轴旋转，对工件进行车削，这样才能够将工件顺利加工完成，不过，针对工件的装夹与车削环节，也是非常容易产生问题的环节，经常因为缺乏相应的操作力度，致使复杂工件的安装位置无法达到准确，从而使工件的最终成型受到影响。此外，操作人员的技术水平不高与失误，也经常会致使工件加工的最后尺寸、质量出现与要求不相符的情况，进而对企业造成一定经济损失。

　　（1）将复杂工件数控加工关键技术的操作流程细化。基于特征的复杂工件数控加工关键技术的具体操作流程非常繁杂，以至使技术人员在整个加工阶段很容易发生错误。因此，为了让复杂工件数控加工的高效率得以实现，应当将基于特征的复杂工件数控加工关键技术的具体操作流程进一步细化。在正式实行加工以前，需严格检测数控机床的整体质量，尽量降低因为设备问题而出现的损失。在工件加工整个过程中，需要对所有流程做出较为详细的分工，特别是针对工件的装夹与铁削这两个容易产生问题的环节，需尽量将流程细化、简化。从而可以在最大程度上降低失误，避免不必要的损失，真正意义上实现高效率、低成本。（2）提高复杂工件数控加工关键技术的运用效率。当前，人们对于各种不同工业产品提出了更高的要求，为了让人们的实际需求得到较好满足，数控加工技术的运用也随之变得更加广泛。在数控机床运用工程中，基于特征的复杂工件使十分关键的加工零件，所以提高基于特征的复杂工件数控加工关键技术运用效率很有必要。随着目前科技技术的快速发展，应当培养大量创新型技术性人才，以至加工复杂工件过程中，可以投入较多专业人员检验零件，进一步强化管理制度的创建。同时还可以将基于特征的复杂工件数控加工关键技术加以改善，以此使成本与损失得到有效降低，从而更好地提升基于复杂工件数控加工的整体质量与实际效率。（3）建立创新型复杂工件数控加工关键技术人员队伍。在复杂工件的加工过程中，人为因素致使的问题不可避免，因此，为了能够让损失得到有效降低、进一步提升效率，应当建立创新型复杂工件数控加工关键技术人员队伍。在对技术人员进行招聘的过程中，对于其细心程度与实际技术水平必须严格考验，在招聘结束之后，需对这些人员开展较为全面的培训。同时，技术人员在参与工作以后，依然需定期对其开展相关技术培训与素质教育，以此让技术人员在全面掌握技术的同时，在工件的加工过程中也可以真正做到细致与耐心。另外，还需对技术人员的创新能力进行培养，这样才能够让其在实际工作中提出更好的改善方案，并能够有效将基于特征的复杂工件数控加工关键技术做出进一步完善，从而使数控加工复杂工件的最终目标线结语

　　目前，基于特征的复杂工件数控加工关键技术虽然已经逐渐趋于成熟，不过因为其操作流程的复杂性，依然面临很多问题。因此，有关人员必须结合实际发展情况，通过科学有效的方式，进一步创新基于特征的复杂工件数控加工关键技术，从而使高效率、低成本的目标得以真正实现。

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　　复杂型面的难点之一是型面的设计问题。复杂型面没有具体的曲面方程和表达式，无法通过传统的设计方法去获得。汽车模型一般由真实汽车等比例缩放制成，结构复杂，如果需要得到比较精确的汽车形状，需要专业的测量扫描设备。由于此次主要对复杂型面的数控加工技术进行初步研究，根据实际情况，采用一定比例的光栅图像对汽车模型进行近似处理。UG是一款功能强大的CAD/CAM/CAE一体化软件，广泛应用于航空航天、汽车、通用机械及模具等行业；依托于UG强大的曲面造型能力，对汽车模型各部件进行建模造型。

　　汽车模型，尤其是汽车覆盖件，其表面是由连续复杂曲面组成，且形状不规则，各曲面光滑过渡连接。曲面加工又是数控加工中的难点，虽然有多轴数控机床，但是三轴数控机床在企业生产中还占有相当大的比例，因此作者结合单位的FV-1000加工中心，探讨汽车模型覆盖件的数控加工方法。曲面数控加工刀具轨迹的生成是数控编程的基础和关键，目前曲面数控加工刀具轨迹生成的常用方法有等参数法、等残留高度法、等距截平面法、投影法、三坐标球形刀多面体曲面加工法和分片侧铣法。UG提供了型腔铣、等高轮廓铣和曲面轮廓加工等多种曲面加工方法，下面以UG8.0为例探讨汽车模型的数控加工技术。

　　汽车覆盖件是曲面，形状复杂，无法采用手动编程，因此采用UG加工环境进行汽车模型的模拟加工和数控编程。UG加工零件一般包括创建程序、创建刀具、创建几何体和创建工序四个要素。在使用UG创建零件加工过程时，应注意以下问题：1）在创建刀具时，要根据实际加工情况选用相同的刀具，以免实际加工过程中出现切不到和过切的现象。2）在创建几何体时，要合理设置加工坐标系，为了保证后处理过程中数据的一致性和正确性，应保证工作坐标系和加工坐标系重合；根据实际情况设置毛坯大小，并且需要考虑装夹位置，防止实际加工过程中撞刀。3）UG提供了多种加工类型，并且每一种加工类型中有不同的切削方式，应根据具体情况选用合理的切削方式。UG8.0提供了平面铣、型腔铣和多轴铣三种面铣削类型，同时每一种铣削类型里又包含多种铣削方式。结合单位的三轴数控机床和加工表面，因此采用型腔铣和固定轴轮廓铣的方法进行曲面加工。汽车模型型面加工工序按粗加工、半精加工和精加工的顺序安排加工工序。粗加工主要是为了去除毛坯上大部分的余量，使毛坯在形状和尺寸上大致接近零件的成品状态，提高加工效率是粗加工工序中应考虑的最主要的问题；粗加工采用准20端铣刀，每刀深度1.5mm，步距为刀具直径的80%，余量为1mm。粗加工为了提高加工效率，采用大直径、大切削深度和大步距，造成了汽车模型型面某些小区域加工不到从而导致半精加工余量不均现象，因此半精加工前需要进行残料加工。半精加工是在粗加工的基础上进一步去除一部分余量，使零件的主要表面基本达到要求的加工精度，并保留一定的余量，为精加工做准备，这个阶段应该同时考虑加工效率和加工精度的问题；半精加工采用准20球头铣刀，每刀深度0.2mm，步距为刀具直径的20%，余量为0.25mm。精加工是为了使零件的尺寸精度、技术要求和表面质量同时达到图纸要求，这个阶段应主要考虑如何提高加工精度和表面质量问题；精加工采用准10球头铣刀，每刀深度根据型面陡峭程度分层设定，步距为刀具直径的10%，不留余量。为了提高加工效率，精加工时采用了较大直径的铣刀，型面小凹面可能存在加工不到的现象，因此在精加工之后进行清根处理。

　　在UG8.0加工环境下检查加工刀路正确的情况下，通过后处理生成三轴数控机床可识别的数控程序，输入到FV-1000加工中心进行汽车模型型面加工实验。

　　数控加工低碳化既能保护环境，又可提高资源的利用率。数控技术装备的不断改革和发展，数控发展过程中的高效性和低碳性，是发展数控技术不断追求与思考的重要问题。人工地对数控机床的加工参数进行设置难以有效地利用数控机床，加工速度快也不意味着就是最有效的加工方式，加工成本和加工质量的要求也是数控加工要考虑的因素。数控加工多目标参数优化模型是以加工效率、加工成本和加工质量中的一个或多个参数为目标而建立的数学模型，通过对数学模型中参数的改变来寻求模型的最优解，得到某工序固定的最佳加工参数。不同零件的数控加工的加工工序不同，所以不同零件所要优化的目标不同。面向低碳的数控加工多目标优化模型针对数控加工中的加工参数进行探讨，将数控加工的切削速度和进给量作为模型的优化变量，建立最短加工时间和最低碳排放的优化模型。

　　对于金属切削加工过程的碳排放源主要有消耗原材料引起的碳排放Cm、刀具使用产生的碳排放Ct、切削液使用产生的碳排放Cc、消耗电能产生的碳排放Ce和切屑的后期处理产生的碳排放Cs。由于原材料的消耗量受工艺设计阶段的影响很大，对加工废屑的后期处理一般在加工完成后进行，所以加工过程对原材料消耗引起的碳排放和切削废物处理的碳排放优化力度十分有限，所以对于碳排放的优化问题应主要考虑切削加工过程中，电能消耗引起的碳排放和刀具的使用所引起的碳排放，以及切削液的使用所引起的碳排放。结合碳排放相关理论可得由于电能消耗引起的碳排放Ce和刀具使用碳排放Ct以及切削液的使用而引起的碳排放Cc满足：=++()ttppeemowtcFWTCFEtCCTT+（1）式中：Cp为由于电能消耗引起的碳排放；Ce为刀具的使用引起碳排放Ct和切削液的使用碳排放Cc之和；Fe为电能碳排放因子；Ee为加工过程电能消耗量；Ft为刀具碳排放因子；Wt为刀具质量；Tt为刀具寿命；tm为工序切削时间；Co为纯的矿物油制备引起的碳排放；Cw为切削液废弃后处理引起的碳排放；Tp为切削液使用时间；Tc为切削液更换周期。电能碳排放因子与电网有密切的关系，所以不同电网的电能碳排放因子也就不同。机床的实际运行过程是处在不断地变化之中的，所以其实际运行过程是一个动态过程。刀具的寿命Tt是指一把新刀具被使用到报废为止所经历的切削时间，其中包含重磨时间，刀具寿命与x轴的切削速度vc，y轴的进给量f，z轴的切削深度asp有关，并随着切削速度、进给量和切削深度的增加而寿命减少。

　　切削参数是数控加工工艺中的重要组成，切削参数的合理选择能够显著提高机床效率。一般来说切削参数的取值由机床设备本身的性能参数决定，如机床的主轴转速、最大切削功率、进给量、最大切削力、加工质量等等，所以切削参数应根据机床的性能参数在满足条件的一定范围内取值，而切削参数要满足的条件即可作为约束优化模型的约束条件，本文的约束条件主要有如下五种。（1）切削速度约束。工件的切削速度受机床主轴转速和工件直径的影响，加工机床的主轴转速越大，切削速度也就越大，机床主轴转速一般在机床出厂时就已经固定了，根据所要加工零件的特点应选择合适主轴转速的机床。工件的直径越大，相应的切削速度也就越大，随着加工过程的不断进行，工件不断地被刀具切除，切削速度则相应地减少。由于机床主轴转速由机床本身的性能决定，所以较难灵活地改变其值，由于切削速度也不能过大，所以机床所能加工的工件直径也是有范围的，工件直径不能过大。（2）刀具进给量约束。刀具进给量的大小受机床的允许进给量的限制，刀具的进给量与工件的变形直接相关，当刀具进给量增大和减小时，工件的变形会随之增大和减小，当工件的变形过大时会加剧金属变形的不均匀度，影响工件的加工质量，同时也会由于过大的摩擦、过大的产热造成刀具的加剧磨损和过热造成氧化等。所以在加工时要严格控制好刀具的进给量，避免出现由于进给量过大而造成的损失。（3）切削力和功率约束。切削加工的过程中，进给抗力应不超过机床的进给机构所允许的最大进给力。切削力是工件抵抗刀具切削时所产生的阻力，该力包括主切削力、背向力和进给力三大部分，切削力的大小受机床本身的功率大小、加工工件的材料、刀具的参数和刀片的性能以及切削时的润滑条件的影响。对于功率约束来说，机床功率的大小在一定程度上体现了机床的加工能力的大小，而对于具体的机床，其使用功率应不大于机床的最大有效切削功率，机床的切削功率主要包括三个部分：主切削功率、背向切削功率和进给功率。（4）加工表面质量约束。加工后零件的表面粗糙度必须满足零件质量的最低粗糙度要求。加工表面的粗糙度是工件表面的不平度，属于微观的几何误差，表面粗糙度越小，则工件的表面就越光滑。表面粗糙度将会影响工件的耐磨性、配合的稳定性、密封性与接触刚度等性能。工件的表面粗糙度应根据实际的粗糙度要求进行取值，数控加工的零件表面粗糙度应小于零件所要求的最大表面粗糙度要求。（5）约束条件。综上所述，通过对切削速度、刀具进给量、切削力、机床功率和加工表面质量建立约束条件可得多目标参数优化数学模型如下：（2）在建立多目标切削参数优化模型时，机床的切削速度、切削深度和进给量是要着重关注的要素。切削深度对刀具的影响较切削速度和进给量小，切削参数优化模型的建立，要明确切削速度切削深度和进给量三个变量是最基本的要求。数控加工时，由于原材料消耗引起的碳排放，消耗电能引起的碳排放和切削过程中其它物料所产生的碳排放产生的主要因素是工艺技术的优劣。由于了解原材料和辅助材料所产生碳排放是非常有限的，所以主要考虑的碳排放是电能消耗引起碳排放。本文从机床主轴转速约束、进给量约束、切削力约束、功率约束和加工表面质量约束条件建立约束优化模型。其中切削速度大于等于主轴最低转速，小于等于主轴的最高转速；刀具进给量应在机床允许的最大和最小进给量之间；切削力不超过允许最大进给力；切削功率应小于最大有效切削功率；加工表面质量满足零件表面质量的最低粗糙度要求。

　　优化模型求解的方法有很多，如：牛顿法、梯度下降法、共轭梯度法、单纯形法、复合形法等。其中复合形法是求解约束最优化问题的确定性的直接方法，该方法的算法思路清晰，对函数的性态没有特殊的要求，算法程序的结构也比较简单，且对初始点的要求也不高，所以复合形法成为求解约束最优化问题的较为常用的方法之一。求解优化模型的常用工具是MATLAB优化工具箱，MATLAB优化工具箱可求解无约束条件非线性极小值问题；约束条件下非线性极小值问题；二次规划和线性规划问题；非线性最小二乘逼近和曲线拟合问题；非线性系统方程问题；约束条件下的线性最小二乘优化问题和复杂结构的大规模优化问题等。4结语数控技术装备不断地向着高效性和低碳性的方向发展，数控加工多目标参数优化通过对数学模型中参数的改变来寻求模型的最优解，不同零件的数控加工的加工工序不同，优化目标也不同。面向低碳的数控加工多目标优化模型将数控加工的切削速度和进给量作为模型的优化变量，建立最短加工时间和最低碳排放的优化模型。切削加工过程的碳排放主要包括由于消耗原材料引起的碳排放Cm、由于刀具的使用产生的碳排放Ct、切削液的使用产生的碳排放Cc、由于消耗电能引起的碳排放Ce和切屑的后期处理引起的碳排放Cs。从机床主轴转速约束、进给量约束、切削力约束、功率约束和加工表面质量约束条件建立约束优化模型，如式（2）。优化模型求解的方法有牛顿法、梯度下降法、复合形法等，利用MATLAB优化工具箱即可完成优化模型的求解。

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　　数控技术就是以传统的机械加工技术为基础，利用数字控制技术，并且结合计算机网络技术、数据通信技术的一种机械加工工艺，通常是以提高机械加工质量为目的。采用数控技术，能够极大提高机械加工的准确度以及精准度，提高加工效率。目前，国内的数控技术通常是通过预先编制好的程序对设备进行控制，从而完成整个机械加工过程。

　　采用数控技术进行机械加工，能够提高生产效率以及加工精准度，节省了对于人工的要求。数控加工技术在机械加工领域的应用，对于机械加工艺的转变具有巨大的意义，数控加工技术由于操作灵活简单，在实际应用过程中优势突出，而且能够确保机械加工过程的准确性。通过有效的利用计算机编程技术，单人操作就能完成原来复杂的机械加工任务，极大的节省了人力以及物力，从而提高了生产效率，而且这种模块化的操作方式也能够确保产品质量符合相关标准要求。

　　2.1数控加工在工业生产中的应用数控技术在工业生产中的应用主要体现在工业机器人的使用上，工业机器人一般是由控制单元、驱动单元以及执行单元三部分组成，在机械生产流水线中起到了巨大的作用。在实际的工业生产中，有时因为施工环境的复杂性，人工是很难完成的，例如在进行深水以及太空作业时，而工业机器人就能很好的完成任务，通过机械模拟手臂，实现机械加工中的操作过程。数控技术在工业中的应用，可以说在确保了安全生产的同时，保质保量的完成了人类有时难以完成的任务，尤其是在汽车行业中的大批量转配以及喷气等操作流程中。在实际的操作中，工业机器人的控制单元功能类似于人脑，主要结构是计算机系统，通过预编程好的程序向驱动单元发送相关指令，进行实际操作。此外，控制单元集成的检测功能，能够同步对于设备出现的故障进行报告，通过传感系统以及检测系统将问题传达至控制单元，发送故障警报，做出相关处理。执行系统主要是由伺服系统以及机械系统两部分组成，动力部分的功能是提供机器人操作所需要的动力，确保执行单元能够在驱动单元的指挥下完成相关的各种操作。

　　机床设备是机械加工中的最重要的工具之一，数控技术在机场设备中的应用，对于实现机床加工领域的数字化控制具有十分重要的意义，同时也是机床设备走向机电一体化的重要过程。数控技术的应用，提高了机床加工的控制能力，通过运用数控技术完成在使用机床进行机械加工过程中的控制，能够极大提高机床加工的生产效率。数控技术在机床设备中的应用通常是依靠代码完成控制，通过编程完成对于机床加工过程中的主轴、变速、刀具的选择以及冷却泵的起停等各种顺序动作，通过计算机发送的指令控制机床的生产，从而生产出需要的零部件。

　　随着我国经济水平以及人民生活的提高，对于汽车的需求越来越大，提高汽车质量就要从提高汽车零部件质量入手，数控技术的应用，就能对提高汽车零部件质量带来很大的帮助，同时进一步简化零部件生产流程。数控技术在汽车部件生产领域的应用，在提高生产效率的同时，提高了生产质量，对于改善我国汽车性能具有十分重要的意义。数控技术能够满足机械生产中对于产品质量不断提高的要求，提升企业市场竞争力。汽车生产线中使用数控技术，能够彻底改变传统的生产理念，从而实现汽车的多元化、多批量生产模式。数控技术也能简化复杂汽车零部件的生产过程，其中的虚拟制造、柔性制造、集成制造等技术的应用，必将极大提高我国汽车行业在国际市场中的竞争力。

　　我国对于数控技术在机械加工中的应用研究已经有五十多年的历史，但是在数控加工领域依然存在许多需要提高的地方，尤其是在技术水平方面与世界发达水平还存在一定的差距，缺乏一定的高精尖技术，而且在市场化过程中也未能形成足够的规模，并没有实现一定的品牌价值。针对上述情况，我们必须加快关于数控加工技术的相关研究。以我国的基本国情为出发点，将国家战略规划以及社会经济发展为市场导向，进一步提高我国机械制造业水平，提高我国机械制造业在国际水平上的市场竞争力，提升总体生产水平。通过系统的方式选取可以在新世纪作为我国机械生产制造装备行业升级的大力发展的重要技术，同时选择性的支持产业化快速发展的关键技术，选择多种配套技术当作数控技术研究的重点内容，推动机械生产制造装备行业的进一步发展，从而提升我国的综合国力。

　　数控技术在机械加工制造业中的应用彻底摆脱了传统机械制造业的束缚，摆脱了传统的依靠单纯人力对于机械生产的控制，实现了机械生产的自动化。随着数控技术的不断发展与创新，数控技术必将推动我国机械加工制造业的不断发展。

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　　目前，各行各业，大多数的产品零部件都依赖着模具成形，比如电子、电器、仪表、汽车、家电等产品。用模具生产出来的最终产品，，其价值一般都远远高于模具自身价值，所以模具生产的技术水平对最终产品的质量起着决定作用，我国要向制造强国发展，模具工业的发展将起着重要作用，而将数控加工中心应用到挤压模具加工中，能促进挤压模具的发展。

　　数控加工中心是带有自动换刀装置和刀库的数控机床，可以通过数控系统控制机床自动的更换刀具，连续对工件的各加工表面自动进行钻削、铰孔、镗孔、扩孔、攻丝和铣削等多种工序的加工，主要涉及到机械制造技术、传感器技术、计算机控制技术、光机电液一体化技术、信息处理技术，是自动化、数字化、柔性化、敏捷化为一体的综合技术。其功能强大，更趋向复合式加工，具有高自动化、高效率、高精度、工序高度集中等特点。

　　挤压模具是成型模具的一种，其出料方式是通过挤出实现的。模具是用来使物品成型的工具，由各种零件构成，它主要是通过改变所成型材料的物理状态来实现对物品外形的加工。随着我国社会的发展，模具成品的精密化、细微化对模具制造技术的要求也越来越高，我国的模具制造加工技术正在向高度的标准化、专业化、商品化发展。而且挤压模具与一般的机械不同，要考虑到模具在挤压条件下的各种工艺因素（如挤压设备条件、模具加工工艺流程、模具材料、模具加热温度、模具结构尺寸、挤压速度等）。因此，挤压模具加工在力学、数学、材料学等理论知识和工程实践经验这几方面都有相对较高的要求。现大部分挤压模具加工大多采用CNC（ComputerNumericalControl，计算机数字控制）加工机床、CNC热处理、CNC线切割机床和表面处理系统等数控加工工序，可以满足挤压模具加工的高要求。

　　3.1模具加工实现智能化。现我国大部分挤压模具的加工都开始采用CNC（ComputerNumericalControl）系统，这指的是高智能的计算机控制系统，它能让整个或局部的加工过程有自我适应、自我调整和自己诊断的能力，自动化的编程形成了智能加工数据库实现控制加工过程的功能，多媒体人机接口及专家系统让用户能更加简单方便的进行挤压模具加工操作，使用CNC系统降低了对操作者的要求，更方便于操作者对挤压模具进行加工。3.2模具加工实现高速切削。数控加工中心能实现挤压模具在加工过程中的高速切削，高速切削能有效的克服机床在工作时的振动，加快排屑速度，减少机床主轴工作时的切削力，减少被加工件的热变形，有利于提高工件的表面质量和加工精度。高速切削，是提高加工效率最有效的途径之一。还有重要的一点是在进行高速加工后，一般都不需要再对工件进行精加工，这样可以有效的提高挤压模具加工的效率。当然，实现高速切削，除了拥有高速的和好的刚性主轴系统外，还要具有快速插补、高速运算、超高速通信的工作能力的数控系统。现在高速切削已经成为了数控加工发展的主要方向。3.3模具加工实现高精度控制。挤压模具加工一般具有较高的精度要求，这样有利于成型产品的完成质量，所以采用数控加工中心，一般都要对数控机床的加工精度和数控机床的几何精度进行控制。减少数控系统产生的误差，能较大程度的提高数控机床的稳定性和制造精度。现大多采用闭环补偿控制技术来实现数控加工精度的提高。高精度控制是数控加工技术发展目的，数控加工技术能更好的控制精度，这使得挤压模具在加工过程有了一定的保障，使得挤压模具的加工质量的提高有了保障。3.4模具加工实现网络化。挤压模具加工通过应用数控加工中心的CIMS（计算机集成制造系统）和FMS（柔性制造系统），建立多种的通信协议，，借助互联网（Internet）平台配备网络接口，能实现对挤压模具加工的远程的监视，实现控制加工、远程的技术诊断和检测，这有利于随时观察模具加工过程是否出现问题，能及时发现并且纠正和调整。还有能建立网络化的加工系统，全球共享技术资源。

　　社会的不断发展，对各类产品的需求量也越来越大，因此生产更多的各类模具，才能满足人们的需求。模具的需求量持续增长，特别是体现在电子电器、交通运输、动力能源、民用建筑等工业部门。而且随着产品的复杂化和大型化，复杂的大型的模具用量也在不断的增加，这对模具加工又有了更高的要求。数控加工中心的运用能实现挤压模具质量和效率的提高，推动挤压模具的发展，现在数控加工中心已经成为了我国挤压模具加工发展的主要方向。现在，由CAD技术、材料科学、数控技术、电子技术、机械工程和激光技术等集合于一体的综合技术———快速原型制造（RPM-RipdPoaotypingManufacturing）技术已经逐渐被应用挤压模具加工过程中，它可以快速的制造任意复杂形状的零件，且无需装夹具、刀具。

　　[1]周保牛.数控铣削与加工中心技术[M].北京：高等教育出版社，2011.

　　随着科技的进步，产品的研发周期越来越短，很多企业之间的竞争开始体现在产品的更新换代上。因此新产品的研发时间决定着企业的竞争力。最近十几年计算机技术的迅速发展，使与计算机配套的计算机图形技术发展越来越快，带动了计算机仿真技术的进步。计算机仿真技术在产品的研发中发挥着非常重要的作用。在这种背景下又出现了虚拟制造技术。这种技术可以使一个产品从研发初期到产品装配都具有模拟状态，并且对各个环节中可能出现问题进行有效预测。使设计人员能及时发现设计缺陷并及时提出改进措施。保证产品在设计和生产过程中不断优化，提高产品的设计成功率，同时缩短产品研发周期，减小产品研发过程可能出现的风险，极大提高了企业的竞争力。虚拟制造技术的出现能为人们提供更优秀的产品，主要的应用是在加工过程中进行仿真，西方发达国家的一些科研机构认为，制造业的发展必须要解决的几个问题，其中一个就是制造技术的建模和仿真技术。这种技术已经成为虚拟制造技术发展的关键，这种技术如果运用在机床上可以对机床刀具加工信息进行分析和预测，然后通过优化实现智能生产。这是一种非常先进的技术，不但可以保证机床的有效运行还能保证产品质量。

　　1数控加工仿线数控加工几何仿真技术。数控加工的几何仿真是数控加工仿真系统的一个组成部分，最初数控加工的仿要是几何仿真。其条件是在加工过程是一个几何问题，没有其他的因素。近几年随着几何仿真技术的发展，出现了很多优秀的仿真软件，其中最具有代表性的是Pro/ENGINEER，UG等。目前对几何的仿真技术已经非常成熟，在场景建模方面也取得了一定成就，数控加工过程中碰撞干涉检验一直是一个非常难的问题，同时也是非常重要的问题。针对这个问题很多学者也进行了大量的研究，得出了很多优秀的、成熟的算法，这些算法基本上包括2种：一种是基于图形的实时碰撞检测，一种是基于图像的实时碰撞检测。基于图形的实时碰撞算法主要是将物体作为包围盒，对包围盒进行求交计算。当包围盒相交时其包围的几何体才可能相交，如果包围盒不相交那么其包围的几何体就不一定相交，这样就可以通过这种方法很快的找到相交的几何部位。这种方法受到的场景影响较大，对于一些非常复杂的场景分析比较困难。因此除了要保证仿真的精度以外还要进一步提高算法的实时性。另外一种算法是基于图像的实时碰撞检测，其主要是利用物体的2D投影的图像和深度的信息进行相交分析。这种算法具有很多的优点，主要优点有①能够降低CPU（CentralProcessingUnit，中央处理单元）的计算负荷；②平稳性很高；③这种算法适合一些复杂的碰撞检验；④这种算法的发展前景很大。但是这种算法也存在一些问题，其中最主要的问题是运算过程中需要占用很大的内存，导致从硬件中读取深度值时就比较困难，仿线数控加工物理仿真技术。随着科技的发展，制造业开始运用一些先进的仿真技术，其中物理仿真是仿真技术的研究重点。物理仿要是将切削过程中的一些过程映射到制造系统中，然后对实际加工进行分析和预测，找出影响切削精度的一些因素，然后采取措施对工艺进行优化，这种技术也是目前比较先进的技术，能及时发现加工过程中的问题，提高加工质量。1.3人工智能预测模型。随着计算机技术的发展，人工智能的发展也加快了速度，目前在人工智能方面出现了大量的算法。比如遗传算法、神经网络等，这些算法都是非常优秀的算法。在智能系统中可以通过神经网络优化一些制造参数，其预测精度非常高。但不同类别的神经网络模型预测的精度有非常大的差别。人工智能预测模型的出现大大提高了生产效率，降低了生产成本。1.4机械加工数据库。机械加工数据库出现于20世纪末，世界上很多国家都加入了机械加工数据库，每个国家都收集大量的数据加工数据，传到加工数据库中。这种数据库可以使不同国家的数据进行对比，从中找出一些数据进行交叉检验。虽然这种机械加工数据库给各个国家带来了方便，但是它还是存在一些缺点。比如在进行数据分析时没有考虑一致性问题，对各个国家的使用者都是比较麻烦的，同时这种数据库没有考虑机床的影响，很多信息不准确。除了以上问题以外，还有一个非常重要的问题是由于加工过程中复杂和随机性，很多测量技术需要借助实验，前人得到的数据无法代替实际生产。

　　2.1数控加工仿线）仿真的加工类型少，研究范围窄。目前我国的数控加工仿真内容和方法具有很大的局限性。由于机械加工中加工种类很多，而且加工原理复杂，不同加工方式需要的工具和原理不同，造成研究的范围比较窄，仿线）目前国内的一些软件算法没有空间实体的描述，图形生产的质量比较差。为了保证图形生成的速度，很多算法都没有光照模型，这就导致图形生成方式为区域填充，不符合光学原理，导致最后生成与实际不一致的切削模型。（3）物理仿真建模难、通用性差及仿真精度不高。在数控加工仿真建模过程中，经常会遇到一些干扰因素，同时在加工过程中也经常会遇到一些干扰因素，因此无论在加工还是在仿真过程中，都要处理好这些因素，使建立的模型能够非常准确地体现出加工的实际情况。建模过程会涉及很多参数和数据，这些参数和数据都加大了建模困难。目前很多数控加工模型都是针对一个特定的因素，比如加工方式、切削参数等。当其中一些数据发生变化时模型就会改变，使模型的应用范围窄，通用性差。（4）计算机技术的发展与仿真技术的发展紧密相连，相辅相承。数控加工仿真技术的发展面临很多问题，目前主要问题是计算机硬件和软件的更新慢，导致仿真时间较长，编码工作量大。在仿真编程过程中所编制的程序通用性很差，基本上每个项目都要重新进行编程，极大限制了仿真技术的发展。随着C语言的不断发展和应用，C语言开始应用到数控仿真系统中来。由于C语言的可移植性强，使得C语言在数控仿线）建立能综合反映加工过程各物理因素对加工精度影响的工艺模型，是实现将数控加工仿真系统运用到实际加工环境的关键，也是实现制造业自动控制与智能控制的必然要求。（2）实现仿真方法的多样性。目前仿真技术所应用的算法很多，其中包括遗传算法、神经网络、信号处理等，这一系列的方法都有助于仿真建模。同时，这一系列算法还能不断优化仿真模型，使仿真技术发展趋向于多样化。（3）几何仿真和物理仿真紧密结合。目前数控加工仿线种仿真，一种是几何仿真；一种是物理仿真。几何仿真比较灵活，能在仿真过程中随意提取几何信息，这些信息能为物理仿真提供依据。在数控加工仿真过程中，只有把几何仿真和物理仿真结合在一起，才能不断完善仿线）虚拟检测技术要对工件的几何量进行测量。以后的数控加工仿真技术中要加强虚拟检测技术的研究，还要进一步研究如何有效地把虚拟通讯系统和检测系统结合起来，在它们之间进行信息和数据交换。

　　虚拟制造技术是数控加工发展方向，数控加工仿真系统是虚拟制造的关键，具有非常多的优点，如提高经济效益、降低成本等，它的不断发展能为企业创造更大的价值。随着一些学者的不断研究，数控加工仿真系统将会越来越智能，越来越符合实际生产。

　　［1］任景刚.数控加工仿真技术发展现状与趋势［J］.航空制造技术，2016（5）：62-66.

　　［2］王占礼，朱丹，胡艳娟，李静，董超.薄壁件数控加工物理仿真研究现状与发展趋势［J］.机床与液压，2014，42（3）：162-166.

　　［3］王占礼，董超，胡艳娟，李静，朱丹.数控加工仿真系统研究现状与发展趋势［J］.制造业自动化，2013，35（5）：41-45.

　　［4］邓朝晖，陶能如，唐浩，万林林，刘伟.磨削加工仿真预报系统的研究现状及发展趋势［J］.金刚石与磨料磨具工程，2012，32（3）：64-68.

　　［5］熊毅，王哲，唐建生，石社轩，陆茵，苏君，高志华.数控加工仿真系统的研究现状与发展趋势［J］.制造技术与机床，2011（12）：71-75.

　　对数控机床来说，最常见遇到的精度问题就是编程原点问题，而且通常都是根据零件的结构以及加工特点进行选择的，因此编程人员必须熟悉零件的结构以及特点，才能够制定出合理的工件坐标系，继而实现每道工序的有序开展。因此说，在建立零件加工坐标系时，应严格注意下列事项，分别是：①要本着有利于尺寸测量的原则设立坐标系；②要选择一个精度较高的表面来作为工件编程原点；③由于加工时有多种计算数值的方法，各种方法的复杂程度都不一样，但是要本着尽量简单的原则，减少繁杂的计算，在减少误差的同时，提高加工效率；④还需要注意编程原点是将零件尺寸转化为刀具运动坐标系的原点，并没有规定严格要求，但是确定标准就是利于坐标计算，要尽量做到基准同一，即实现编程原点与工艺、设计基准相统一的原则。

　　（1）计算节点。现阶段加工零件的轮廓曲线大多比较复杂，由多种不同的几何元素构成，而一般的数控机床都具备圆弧、直线的插补功能，因此对于由圆弧、直线组成的平面轮廓零件，在编程时主要计算各基点的坐标，而对于特殊二次曲线等轮廓的零件，由于一般机床不具备这类功能，只能通过手绘，而手绘最大的问题就是精度计算。通过大量的实际案例分析，手工计算的编程大多有0.02±0.01mm的误差。因此，需要进行下列操作：进行手动计算时，对于中间数据（包括角度值）至少保留小数点后四位；在进行尺寸圆整编程时，要考虑机床的脉冲当量，作为脉冲分配的基本单位，因根据数控机床的加工精度来选定，普通机床的脉冲当量为0.01mm，较精密机床则为0.001或0.005mm。由于脉冲当量直接影响到数控机床的加工精度，因此值越小加工精度也就越高，在按照对冲当量取值时，对尺寸圆整时计算结果也要保留小数点后三位。（2）计算编程尺寸。在零件图纸尺寸基准与编程阶段需要的尺寸基准不一致时，要将图纸上的基准尺寸转化为编程尺寸，然后才能开展后续工作。如果编程尺寸公差带是对称的，可以利用公称尺寸进行编程，这样能够大幅度减少计算量；如果编程尺寸公差是不对称的，则需要分别取两极限尺寸的平均值，在取值时，如果遇到比机床规定最小编程单位还小一位的数值，应尽量向最大实体尺寸靠拢并圆整，唯有如此，才能够在编程时，将零件加工尺寸控制在要求范围内，从而提高零件加工精度。如果图纸上未给出尺寸，则需要通过尺寸基准、尺寸链的计算，最后求得中值作为编程尺寸。（3）选用坐标值。系统插补方式直接决定了插补运算对零件加工精度的影响，现阶段标准型数控系统采用数据采样法以及软件、硬件相结合的两级插补法，而经济型数控系统大多采用脉冲增量法，无论哪种方法都无法避免误差的存在，因此应尽量使用绝对坐标值方式编程，减少各坐标点间出现的累积误差，进而提高零件加工精度。

　　数控机床加工过程中的加工路线就是指刀具中心相对于工件运动的方向和轨迹，也就是刀位点在加工中的运动轨迹和方向，因此说加工路线的确定对于提高加工精度也有着极为重要的作用。此外，加工路线的完整性还对零件加工质量及控制精度产生影响，因此应从下列两方面着手控制：（1）选择进退刀方式。操作时，不规范、不合理的进退刀加工方式，会对零件加工质量尤其是加工精度产生严重影响，特别是在表面连续下刀时，由于受到刀具半径、进给速度以及机床运动误差等影响，零件结构表面会出现凹痕。因此在进行零件加工时，应尽量控制抬刀与下刀的距离。（2）选择铣削方式。通常来讲，顺铣能够有效提升零件表面加工质量，而且实现刀具耐用度的提升，但是这种方式并不绝对，部分零件加工时不宜采用这种方法，例如：零件本身材质因素，其表面存在硬化夹层或夹砂，因此采用逆铣，这不仅能够保障刀具耐久度，还能够有效去除表面夹层；而且在类似于尼龙、塑制材质的零件加工时，也应采用逆铣，不仅能够将零件表面挤光，还能够提高加工质量。

　　案例工件加工面积较大，机加工会产生较大的内应力，内应力较大而未及时予以去除时，会导致工件在运动过程中容易产生变形甚至形成裂纹，因而需要热处理去应力，这就需要机加工时考虑热处理后的装夹、碰数问题，将整个加工过程分成两个阶段：热处理前及热处理后。热处理前需去除大部分材料，只留精加工余量；热处理后需要清除预留的材料，并得到在精度要求范围内的最终零件，精加工使用加工精度较高的德马吉DMC64Iinear加工中心，有效行程640mm×600mm，数控系统为FANUC180i-MB，主轴最高转速12000r/min。热处理前的粗加工分正面、背面、及两侧面四个方位的加工，因热处理去应力后，工件会有所变形，需重新以一个准确的参考基准作为加工碰数基准，像这种大滑块一般以基准角碰数，这就需要一个准确的基准角。粗加工时，预留顶面材料，其平面作为热处理后研磨支撑平面，热处理后可通过磨床，研磨加工出基准角的三个基准面，研磨量为0.2mm，保证其垂直度。热处理后的精加工时，加工方位与热处理前一样，但因背部材料已去除，工件正面加工时（胶位面方向）如何装夹是要考虑的问题。如果用虎钳夹住尾部平位加工，其尾部平位与高度比为60∶322，大概为其总高度的1/6，有2/3的重量处于悬空状态，且正面有较多的材料需要去除，受力不均匀，容易在角位处产生较大内应力，有可能会产生变形或裂纹，并且这么大的滑块装夹、拖表不方便，对机床要求也较高，需要考虑其他装夹工艺。解决方案是在加工背部耐磨片槽时预留工艺凸台，这样在正面加工时可用工装板及垫块紧固装夹固定，其好处是装夹、对数方便，并能较好地平衡加工时的作用力，实用性强。热处理后精加工时，因正面已粗加工，按精加工时的方法将无法装夹固定，这时可考虑使用直角弯板装夹，在数控铣床上去除工艺台背面粗加工时，耐磨片槽后部有一大块相边区域需要去除材料，其尺寸达到261.5mm×174.8mm×280mm，常规的数控加工，需要用刀具一层层的切削，必定会占去较长的加工时间，并且损耗刀具，生产效率不高数控机床。通过分析对比，用线切割加工较为合适，不但能得到一块实用的材料，而且省下很多的时间，同时考虑工艺台，这样线割时将一起切割出来，留0.5mm作为热处理后精加工余量，这样背面方位加工只需加工耐磨片槽，大大节省时间，一举多得。

　　编程分热处理前的粗加工及热处理后的精加工，按不同的方位加工顶面方位、背面方位及正面方位。热处理前粗加工需要去除大部分材料，考虑装夹加工工艺，预留部分材料到热处理后，粗加工整体留预量0.3mm。因篇幅关系，下文重点介绍正面方位的数控编程加工，编程软件为UGNX7.5，机床使用德马吉DMC64Iinear加工中心，数控系统为FANUC180i-MB，主轴最高转速为12000r/min。正面装夹如图4所示，将已线切割余料的工件，通过螺钉与工装板、垫块紧固为整体，并固定于机床工作台上，基准角对刀。

　　加工编程前先设定加工坐标系、安全平面、材料毛坯及加工工件，粗加工使用型腔铣削加工，该模块提供粗切单个或多个型腔、沿任意形状切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能，最突出的功能是对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹，确定走刀方式。零件正面方位的型腔铣削粗加工，加工余量0.3mm，用40R6的圆鼻刀完成主体大部分材料的去除工作，切削模式为跟随部件，封闭区域用螺旋进刀，开放区域用圆弧进刀，区域间的快速移刀为到达安全平面，区域内为前一平面；切削深度为顶面开始深70mm，每刀公共深度为恒定0.3mm，主轴转速为1800r/min，进给为2000mm/min。再采用35R5的圆鼻刀完成次级窄角位的材料的去除工作，加工方法设置与上述40R6刀具一样，控制切削范围，使用参考刀具42R8，对40R6未能加工的区域进行补刀。接着可用更小的刀具进行更小窄角位的材料去除工作，但因粗加工后需要热处理去应力，去应力并不会增加材料硬度，部分更窄角位的余料对整体应力影响不大，为减少工作量，提高加工效率，可不需要进一步粗加工。

　　热处理后材料已去除应力，可完全去除多余材料，但工件表面有变形，需通过磨床研磨加工，重新定好基准。研磨好三个基准面及工艺台面后，按图4所示正面装夹好，整体固定于德马吉DMC64Iinear加工中心上。因滑块正面为产品的表面，要求较高，且正面各层陡峭不一样，可通过切削层深度控制切削范围，分段进行加工，减少移刀时间，优化刀路。如图9所示，先用30R5圆鼻刀进行半精加工，去除热处理前的窄角位材料，切削模式使用轮廓铣加工，切削层深度0.3mm，切削余量为0.3mm，控制切削层深度为0～60mm，完成顶部较凸出部分的清角加工；接着用同样的刀具及加工参数控制切削深度为60～70mm，完成中间较平表面的加工；延续刀具及加工方法IM电竞，控制切削深度为70～140mm，完成侧面垂直面的加工。完成上述刀路后，正面大部分余料已去除，但更窄角位处还有余量，延续上述的加工方法，使用型腔铣模块轮廓铣进一步清角，如图10所示，先用16R0.8的圆鼻刀，再用10R5、6R3的圆鼻刀逐级递减更换更小的刀具进行清角，进一步减少余量。完成窄角位半精加工后，延续半精加工的装夹方法，在同一机床上进行整体表面精加工，以减少装夹对刀过程中的误差。这里采用固定轴铣削加工，该模块提供了完全和综合的，用于产生3轴运动的刀具路径，实际上它能加工任何曲面模型和实体模型，可以用功能很强的方法来选择零件需要加工的表面或加工部位。有多种驱动方法和走刀方式可供选择，如沿边界、径向、螺旋线以及沿用户定义的方向驱动，此外，还可以容易地识别前道工序未能切除的区域和陡峭区，快速完成清除上一次加工的余量，提高工件的加工质量，使精加工时均匀切削。

　　（1）试切法。试切法是数控机床应用较多的一种对刀方法，对刀精度较高，而且对机床本身和数控系统的性能要求较低，因而在机械数控加工领域得到了广泛应用。在进行数控机床对刀时，采用试切法是利用机床自带的检测装置可以对工件和刀具的空间位置进行实时检测来完成的。以绝对试切法对刀为例，首先通过输入相应的控制指令来将机床进行归零操作；然后将工件在机床上进行装夹；接着启动机床，让基准刀具快速移动到工件周围并试切一刀；最后对试切形成的工件尺寸进行记录，并输入到数控系统中，此时系统会自动计算刀具偏移量，并对坐标进行相应的修正。这种方法在数控车床上取得了广泛的应用，不仅可以在加工外圆上修正x轴上的坐标值，还能在加工端面时修正z轴上的坐标值。通过以上步骤就可以实现数控机床的对刀操作，然后进入到下道工序的加工进程中。（2）对刀仪对刀。现实中广泛使用的对刀仪分为机内对刀仪和机外对刀仪两类。以数控车床上广泛使用的机内对刀仪为例，一般是先将刀具安装在刀架上，然后将工件安装在三爪卡盘上，最后利用对刀仪并结合数控系统来构建工件坐标系，从而实现对刀操作。这种对刀方式代替了传统的手工对刀操作，因此可以大幅度提升对刀精度。但这种方法因为要投入运用对刀仪的缘故，所以花费成本较高。

　　（1）机床系统误差分析。当今我国广泛使用的数控系统有日本的FANUC、德国的西门子以及我国教学中使用的华中数控。这三种系统虽然都已经实际应用于数控加工领域，但因为研发地点和背景的不同，所以存在着一些区别。通常来说，大型制造企业往往会优先采用西门子系统，这是因为西门子的机电产品发展历史悠久且性能更加优良，采用它加工的零件不仅尺寸精度和表面质量都更高，而且也支持复杂机械产品的加工任务。此外，日本的FANUC数控系统在国内的一些加工企业中也有所应用，但因为其系统在设计上本身就存在一定误差，所以造成一些数控机床在对刀时也难免会产生误差，进而就给零件的加工精度也造成了一定影响。与前两者相比，国产的华中系统无论是系统本身还是配套设备，误差均大于前两者，所以现实中并没有在企业进行良好的推广和应用。事实上，无论是何种数控加工系统，误差都是难以彻底避免的，但随着数控加工技术的不断发展，尤其是误差补偿技术的应用，促使数控系统的精密度也在不断提升，所以对刀误差也在逐步减小。（2）数控机床本身的误差分析。除了数控加工系统之外，数控机床设备本身的机械工艺性及精密性也会影响到机床的加工性能，进而影响到对刀精度。比如一些国产的数控机床在长时间使用后，因为导轨出现表面创伤或发生变形等原因，会致使对刀过程中存在一定的位置误差。但只要加强对数控机床设备的维护保养，这种误差影响可以被最大限度地降到最低。数控机床设备的生产厂商不同，也会导致机床设备本身的误差存在差异。近年来，随着国家对机械制造产业的重视度不断提高，很多不具备数控机床生产资质的厂商，在缺乏相关的设计和技术的支持下就盲目推出自己的产品。这些产品一旦流入到市场中，那么必然会在使用过程中产生较大的对刀误差，进而严重影响到加工精度。（3）测量误差分析。在数控机床对刀过程中，很多都需要进行人工操作。比如在用试切法对数控车床进行对刀时，就需要对外圆直径进行测量。如果测量中存在误差，那么就会导致输入到数控系统中的数据存在误差，进而产生对刀误差。同时，即使是使用对刀仪等辅助设备进行对刀操作，辅助设备的安装精度和测量精度也会影响到对刀精度。此外，对刀方法的选择也会影响到对刀精度，比如当采用手动方式进行试切对刀时，测量误差对对刀精度就比较大，但如果使用的是数控车床自带的计算机检测装置进行测量试切，就会大大降低对刀误差。

　　对于因数控系统而造成的对刀误差，因为误差本身无法消除，所以导致其对加工精度的影响也难以避免，只能通过运用补偿技术来保证加工质量；对于因机床设备而造成的对刀误差，通常只要做好机床设备的选型，并按时对其进行保养和维护，那么这类误差对加工精度的影响就可以被降到最低。至于对刀过程中的测量误差，可以采用自动检测技术来加以消除，进而有效降低这种误差对加工精度的影响。

　　［1］赵春阳.数控车削试切对刀误差对加工精度的影响［J］.现代制造技术与装备，2017，（2）：94-95.IM电竞