1.缺乏职业意识和吃苦耐劳的敬业精神随着国家对职业教育的大力投入，职业学校添置了大量数控设备，逐步走出了数控加工实习实训设备不足的窘境，在增加学生数控机床操作时间的同时，大幅削减甚至取消普通加工的实习时间，忽视了钳工、普车等普通加工对学生职业意识特别是吃苦耐劳精神的培养作用。

　　2.操作能力特别是解决实际问题的能力差很多学校虽然添置了大量数控设备，但出于人身、机床安全方面的考虑，学生的实习材料大多还是铝料、塑料，并没有进入真刀实枪的实战，只是把原来在电脑上的模拟搬到了数控机床上。学生到了企业感觉好像什么都学过，但什么也不会做，需要企业重新培养。

　　3.工艺分析能力基本就是一张白纸有些学校实行从课堂一步到数控机床的教学模式，使得作为数控加工工人必须具备的金属切削原理与刀具、机械制造工艺学等专业基础、专业工艺知识等不能通过实践得到检验，丧失了理论指导实习、实习中总结理论的锻炼机会，很多学生在离开学校时已经把这些应该掌握的专业知识还给了老师。

　　4.动手能力差，手脑并用的能力更差在制造业工作，动手能力最重要。但事实是学数车的不会磨刀，学数铣的不会装夹。很多学校把职业技能鉴定也搞成了应试教育，考什么练什么，更有甚者要求学生背程序。虽然在目前的职业技能鉴定模式下，绝大多数学生都可以在毕业前顺利取得数控中级职业资格证书，但企业不认可，学生也没自信，最后转行也就成了必然。

　　5.质量意识薄弱，测量能力差质量是企业的生命线，是企业生存和发展的根本。学校的“60分万岁”跟企业的合格产品完全是两码事，要生产出合格的产品，就要求工人要有很强的质量意识，具备很好的测量能力。会开数控机床，会编制加工程序，不代表就会测量，特别是关联精度的控制。

　　6.适应、应变能力差企业根据生产需要进行岗位调整时发现，由于有些学校忽视专业知识和普通加工实训的教学，学生适应、应变能力极差，不要说换设备、换工种，就是换数控系统也不行，会法兰克的不懂华中，会华中的不知道广数。个别学校甚至给数控设备配上电脑，把手工编程的教学也免了。

　　现代制造技术是在传统加工技术的基础上发展起来的，自动化的数控机床离不开钳、车、铣、刨、磨等普通加工技术，离开了普通加工技术的奠基作用，数控加工专业教学就是空中楼阁。

　　1.钳工实训对数控加工专业教学的作用钳工是机械制造中最古老的金属加工技术，具有两千多年的历史。19世纪以后，各种机床的发展和普及，特别是数控加工技术的广泛应用，使大部分钳工作业实现了机械化和自动化，但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用的基本技术。钳工作为一种以手工操作为主的工种，在数控专业教学中对学生职业道德、职业素质特别是吃苦耐劳精神的培养具有不可替代的作用。首先，通过钳工实训，可以提高和培养学生的工程实践能力、创新意识和创新能力，培养学生的劳动观点、质量和经济观念，让学生熟悉安全文明生产知识，养成安全文明生产的习惯。钳工实训需要学生细心观察，反复实践，失败了就从头再来，对培养学生一丝不苟、严谨踏实的工作作风最有效。其次，通过钳工实训可以让学生掌握作为机械操作工人必须掌握的钻削、锯削、锉削、铰孔、钻头刃磨、攻丝套丝等基本操作技能，锻炼和提高他们在数控加工中经常用到的画线技能。钳工制作最讲究加工工艺，所以钳工实训也是一个提高学生工艺分析能力的很好途径。再次，通过钳工实训可以更快地提高学生的测量技能。钳工实训可以说是所有机械加工工种中使用量具种类最多、使用最频繁的工种之一，通过钳工实训可以让学生掌握大多数量具的使用和测量技巧。钳工锉配可以让学生更好地理解尺寸精度与形位精度的关系，有利于对学生精度概念和质量意识的培养。第四，通过钳工实训可以培养学生的团队协作精神。学校装配钳工的实训一般分小组进行，需要学生协作完成，有利于提高学生的人际协调素质和沟通素质，激发学生的创造创新精神。学生在完成装配任务的过程中，学习常见机构的装配技巧，体验零件质量对装配精度的直接影响，提高常用夹具的使用技能。

　　2.普车普铣实训对数控加工专业教学的作用数控机床就是在普通机床的基础上加装了计算机数控系统。数控专业开设普车普铣实训，可以为数车数铣技能教学打好基础。通过普车实训，可以让学生对金属切削过程有一个明确的认识，熟悉工件的装夹、刀具的安装、切削原理、走刀路线、技术测量与精度控制、工艺参数等知识与操作技能，使学生对机床切削加工有一个感性认识。普通机床操作是数控机床操作的基础，在学习数车数铣前学好普车普铣技能可以起到事半功倍的作用。

　　首先，通过普车普铣实训，可以提高学生操作机床的水平。普车普铣上有多个操作手柄，可以充分训练学生的眼、脑、手脚的协调性、灵活性，使学生成为身手敏捷、反应快速、动作准确连贯的熟练操作者。而在数车数铣上，并没有这么好的练习效果。

　　其次，通过普车普铣实训，可以强化学生对切削过程和切削用量的感性认识。一些熟练有经验的车工师傅看铁屑形态、凭进刀切削时手的感觉，就可以判断出有多大的切削用量，判断出切削用量是否合理，这种手感在数车数铣上是学不到的。由于普车普铣加工是开放的，学生可以观察到整个切削过程，更容易感觉到声音、振动，观察到铁屑的形状及颜色等，也容易察觉到机床是否存在事故隐患，对刚性、变形、顺铣逆铣的差别等也有更直观的认识。

　　首先，分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的编制及加工结果。分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。看图得出为椭球两配合，单件，材质为45#钢，技术要求：表面粗糙度均为1.6，现有毛坯规格？50mm，长130mm一件。加工工分析如下：（1）从已知条件去选择机床CKA6136/

　　6140均可，如现在以FANUC 0i mate数控系统为例，准备相应的刀具和加工程序。（2）有毛坯规格和配合件对同轴度不难看出，在加工过程中应尽量采取一次装夹全部完成的方法。这对装夹的要求较高，通过计算得出。（3）刀具的选用：刀号01，刀具名称90°外圆车刀，型号YG8 A320，数量1；刀号02，刀具名称切槽刀，刀宽3mm，数量1；刀号03，刀具名称切断刀，5*20mm，数量1；刀号07，刀具名称麻花钻及钻套，Ф12mm*50mm，Ф16mm*30mm，数量各1；刀号08，刀具名称中心钻及钻夹头，A3 Ф1～13mm，数量各1；刀号04，刀具名称内螺纹车刀，M20*1.5mm*30mm，数量1，刀号05，刀具名称外螺纹车刀，M20*1.5mm，数量1；刀号06，刀具名称内孔车刀，Ф16mm，数量1。（4）具体的加工步骤如下：第一，装夹毛坯伸出长度不低于98mm，夹紧并找正。先用08号刀具钻出中心孔，再用07号刀具预制Ф16mm，深度不小于22 mm的孔，达到技术要求。第二，分别对06，04，03号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工内孔及内螺纹，达到技术要求。第三，用03号刀具切断并保证30mm的总长度。把切下的内孔工件①先放一边。第四，先用08号刀具钻出中心孔，再用07号刀具预制Ф12mm，深度40mm的孔，达到技术要求。分别对01，05，02，03号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工外圆及外螺纹，达到技术要求。第五，把切下的内孔工件①配到外螺纹上，用01号刀具加工外轮廓至椭球一半即可，再去掉内孔部分的工件①。第六，用03号刀具切断并保证50mm的总长度外轮廓工件②先放一边。第七，再次使用08号刀具钻出中心孔，用07号刀具预制Ф16mm，深度不小于22mm的孔，并分别对06，04号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工内孔及内螺纹，达到技术要求。把外轮廓工件②配到内螺纹上，用01号刀具加工外轮廓至椭球一半达到技术要求即可，再去掉外轮廓工件②。第八，最后把内孔工件①和外轮廓工件②打毛刺后装配完成即可。（5）编程计算及编写程序（在后面）。（6）程序校验及加工。

　　在利用数控机床进行工件加工时，首先利用编程软件将工件的轮廓尺寸以及加工步骤、顺序用编程语言描述出来，然后通过程序输入界面将程序语言输入到数控装置，数控装置将程序语言转换成数控机床能够识别的加工信息，然后按照加工信息驱动各坐标轴运动，并且在控制中进行实时反馈，使得数控机床的刀具能够严格按照预定程序运动，准确地加工出工件的外部轮廓形状。在数控机床工作中，刀具按照控制程序运动，其相对于各坐标轴的运动单位是通过脉冲当量计算的。当刀具走刀路线为圆弧或者曲线时，数控装置是通过识别加工起点与加工终点的位置，然后在两点之间进行数据点密化处理，将圆弧或者曲线用一段段小直线代替。在加工过程中判断走刀点位于加工曲面内侧还是外侧，进而调整数控机床刀具的运动方向，从而保证被加工工件表面轮廓尺寸的精度。由于数控机床刀具走刀不可能完全沿着曲线表面运行，通过“数据点的密化”对加工段进行插补，在保证工件精度要求的前提下，尽可能实现走刀路线与曲面外形的拟合。

　　现代数控机床集高效率、高精度、高柔性于一身，具有许多普通机床无法实现的特殊功能，它具有如下特点。

　　通用性强。在数控机床上加工工件时，一般不需要复杂的工艺装备，生产准备简单。当工件改变时，只需更换控制介质或手工输入加工程序。因此解决了机械加工单件、小批生产的柔性自动化问题，可显著缩短生产周期，提高劳动生产率。

　　加工精度高、质量稳定。数控机床上综合应用了保证加工精度、提高质量稳定性的各种技术措施。因此控制精度高；机床零部件及整体结构的刚度高，抗振性能好；自动化加工，很少需要人工干预，消除了操作者的人为误差和技术水平高低的影响；在自动换刀数控机床上可以实现一次装夹、多面和多工序加工，可以减小安装误差等。

　　生产效率高。数控机床结构刚性良好，可进行强力切削，有效地节省机动时间，还具有自动变速、自动换刀、自动交换工件和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间缩短，而且无需工序间的检测和测量。生产效率比一般普通机床高得多。

　　自动化程度高。除装卸零件、安装穿孔带或操作键盘、观察机床运行之外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成。可大大减轻操作者的劳动强度和紧张程度，改善劳动条件，减少操作人员的人数。

　　经济效益好。数控机床的加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。

　　在数控机床设备条件允许的情况下尽可能选择集中工序加工，这样不仅可以有效降低工件的装夹次数，提高加工效率。但是考虑到工序过于集中会增加设备的负担，同时加工工序过长，加工出错率也会增加，因此需要根据实际情况酌情确定加工工序的集中与分散程度。同时将粗、精工件加工分开，对较易产生变形的工件粗加工后进行修正以及残余应力的消除，以保证精加工质量。

　　①先安排加工精度低的工件，在安排加工精度高的工件；②考虑加工中工件会发生形变，应该将加工后形变大的工件安排在后面的工序；③要求各工序加工之间能够互不干涉，即要求上道工序不能够影响下道工序的加工以及夹具的安装定位；④尽可能较少加工工序的数量、夹具的装夹次数以及刀具的更换，尽可能采用一次工序、一次工装、一把刀具完成最多的加工流程，从而有效提升数控机床的加工效率，降低无用加工工序；⑤对于有特殊要求的工件要进行单独工序安排，如经过渗氮处理、热处理的工件；⑥加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的重要性来考虑，重点在于工件的刚性不被破坏，以保证整体零件的加工精度。

　　对于数控加工工序设计来说，其主要任务是进一步细化各道工序的加工内容、刀具的运动轨迹、工件的装夹与固定方式以及工件的切削量等内容，进而为编制加工程序做好准备。

　　数控机床的走刀路线是工件加工过程中，刀具按照预定的编程程序运动的空间轨迹。走刀路线不仅反映了工步的内容，也反映出工步顺序，因此走刀路线对于数控加工工艺设计来说具有重要的意义。为了保证设计的走刀路线与实际走刀路线的契合度，在确定走刀路线时应该作出工序简图，将走刀的进刀及退刀方向、距离进行清晰的标注。在确定刀具的走刀路线时应该考虑以下几点：①在保证工件能够加工完成的基础上，尽可能选择最短的走刀路线，以降低刀具的走刀时间，从而在最短时间内加工出最多的工件；②在选择走刀路线时，尽可能选择对于工件形变影响较小的路线，从而有效降低加工中工件的形变程度；③在刀具起刀、抬刀时应该避免在工件轮廓表面上直接进行，应该避开工件的轮廓面，从而有效降低刀具对工件表面造成的划伤；

　　在进行工件夹具确定时应该坚持以下原则：①力求夹具设计、工艺与编程计算的基准统一，提高工艺方案的执行效率；②尽可能做到一次装夹进行相关工序的加工，尽可能保证最少的装夹完成工件轮廓表面的加工。尽可能将相同工装的尽量减少装夹次数，尽可能一次装夹加工出全部待加工表面，对于相同工装的夹具应该安排在一起进行；③保证夹具的坐标方向与机床坐标方向相对固定，能协调零件与机床坐标系的尺寸，避免加工过程中因夹具坐标方向与机床坐标方向变化而造成的尺寸误差；④夹具要开敞，不能够与刀具的运动轨迹相干涉；⑤当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具，尽量避免采用专用夹具；⑥当工件需要进行中批或大批生产需要时，才考虑采用专用夹具，为了降低夹具成本，应该尽可能采用结构简单的夹具。⑦当工件批量较大，有条件时，应采用气动、液压夹具及多工位等高效夹具，以提升机床的加工效率。

　　①刀具的类型应与加工的表面相适应，数控机床、刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头）要配套；②刀具的几何参数应力求合理，要有较高而且较为一致的刀具耐用度，以及足够的刚性。刀具规格、专用刀具代号和该刀具所要加工的内

　　对刀点就是刀具相对工件运动的起点，常常把对刀点称为程序原点，其选择原则如下：①找正容易；②编程方便；③对刀误差小；④加工时检查方便、可靠。为防止换刀时碰伤零件或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的外面，并要有一定的安全量。

　　切削用量的合理选择对提高生产效率和加工质量有直接影响，应根据数控机床使用说明书和切削用量选择原则，结合实际加工经验来确定。最好能作出切削用量表，以方便编程。

　　工艺编程人员要认真分析待加工工件图纸，综合考虑待加工工件的轮廓尺寸、精度要求、材料性质、原材料的热处理要求等工艺要求，从而确定出最佳的工艺加工方案。同时在加工方案确定过程中，要结合数控机床的加工精度、尺寸范围、刀具硬度、夹具工装等要求，以保障加工方案能够实现。

　　在进行工艺处理时，要准确找出刀具的对刀点、起刀点，并且根据工件的加工路线和待加工工件的进刀量，以保障数控机床能够快速高效完成加工任务。在综合考虑现有工艺技术要求的基础上，进行工艺编程。

　　主要任务是根据图纸数据求出编程所需的数据，一般多采用专门的编程软件进行数据编程，或者是将二维或者三维数据通过软件转化为加工程序。

　　数控机床编程人员要结合数控机床的编程形式，不同的数控机床其编程指令编写以及程序格式不相同，如德国西门子系统的数控机床与日本三菱机床其编程方式就不相同。编程人员根据被加工工件的加工要求进行编程语言的编写，并且在程序语言编写完成后认真检查程序指令、格式是否存在错误，及时检查出错误并进行修改，避免因为编程问题对于数控机床加工造成的不利影响。

　　数控机床自动化程度高，但其适应能力较差，在数控编程完成并且输入较难进行调整，因此其没有通用机床的灵活度与自由度高。因此为了保证数控机床的正常工作，就需要从工件加工的每一个环节入手，真正将工艺方案做精做细，从而使得数控机床能够按照预定的程序工作，进而提升工件的加工质量与效率。

　　数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

　　数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

　　数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。数控车床上能完成内外回转体表面的车削、钻孔、镗孔、铰孔、切槽、车螺纹和攻螺纹等加工操作。制定零件的车削加工顺序一般遵循下列原则：先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行。划分加工工序应遵循保持精度原则和提高生产效率原则。数控车床适合加工的零件类型有：轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、精度要求高的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。

　　数控车削加工零件的工艺性分析从以下几个方面人手：零件图的分析（包括零件的尺寸标注方法、几何要素、精度及技术要求的分析），结构工艺性分析以及零件安装方式的选择（力求设计、工艺与编程计算得基准统一，尽量减少装夹次数在一次装夹后完成所有表面的加工）。本文侧重从以下几个方面谈谈数控车床加工工艺的问题：

　　零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。

　　零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。

　　在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。

　　对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。

　　（1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。

　　（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。

　　（2）先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。

　　（3）内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。

　　（4）基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。

　　数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三个自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具IM电竞。实际操作时应合理选择。

　　刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

　　数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S（或切削速度u）及进给速度F（或进给量f）。

　　切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速s（r/min）可根据切削速度u（mm/min）由公式S=u 1000/πD（D为工件或刀/具直径mm）计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。

　　数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其商性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺，以得到最优的加工方案。

　　近年来，随着科技、经济的高速发展机械制造业也出现了前所未有的发展态势，数控机床的加工工艺也从传统加工工艺发展到了引进高速切削加工的模式，高速切削加工不仅降低了加工表面的粗糙程度，保证了加工质量，而且大大提高了加工的效率。数控机床的高速切削加工是现代加工工艺提升的代表，如何能让这种加工工艺在数控机床的操作中更加高效地发挥作用，需要在未来的工作中进行深入探讨与研究。影响数控机床高速切削技术的关键因素包括高速主轴、快速进给系统、高速切削刀具技术、高速切削工艺、高速机床的床身、立柱和工作台，这些因素在加工过程中是需要特别关注的，把握好所有操作细节便会提高加工质量，节省技术成本。本文对数控机床加工工艺进行了研究，高速切削技术的操作机理及加工工艺是本文探讨的主题，笔者还对影响高速切削技术的各种因素进行了分析，并展望了高速切削技术的应用前景。

　　高速加工突破了传统意义上对切削原理的认识。有资料表明，如果在切削速度超过600 m/min的速度以后继续增加切削速度，切削速度不升反降，工件会将切削过程中产生并进入将切削的热量带走，这个观点已经被国外高速加工实验证实。测试证明在大多数实验条件的应用情况下，工件在进行切削时温度不会升高3 ℃以上。如此相对应，金属切除率已定的情况下，实际切削实力在切削速度达到一定速度后基本保持不变。工件在进过高度切削的理想加工后，切屑变形及其收缩加工的实现与应用对航空制造业有着重要的意义。各种相关要素之间要相互协调才能构成高速加工系统，它综合了多项先进技术，机床厂商因此大力进行开发并推出各种关于高速加工的新技术设备。

　　高速切削技术可以加工较为薄壁的零件，对一些脆性材料也可以进行加工，原因与切削速度快有直接的关系。高速切削深度及厚度都相对小很多，切削量也非常少，切削力大大减弱，因此在加工薄壁零件、脆性材料等非常适合，并且速度的提升使同一时间内加工的量增加，带来了加工效率的提高。同时加工精度也受其高速加工的影响，在减少切削热、内应力和热变形等因素后，加工的精度自然有所很大程度上的提高。加工工件表面的粗糙程度也较传统工艺有很大降低，这与高转速减少加工过程中的振动有关，振动减少后加工表面不再像以前一样粗糙，增加了工件的美观程度。

　　想要高速切削加工得到良好实现，高速机床是前提和关键。而高速机床的关键有以下两点：（1）高转速主轴要具有高精度；（2）使用的轴向进给系统的主轴要拥有高控制精度可以提供进给速度和进给加速度。分述如下。

　　（1）高速主轴。高速切削的最关键零件之一就是高速主轴。现在使用10000～20000 r/轴转速的加工中心得到广泛普及，并且开始进行主轴转速高达100000r/min、200000r/min、250000 r/min实用高速主轴的研发。主轴零件在主轴高转速的情况下，受离心力作用发生震动和变形，所以要严格控制因为主轴高速运转摩擦和大功率内装电机产生的热量所引发的高温和变形。因此高速主轴的性能要满足以下要求：①高转速及其范围；②刚性要强且回转精度够高；③热稳定性比较良好；④功率够大；⑤和冷却系统要足够先进；⑥株洲检测系统要够可靠。

　　（2）快速进给系统。高速切削时，为了保持刀具每齿进给量基本不变，随着主轴转速的提高，进给速度也必须大幅度地提高。目前高速切削进给速度已高达50～120 m/min，要实现并准确控制这样的进给速度对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。而且，由于机床上直线运动行程一般较短，高速加工机床必须实现较高的进给加减速才有意义。为了适应进给运动高速化的要求，在高速加工机床上主要采用如下措施：①采用新型直线滚动导轨，直线滚动导轨中球轴承与钢导轨之间接触面积很小，其摩擦系数仅为槽式导轨的1/20左右，而且使用直线滚动导轨后，“爬行”现象可大大减少；②高速进给机构采用小螺距大尺寸高质量滚珠丝杠或粗螺距多头滚珠丝杠，其目的是在不降低精度的前提下获得较高的进给速度和进给加减速度；③高速进给伺服系统已发展为数字化、智能化和软件化，高速切削机床己开始采用全数字交流伺服电机和控制技术；④为了尽量减少工作台重量但又不损失刚度，高速进给机构通常采用碳纤维增强复合材料；⑤为提高进给速度，更先进、更高速的直线电机己经发展起来。直线电机消除了机械传动系统的间隙、弹性变形等问题，减少了传动摩擦力，几乎没有反向间隙。直线电机具有高加、减速特性，加速度可达2 g，为传统驱动装置的10～20倍，进给速度为传统的4～5倍，采用直线电机驱动，具有单位面积推力大、易产生高速运动、机械结构不需要维护等明显优点。

　　（3）高速切削刀具技术。①刀具材料。刀具在数控机床高速切削技术中使用，将要满足下列要求，例如：良好的机械性能、较高的热稳定性、较强的抵御冲击能力、耐磨损等，并且要具有较小和加工材料的亲和力。②刀具结构。为了确保加工人员及数控机床的安全性，高速切削刀具的机构要有严格的要求，必须同时满足静平衡和动平衡两种要求。动平衡对大直径或盘类的刀具要求相对于小直径的刀具要严格很多，刀具外伸较长必须动平衡。要求进行平衡的元件为刀具、主轴和夹头，刀具和夹头组合、刀具与主轴也要进行平衡。虽然目前对刀具结构进行平衡的要求比较严格，但是统一的平衡标准并不明确，这需要在以后的高速切削技术加以制定及明确。③刀具的几何参数。高速切削刀的加工质量、刀具的耐用度等因素都与刀具的几何参数有直接的关系。④刀柄系统。刀柄系统影响刀具和主轴的连接刚性，必须随高速切削技术的发展而不断提高质量。

　　（4）高速切削工艺。数控机床高速切削技术和传统的工艺有着较为明显的不同之处，传统加工技术已经不再适应社会的发展需求，高速加工是新切削方式的代表，为提高加工精细度、提高加工效率、降低加工成本等做出了巨大的贡献。需要在以后的数控机床加工中不断完善加工细节，改进相关技术。

　　目前数控机床高速加工技术受到先进数控生产线的引领，在机械制造业发展状况良好，相关机械制造行业很多都引进了高速加工技术。但是引进的比例相对较小，国家和企业对该技术的认识程度相对较浅，投入的关注、资金以及政策等较少，未能对该技术与本企业的工艺技术有机结合起来，高速加工技术运用程度还是不够普遍。在未来，随着高速加工技术的不断完善与发展，必然会对机械制造相关行业产生更为广泛的影响，国家、企业对高速加工技术的关注会更加密切，引进该项技术更为普遍，利用高速加工技术为本企业创造更多的价值。

　　综上所述，数控机床高速切削加工工艺有着其独特地技术优势，切削原理是现代切削技术发展的基础，提高了加工质量，确保了加工精度，节约了加工成本。高速切削加工的关键技术科学及实操性非常强，为数控机床高速加工工艺的操作提供了有利支持。在未来高速加工技术将会不断得到完善，更多的应用到机械制造行业当中去，为国家带来巨大的经济效益和社会效益。

　　在科技飞速发展的今天，机械加工只有追求高效率、高精度的智能化和绿色化才能适应社会的发展，只有对传统加工工艺的再革新和再继承才能找到现代化制造业的出路，这样才能提高零件的加工精度和表面质量，大大提高厂加工效率和质量，满足了机械行、止品种多、批量大、投资少的要求。本文从数控加工工艺与传统加工工艺的概念、历史背景、工艺特点、工艺结合等方面做简要阐述，以供参考。

　　传统加工工艺是人类经过长期生活、生产的实践累积下的经验和技术，是代代相传的加工工艺。目前，我国的机械制造技术大多数采用传统制造技术，其典型特征是从自然界获取资源，经提炼处理后成为各种工程材料。传统加工工艺通常的程序是从加工起步进入测量环节最后到再加工的一个模式，其加工工艺在某种程度上有一定的随意性，且和人员的经验有很大的关系。

　　另外，传统加工工艺在现代化的工厂很难适应批量的作业方式，很难形成规模以及自动化程度也不是很高。最主要的是在产品使用过程中废气，废物、噪声等污染问题仍然是破坏环境的主要因素。还有让制造商头疼的是传统加工设备及其部件一旦损坏就成为了废弃物，无法回收，不仅造成资源的浪费还有可能造成废弃物的污染，给环境和周边居民的生活带来困扰和危害。

　　数控加工工艺是一门应用技术，它是伴随着数控机床的产生而产生。它的工艺来源于传统的加工工艺，而高于传统的加工工艺。这里所说的源于传统加工工艺是指将传统的加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有机地结合在一起；这里所说的“高于”主要是指这门技术研究的对象与数控设备息息相关的数控装置、控制系统、数控程序及编制方法。

　　数控加工工艺在走向生产线要经过一个复杂、严谨、科学、合理的过程，要将数控加工工艺有条理且科学的设计在数控编程中才能有一个高效率、高水准的数控程序，也才能算得上一项完美的工艺流程。（1）在生产零部件或者产品时，要给编程员提供设计图纸及相关技术文件以供数控加工工艺的分析，对加工方法做出正确的规划设计。（2）选择数控机床的类型和规格，不同类型的数控机床有着不同的用途，在选用数控机床之前应对其类型、规格、性能、特点、用途和应用范围有所了解，才能选择最适合加工零件的数控机床。（3）确定加工坐标系、选择夹具及其辅助工具、选择刀具和刀具装夹系统，规划数控加工方案和工艺路线，划分加工区域、设计数控加工工序内容，编写数控程序，进行数控程序调试和实际加工验证。（4）做好对参加数控加工工艺流程上的所有文件做好备份，做到文件的完善、固化以及安全的存档。

　　由此可见，我们对于数控编程可以这样理解：从零部件的设计图为起点到数控加工程序编制完成的过程，整个过程要经过科学的论证、合理的设计以及严谨的态度。

　　数控加工工艺的内容主要有这几方面：（1）确定数控加工工艺的工序，认真选择参加数控加工当中所需的各种规格型号的零部件；（2）很明确数控加工的方案并制定出加工工序衔接、工序的划分、切削走刀等路线）对刀点、换刀点等工序的调整；（4）分配数控加工工艺的容差；（5）对数控加工工艺的工艺性的一系列指令做好调整和安排。

　　（1）数控加工工艺的一个典型特征是将普通加工工艺完全融入数控加工工艺中，数控加工工艺是数控编程的基础，高质量的数控加工程序，源于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划和数控加工工艺设计；数控加工工艺要考虑加工零件的工艺性，加工零件的定位基准和装夹方式，也要选择刀具，制定工艺路线、切削方法及工艺参数等，从这里也可以看出数控加工工艺的复杂性，以及工艺的多样化。比如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题，和普通机床的加工工艺相比较这是绝对不能忽略的。数控加工工艺对于各种机械的零部件有很强的实用性，可以做到连续且高效的加工，对于复杂的几何形面有很强的技艺制造，它的制造工艺精度高，控制方便。

　　（2）数控加工工艺在走向生产线之前，必须经过反复的论证以及实践测试，而且加工过程的每一细节都必须预先确定，因为数控加工的自动化程度比一般的加工工艺较高，出于对加工的产品的技术保障、安全要求和质量把控的考虑，必须经过实践的检验才能指导生产活动。数控加工工艺是利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面，有一定的难度，而加工过程是由计算机控制，所以零部件的互换性强，更主要的是加工的速度相应加快了，提高了生产效率。

　　（3）数控加工工艺还有一个显著的特点就是要一步到位且有次序性，前面也提到数控加工工艺是一项复杂性很高的工艺，走入生产线一旦发生编程数据错误就会影响整个生产工艺，而且它适应能力较差。所以就要求数控加工工艺从数控编程开始到进入生产线的每一步都要谨慎而严密，都要体现出条理性和高精确度。

　　（4）数控加工工艺在经过反复的理论论证、实验调试验证以及在生产线上可以节省生产时间和成本、提高生产效率和质量方面被验证后就可以作为模板，整个过程是一个不断修改和不断完善的过程，在这个过程中逐步标准化、系列化。

　　（5）降低劳动强度。这是人本主义角度来考虑的。数控加工工艺对工件的加工是按事先编好的程序自动完成的，工件加工过程中不需要人的干预，这就解放了很大一部分劳动力，这对特种作业的操作者来说更有优势，使操作者的劳动强度与紧张程度大为减轻。

　　（6）集合性很强。这一点体现在数控加工工艺把传统加工工艺的许多工序给聚集和结合起来了，减少了生产零部件的专用夹具，进而使得零部件的装夹次数和周转时间在很大程度上缩减。减少加工生产时间也就意味着提高了生产效率，也就节省了生产成本。

　　数控加工工艺比传统的加工工艺自动化程度高，而且实施的步骤也很具体且严谨。但是目前很多客户主要受到传统的机床加工工艺的影响，在加工程序的编制中受到使用循环程序的影响或是约束，在加工同一零件的部位时，往往采用单一的固定的主轴转速和进给量进行编程加工，从而会造成一些生产效率的降低以及零部件不达标的状况发生。这里并不是说要摒弃传统加工工艺，而是要结合起来应用。

　　那些对精度要求不是很高、结构简单而且还不是批量生产的零部件采用传统加工工艺较好，因为采用数控加工工艺优势体现的不明显，所以说在机械制造业繁荣发展的新机遇下，要努力将数控加工工艺和传统的加工工艺很好的结合起来，更好的为多元化的装备制造业和现代化的工业生产制造服务。

　　数控加工工艺的技术应用和发展可谓是一个“中国制造”走向“中国创造”时代的必然趋势，而传统加工工艺为数控加工工艺的发展奠定了良好的基础，提供了优秀的技术经验，可以说，数控加工工艺的工序把传统加工工艺的工序给集合起来了。可以与数控加工工艺优势互补，取长补短。总之，在实际机械加工中数控加工并不是万能的，只有在实践当中把二者的优势和缺点认真分析研究，充分发挥它们的加工效率，寻求工艺上的合理、科学衔接，把数控加工工艺和传统加工工艺有机的结合起来，才能充分发挥两种工艺的优越性，做到技术创新。

　　[1] 田春霞.数控加工技术（数控技术应用专业）（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2011.

　　数控与传统机床在加工上相比，数控机床在技术上有很大优势，是现代科技发展的产物。当前，数控加工中心、数控车在多个方面的加工工艺上都是延续使用着传统加工工艺，将传统的加工工艺与数控机床加工特点进行整合，使得数控机床加工的优势得到发挥。但是，这样沿用传统机床加工工艺是不科学的，技术人员应该根据数控加工的特点，评估出新的加工工艺，使得数控加工技术能够充分发挥其优势。

　　在使用数控加工工艺时，必须要充分考虑零件的定位基准、工艺性以及装夹的方式，还要对工艺的路线进行制定、对刀具进行选择、考虑工艺的参数以及切削的方法等，而对于这些，在传统机床加工时，都可以简化。因此，数控加工工艺在实际使用中要复杂很多，受到影响的因素也较多，在进行使用过程中，必须对数控的编程进行科学且合理的分析，且分析要全面。同样一个加工任务，在使用数控加工时，可以有不同的工艺方案，这是其主要特色之一，是传统加工工艺所不能比拟的。

　　由于数控加工与传统加工的方法与工艺都有很大不同，因此在刀具的选择上也有很大不同。数控加工过程中使用的是高速切削，而传统加工中使用的是速度切削，在这一点上有很大优势，高速切削在加工质量、效率上有很大提高，切削变形情况小，提高加工周期，因此，在加工制造中，应该对高速切削进行适当的增加。目前，使用较多的还有干切削，此方式只需要加入少量的切削液或者是不加切削液，只是刀具要有超高的耐热性。数控加工与传统加工相比，对刀具的要求更高。另外，刀具制造商的地位发生转变，使得刀具行业的作用和地位都有了很大的变化：以往只是单独进行刀具生产与供应，而现在，不仅对刀具进行生产，而且还对切削工艺进行开发与创新，并制造出相应的配套产品与技术；从原来的刀具供应商提升到企业生产制造提高效率、提高质量的重要合作伙伴。

　　进行数控加工时，对夹具有两方面要求：第一，夹具与机床的坐标方向要固定；第二，对机床坐标系与零件的尺寸关系进行协调处理。数控加工中心在对夹具进行选择时，要根据工作台的基准孔与槽来确定位置以及安装要求，这样便可以将机床坐标系与零件之间的尺寸关系确保，这与传统机床加工的重要区别之一。装夹时，主要有两个步骤，即夹紧和定位，在对传统机床进行装夹时，受到机床能力的限制，使得装夹时次数增多。对数控机床进行装夹时，可以进行一次加工多个面，从而使得装夹误差减少。在装夹过程中使用专用夹具，以便于定位与夹紧，但是这样的成本费用非常高，若需要加工的件数量大，则分摊在夹具上的费用是不可以忽视的，因此，在对专用夹具进行设计与使用时，要对此加以重视。数控加工可以通过仪表进行调试，以达到定位标准的需求，此过程不需要专用的夹具，只要普通的压紧元件就可以完成夹紧，从而使得成本极大地降低。

　　对普通机床的刀具路径进行确定时，需要由工作人员自己进行掌控与把握，而在数控加工中，刀具路径在工程编制时就已经确定。

　　数控机床具有一个很大的特点，对于一些传统机床加工时有些加工方法是需要慎重使用的，而这一点数控机床让其变得可以使用。传统加工中的悬臂镗以及利用尾座导向而形成的支撑镗，都被数控机床中的调头镗以及不同形式的固定循环方式所替代。传统加工中使用的空刀法、充填法、修整法以及其他工艺，被形式多样的背镗法、圆弧插补法以及数控修整法所替代。而目前新出的硬切削作为一种新的加工工艺，不仅可以提高工作效率，还极大地降低了成本的投入，使得传统的磨削工艺面临了新的挑战，以切代替磨的工艺将是现代制造加工的发展趋势。干切削这种绿色制造工艺与湿切削相比也有很多优点，但是仍然存在缺点，刀具的耐用程度低、切削力增大使得变形严重，对工件的加工质量无法保证。但是通过对干切削中的影响因素以及特点进行分析，找到弥补措施，此切削方式的优势还是比较大的。

　　在传统加工中，对机床的控制与操纵都是由工作人员凭借工作经验进行完成的，从安全方面以及控制能力上讲是较为保守的，尤其是对曲面与曲线进行操作时，很容易出现错误，为了减少废品率，对切削量进行增大。数控机床在进行加工制作时，是由控制系统来对加工动作进行控制的，无论遇到什么形面的加工，都可以很好地控制，而刀具在工作面上的工作是灵活而自动的，不存在间断现象，在加工过程中，程序会对切削的用量设置出合理的使用值，使得加工效率有很大提高，这一点与传统机床加工相比，有很大优势。目前，在对粗加工采用高速加工时，采用的方案为切削速度高、进给率高、切削量小的组合。在此过程中，需要增加切的数量，但是对加工效率、耐用程度以及系统的刚度进行综合比较，还是非常有价值的。另外，还有一种高速加工过程中，对速度进行自动的优化处理，在切量小的位置加快切削的速度，在加工余量大的位置增加切削速度，从而使得加工的时间缩短，加工效率提高，刀具的损坏率降低，耐用度提高，提高加工质量。对F值进行优化后，切削的速度可以根据余量的变化而不断地变化，在传统机床加工中是无法实现的。

　　在传统机床中，通用机床的柔性非常好，但是在加工效率上很低；而专用机床，加工的效率较高，但是没有较高的零件适用功能，柔性差而刚度大，很难适应市场中产品的不断改型，使得竞争能力弱。对于数控机床来讲，只要对程序进行改变，就可以对新零件进行加工，柔性好，自动进行操作，加工效率高，可以很好地适应激烈的市场竞争。

　　采用数控加工时，自动化程度非常高，对质量以及安全要格外重视。在工艺投入生产前，要对加工工艺进行试验，只有满足生产的各方面要求才能够投入到实际生产应用中。而传统的加工中，工艺文件编写后便可以投入到生产中，作为生产线的指导依据，不需要进行上述复杂的过程。

　　综上所述，数控加工工艺的基础保障是传统加工工艺，是在传统工艺的基础上完善数控加工工艺的，虽然在技术上有一定的先进性，但是仍然有自身的缺点。通过对两种加工工艺的比较，分析得出了二者加工上的优缺点。要正确看待两种加工工艺的优点与缺点，对其进行合理安排与使用，从而提高生产效率。

　　数控加工仿真是以计算机为平台的基于虚拟现实的仿真软件，它通过计算机的编程和建模将加工过程用三维图或者二维图并以动态形式演示出来，面前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，这其中以上海宇龙应用最为广泛，其界面简洁、操作简单，人机交流方便，支持的多种数控系统。其主要优点有几下几点

　　1.1提供多种数控机床和数控系统上海宇龙仿真软件提供车床、立式铣床IM电竞、卧式加工中心、立式加工中心；控制系统有FANUC系统、SIEMENS系统、三菱系统、大森系统、华中数控系统、广州数控系统以及上海市技能鉴定机构所采用的PA系统。丰富的刀具材料库采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库，刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀，支持用户自定义刀具以及相关特征参数。鉴于各高校资金等方面原因，一般的高职院校不可能购买所有的数控机床和数控系统，同时随着机械行业的不断发展，将会涌现出更多新的机床和系统，而高职院校不可能更新如此频繁，数控仿真软件在很大程度了弥补了这一不足，学生可以在仿真系统上进行各种最新的数控系统的仿真操作，紧跟社会发展，为今后的就业打下坚实基础。

　　1.2模拟程度高，安全性高数控仿真系统实现机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程；毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等仿真。数控仿真系统实现加工运行全环境仿真。仿真数控程序的自动运行和MDI运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。尤其是切削路线的显示在很大程度了帮助了学生对现有的程序进行有效的修改。数控仿真系统实现全面的碰撞检测。仿真系统中的手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀柄刀具与夹具、压板、机床等碰撞，也包括机床行程越界及主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。通过碰撞检测能实时发现问题并及时对已有的数控程序进行IM电竞修改。数控仿真系统实现数控程序处理。数控仿真能够通过DNC导入各种CADCAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序，还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。完全模拟了现实机床的数据传输方式，使得学生通过仿真后就能很快在机床上进行操作加工。

　　1.3便于掌握学生学习动态上海宇龙仿真软件具有记录考试操作全过程和考试结果的功能以及多种回放方式，便于教师及时掌握学生学生动态并给与相应的指导。同时该仿真软件具有互动教学功能，教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。

　　1.4弥补了各院校设备不足的情况由于数控设备价格昂贵，尤其是多轴数控机床价格偏高，很多各高职院校无法购买较多的设备和系统进行教学，加上实训环境等多种因素影响，目前很多院校实习实训的都是几个学生一台数控设备进行操作，这样必然使得每个学生独立操作设备时间大量缩短，从而导致学生不能更全面的掌握数控方面的知识。而数控仿真系统弥补了这一不足，一台电脑就可以模拟进行数控加工，学生可以先在仿真系统上对程序进行模拟仿真操作，针对出现的问题对程序进行改正和改进，这样大量缩短了学生在实际操作中熟练操作面板和修改程序、校验程序的时间，有效的提高了数控实训的效率。

　　当然，仿真系统毕竟只是虚拟仿真的一个软件，与现实的设备还是存在一定的差别，其主要缺点有：（1）无法验证程序的准确性仿真软件只验证程序的可行性，无法验证其准确性，比如在直线加工过程中，应该采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常进行，不会出现报警显示，而在实际加工过程中，直线指令。仿真软件无法验证选择的切削用量是否合理，刀具是否选择合理，而在实际的加工过程中切削用量是最重要的工艺分析，往往很多同学在仿真时随意设置切削用量导致实际加工中出现尺寸偏差，严重的会出现撞刀等情况。（2）对于有些指令仿真软件不支持比如上海宇龙仿线版本的不支持宏程序编程，不支持倒角指令编程，现在新升级的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。这样华中系统的倒角指令就无法仿线）无法实现复杂零件的加工检测上海宇龙仿真软件虽然能实现零件的加工仿真，但是对于复杂的零件，比如配合件，无法实现配合件的组合和检测功能，这不得不说是个遗憾。同时在装夹上，实际加工过程中很多地方是不能进行装夹而仿真时任何地方都可以进行装夹，比如圆锥、螺纹处，这样在一定程度上给初学者带来一定的误解。

　　综上所述，数控仿真软件在数控加工中有着广泛而重要的应用，尤其在高职院校已经成为机械加工必不可少的软件，虽然仿真软件还存在一些缺点但是这些缺点我们可以通过各种方法去改进和避免。在实际的数控加工过程中，我们必须充分发挥数控仿真软件的优势，合理、科学、有效的利用软件为我们教学服务，为学生服务，为我们数控加工服务。

　　[1]上海宇龙软件工程有限公司.数控加工仿线数控仿真技术与应用实例详解[M].北京:机械工业出版社,2012.

　　数控铣床是在普通铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同。工艺分析是对零件进行数控加工的前期准备。如果工艺分析不周全，工艺处理不合理，会导致数控加工时出现错误，严重的会出现废品。因此，保证和提高零件的加工质量和生产效率的关键是正确、合理地对零件进行工艺分析。认真仔细地分析零件图，确定工件的装夹方式，正确选择数控机床，确定数控加工刀具、正确选择切削用量，正确设置进退刀方式等是工艺分析的重要内容。故数控铣床在加工时应注意以下几个方面。第一，正确合理地选择夹具：其一，尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具，数控铣零件大多为方形或箱体零件，可采用平口钳或压板进行装夹；其二，装夹时应尽量采用基准重合原则，可以避免基准不重合误差。[1]第二，合理选择刀具。铣刀的种类有很多，根据零件的形状、零件的加工精度及表面质量的要求以及生产效率等因素合理选择刀具：一是根据零件特征，加工平面和台阶面应选择面铣刀，加工凹槽应选择立铣刀，加工型腔、三维曲面等应选择球头铣刀等；二是根据加工方式，粗加工时应选择强度高、可转位刀片刀具，以便满足粗铣时大背吃刀量、大进给量的要求，同时通过更换刀片降低成本。精加工时应选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求；三是合理选择铣削用量。在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。铣削用量的要素包括铣削速度Vc、进给率f、背吃刀量ap和铣削宽度ae,铣削时，由于采用的铣削方式和选用的铣刀不同，背吃刀量ap和铣削宽度ae的表示也不同：其一，背吃刀量或铣削宽度的选择。背吃刀量或铣削宽度的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。在工件表面粗糙度值要求较大时，粗铣一次进给就可以达到要求；在工件表面粗糙度值要求较小时，可分粗铣和半精铣两步进行；在工件表面粗糙度值要求很小时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行；其二，进给量和进给速度的选取。切削时的进给速度应与主轴转速和背吃刀量等切削用量相适应，不能顾此失彼。工件刚度差或刀具强度低时，应取小值。加工精度和表面粗糙度要求较高时，进给量应选得小些，但不能选得过小，过小的进给量反而会使表面粗糙度增大。轮廓加工中，选择进给量时还应注意轮廓拐角处的“超程”和“欠程”问题。另外，在切削过程中，由于切削力的作用，使机床、工件和刀具的工艺系统产生变形，从而使刀具产生滞后，在拐角处会产生欠程现象，采用增加减速程序段或暂停程序的方法减少由此产生的欠程现象。选取切削速度时应按以下原则：粗铣时切削负荷大，Vc应取小值；精铣时，为减小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可转位硬质合金铣刀时，Vc可取较大值；实际铣削后，如发现铣刀寿命太低，应适当降低Vc。[2]第三，合理选择切削液。切削液的作用是为了提高切削加工效果。切削液的种类也很多，在加工中应按实际的材料、加工方法以及机床等因素综合考虑后再选择。例如高速钢刀具热硬性差，一般应使用切削液；切削铜、铝及其合金，不能使用含硫的切削液；切削镁合金，不能使用水基切削液，以免引起燃烧。第四，确定加工路线。加工路线是指刀具相对零件的运动轨迹和方向。刀具在切入和切离工件时，应沿外轮廓曲线延长线的切向切入和切离工件，以避免在切入和切出处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外轮廓曲线平滑过渡。内轮廓的加工主要是要解决Z向切深进刀的问题，通常加工内轮廓的Z向进刀方式主要有以下几种：垂直切深进刀、在工艺孔中进刀、三轴联动斜线进刀、三轴联动螺旋形进刀。与此同时，在保证加工精度和表面粗糙度的前提下，应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。第五，加工余量的确定。加工余量可通过经验估算法、查表修正法、分析计算法来确定，确定加工余量应遵从以下原则：一是总加工余量和工序余量要分别确定；二是大零件取大余量。零件越大，切削力、内应力引起的变形越大，所以对余量要求也越大；三是余量要充分，防止因毛坯表面缺陷未能完全切除即达到规定的尺寸要求而致使工件报废；四是，采用最小加工余量原则。在保证加工精度和加工质量的前提下，余量越小越好，以缩短加工时间，同时减少材料消耗，降低加工成本。

　　第一，修改程序保证尺寸。在数控加工中，人们经常采用这样的方式进行加工：程序自动运行后，进行测量，发现工件尺寸达不到要求，而且尺寸变化无规律。针对这种情况，可利用修改程序的方法来保证加工质量。如图中要求Φ30mm，实际测量为Φ30.06mm，可在软件中将加工余量减少0.03（单边值）。第二，修改刀补保证尺寸。若加工中尺寸变化有规律，如X和Y向的尺寸全部都比图中尺寸大0.1mm，可通过修改刀补的方法保证加工精度。具体方法是：将该号刀的刀补减小0.05mm。

　　总之，要保证零件在数控铣床上的加工质量和加工效率，必须充分对零件进行合理的工艺分析、按图纸要求编写加工程序，掌握数控铣床的操作技能，并进行全程控制。

　　通过将计算机技术、通信技术、传感技术以及光、机、电等诸多技术与现代制造技术融合在一起，以实现数字化对机械进行加工以及运动工程进行控制制的技术成为数控技术。目前数控技术主要利用事先编制好的程序，通过计算机来实现对设备的控制。因此数控技术具有效率高、自动化程度高、精密度高等优点。数控加工技术的具体加工特点如下：①对于换批加工和新产品的研发，只需通过改变数控机器内的参数便可实现，因此对产品的改良和新产品的研发带来了很大便利。②缩短加工时间，提高效率。数控技术可以实现一次装夹完成多道工序的加工。这样既保证了加工精度又大大缩短反复装夹浪费的时间。③提高产品品质。利用数控技术可以实现对复杂零件及零件曲面任意形式的加工，这是普通机床难以完成的。④模块化、标准化加工。通过对数控技术的模块化设计，可以大大减少换刀时间及安装时间，从而实现对一种部件的模块化、标准化加工。

　　现代数控技术融合了计算机技术、电子技术、自动化技术，具有高精度、高效率等特点而日益成为现代机械加工控制技术的发展方向。另外，现代数控加工技术能将各个单独系统组成模块形成自动化生产线，从而为实现大批量、高效率、自动化加工零件带来可能。自动化生产的同时也可以大大降低生产成本。

　　数控技术因其优势而被广泛使用，也很快得到人们的认可。其在机械加工领域的应用体现在以下方面：

　　数控系统一般由控制单元、驱动单元和执行单元三部分组成。工业生产中数控技术主要运用在机器设备生产线上，以实现大规模集成化生产。如：传统工业如食品加工、造纸印刷行业等；以及恶劣劳动环境下如重工业金属冶炼、化工行业、农药加工、资源开采等方面。数控技术的应用有助于实现大规模自动化生产，因此在恶劣复杂条件下，数控技术有助于改善劳动条件、减少劳动强度、保障人员安全等优点，再加上数控技术高精度、高效率的特点在兼顾质量的同时保持效率。通过编制计算机程序，来控制计算机发出指令到驱动单元，然后由驱动单元带动执行机构实现自动化加工生产。通过传感系统和检测技术控制零件的加工精度以保证质量，若出现错误和故障，传感器和检测系统就会发出故障信号给计算机系统，计算机系统控制发出报警信号，并自动控制系统停止工作以保护机器。

　　数控技术在机床设备加工中的应用更是普遍，现代数控技术是机床设备加工工艺实现现代机电一体化组成中不可或缺的部分。数控技术在机床加工中应用是机床加工工艺发生了革命性的变化。首先数控技术对机床加工设备的控制能力发生质的飞跃。如今我们可以控制设备实现对物件任意形式的加工。通过将刀具、工件之间相对位置、主轴、刀具、速度以及冷却泵的启停等各种设备按照既定动作编排到计算机上，然后计算机发出控制指令实现对所需要部件的加工。

　　现代汽车工业对零部件的要求极为苛刻，传统加工技术已无法满足现代汽车工业的要求。如今现代数控技术在汽车工业零部件加工和组装中处于支配地位。数控技术使汽车使得汽车两大加工中心合为一体，实现一体式流水线自动加工生产，同时数控技术还具有快速控制，使得加工中心具有高速性。这种“高柔性”与“高效率”的结合，不仅满足了产品更新换代的要求，而且能实现多品种，中小批量的高效生产的特点。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术和集成制造技术等，在汽车制造工业中得到了广泛深入的应用。

　　煤炭在我国能源结构中占有重要地位，尤其今年来采煤业发展突飞猛进。作为采煤业必不可少的设备采棉机决定煤炭企业的效率。采煤业以其复杂环境、恶劣条件使得传统加工工艺已越来越无法满足现代采煤业的要求。传统机械加工难以实现单件的下料问题，而数控技术通过对材料进行切割就很轻松地解决了这个问题，它代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对象为采煤机叶片和滚筒，从而进一步优化了套料的选用方案。数控技术在采煤机上的应用优势体现在以下几个方面：①切割速度快，提高了采煤效率。数控技术的快速控制使采煤机的快速切割成为可能，切割叶片能在一定时间内完成更多的采集提高了采煤速度。②提高采煤机自动化，降低劳动强度和人工采矿的危险性。自动数控技术在采煤机上的使用不但提高采煤机自动化而且降低劳动强度和危险性。③提高加工质量和效率。数控气割机可自动可调的补偿切缝，一些零件的焊接坡口可直接割出，从而提高了生产效率。另外它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，这样就可以通过调节切缝的补偿值来精确地控制毛坯件的加工余量，更好地配置资源，实现最优化生产。

　　传统兵器工业机械加工已经成熟且自成一体。如果全面更换使用现代数控机床技术，既不经济又不现实。因此充分利用现有资源将原有加工机床与现代数控技术结合在一起，这样既可以节省成本又可以提高加工精度以满足兵器工业机械加工现代化要求。对于加工工艺要求不高的部件我们可以运用传统机床进行加工生产，对于加工工艺要求较高的部件我们可以运用数控机床进行加工生产，这样避免了资源的浪费。数控机床以其高精密性、高稳定性、可复制性因此能满足兵器工业机械加工的规模化和大量生产。对传统机床的改造赋予其现代数控技术使普通机床变成了全新概念的数控机床，最终达到投入资金少，方便操作，功能和精度都普遍提高的效果。因此现代数控技术必将为兵器加工工业带来新的飞跃。

　　在数控技术的应用当中,对所加工的零件中的各种信息进行数字化,按照特定的编程方法进行数控车床的加工,从而对机床的各个部件的预定行进轨道与行进速度进行合理的规划。所以,在数据机床的数控加工中,合理的进行加工程序的编写非常重要。经过长期的实践表明,合理的程序编制需要包含很多计算因素,下面就对数控车床的加工程序编制过程中的数值计算方法进行详细论述。

　　基点计算是程序编制中的关键环节,相邻的基点间所形成的几何元素决定着零件的轮廓。所以在编程时应该按照基点去划分程序段,程序段间的近似区间越大,则基点的数目应该越小。假设程序段间的误差为d,d应该小于等于规定编程误差范围,且d的取值应当在1/5到1/10间。基点计算目前分为两种计算,分别是人工计算与绘图计算,人工计算要求程序的编制人员具有一定的初等数学能力,熟悉掌握方程计算与三角函数计算的方法,具有实用性强的优点,但是相比之下效率较低且失误率高。绘图计算则是可以充分利用计算机中的绘图软件将数控加工所需的相关图样进行直接的绘制,但是这要求程序的编制人员有一定绘画基础与绘图软件的使用能力。总的来说,这两种计算方法各有千秋,在数控加工的编程计算中应该结合使用、取长补短。

　　多数的数控机床并不具备非圆曲线的插补指令,而在编制非圆曲线数控程序过程中一般使用直线和圆弧来替换的方法来进行编程,因为直线替换法的操作简单,其表现形式也比较直观,所以精度要求的满足条件下,通常是以直线]。节点就是直线线段与圆弧线段之间的交点,这些直线段和弧线线段在图形的构成中可以对一些曲线非圆线段进行代替,而这些图形无法通过直接的计算求出相关的坐标点,节点计算的零件其形状往往较为复杂,因此,节点计算就根据零件的精度求出坐标值,其算法最好采用就算量较大的人工计算法进行计算。

　　刀位点即刀具的定位基准点,在数控车的加工中可以标志出刀具不同位置的坐标点,刀位点的计算应该根据不同类型的刀具而异,不同类型的刀具其刀位点也不尽相同,对于刀位点的轨迹计算而言,刀位点可以是刀尖位置点也可以是圆心位置点[2]。

　　毛坯棒料的数控机床加工工件的程序原点如图1所示。加工方法:第一,确定加工的路线,按照先主后次,先粗后精的加工原则进行加工路线的确定,采用一种固定循环的指令对零件的外轮廓进行加工,然后再进行精加工,最后再进行切断;第二,在刀具的选择上应当进行四把刀的选用,一号刀具为粗加工外圆车刀,2号刀具为精加工外圆车刀,3号刀具为切槽刀,四号刀具为车螺纹刀,使用试切法进行对刀,在对刀的同时把端面进行合理的加工;第三,合理选择切削的参数,各工序的切削速度与进给速度如表1所示;第四,进行程序的编制,最关键的是确定工件右端部与轴心线数控车的加工

　　数控车床加工本身就是一种高精度、高效率的自动化机床用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。是通过圆柱形坯料做旋转运动,刀具沿轴向进给,从而加工出精确的直径,以及合理的加工深度的加工方法。

　　在数控车床的加工中,有许多的事项值得注意,具体可以分为两个方面:一方面,控制切削用量。切削用量是切削时各运动参数的总称,包括切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)数控加工。要确保数控车的零件加工的精度,降低生产的成本,提高生产率,就要时刻注意对切削深度,进给速度的把控。另一方面,注意高效率走到路线的选取。走刀路线决定着数控加工中刀具的运动轨迹和工件表面的粗糙程度。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来,确保最小化走到路线,减少走刀时间,从而提高工作效率。

　　编制加工程序是整个数控车加工的重要一环,一个完备的数据车加工程序应当是多个程序段的统一,利用基点的计算去划分程序段,确保程序段的误差在五分之一至十分之一之间。每一个程序段的加工动作完成都称为“字”,在数控车的加工程序编制中,主要利用“字”。“字”包括准备指令G与辅助指令M,其中G指令用于为机床设计运动方式,M指令用于机床描述在进行数控加工时而采用的一切工艺手段。第一,手工编程在数学的处理上建立一个基点的坐标体系,根据图纸要求的加工路线去计算基点的几何元素起点,对于数控系统的插补功能不能满足零件的几何形状时,则必须对曲线上的一定数量的离散点进行详细计算,利用节点算法算出点与点之间的距离,再去按照精度计算出节点间的距离。第二,自动编程相对于手工编程来说,其优势是可以利用计算机的软件来进行数控程序的编制,程序的编制人员只要按照零件的图样要求将其翻译成数控语言,然后将其输入到软件当中,有软件进行自动化的数值计算和处理,在编写完成后,将加工程序通过数控语言的形式输入进数控机床,来进行机床工作的智慧。但是自动编程的操作较为复杂,需要对计算机及数控软件较为精通的人员进行自动编程。

　　在数控车加工程序编写完毕后,要养成良好的程序检验习惯,不应对加工程序的编写存在侥幸程序。加工程序的校检工作应该具有以下四步,第一,检测刀具和约束面之间是否存在碰撞与相互干扰;第二,关于刀具类型的选择是否科学合理;第三,是否对切削量进行合理的设置;第四,最终的程序是否可以满足加工需求。如果在上述的校检过程中出现错误,那我们需要及时的发现问题并使用软件进行加工模拟,然后重复程序的校检直到最终加工需求的达成。

　　一台数控车床的造价相当不菲,对于其的加工程序的编制一定要进行认真的研究与考察,掌握其的工作性能与加工的范围。数控车在进行数控程序的编制中,合理对其相应的数值计算方法进行沿用可以降低错误率,提高编程效率,如果要对数控加工程序编制充分掌握,就一定以人工计算的方法进行练习,才能了解数控编程的原理。

　　配这类数控系统的机床进给轴为数控轴，多采用伺服系统。由于80年代齿轮加工数控化刚开始起步，当时数控技术无法满足齿轮加机床展成分度链的高同步性的要求,因此展成分度链和差动链仍为传统的机械传动。这种数控加工方式，调整比机械式齿轮加工机床要方便的多。它们可以通过几个坐标轴的联动来实现齿向修形齿轮的加工，省去了传统加工修形齿轮所需要的靠模等装置，提高了生产率和加工精度。但是这类齿轮加工数控系统属经济型数控系统，由于其展成分度链和差动链仍为传统的机械式，齿轮加工精度取决于机械传动链的精度。目前这种齿轮加工数控系统多用于对现有机械式齿轮加工机床的数控改造。

　　近年来，由于计算机技术的迅猛发展和高精度、高速响应的伺服系统的出现，全功能数控齿轮加工机床已成为国际市场上的主流产品。全功能数控指不仅齿轮机床的各轴进给运动是数控的，而且机床的展成运动和差动运动也是数控的。目前展成分度链和差动链的数控处理方法不尽相同，有基于软件插补以及基于硬件控制的两种类型。

　　这类数控系统的刀具主轴一般采用变频装置控制，工件主轴通过数控指令经伺服电动机直接驱动。目前国产数控齿轮加工机床所配置的数控系统大多为国外知名品牌的通用数控系统，因而都是采用这种基于软件插补的数控加工方式。

　　基于软件插补方法的优点是工件主轴的转速完全由数控系统的软件控制，因此，可以通过编制适当的软件，用通用的刀具来高精度快速地加工非圆齿轮、修形齿轮，且加工精度远远高于传统的机械靠模加工方法。

　　目前，由于控制精度、动态响应等方面的原因，基于软件插补的齿轮加工数控系统还不能胜任高速高精度磨齿机的要求。随着计算机速度的不断提高、新控制方法的出现和控制精度的提高，这种方法的应用面越来越广。基于硬件控制的齿轮加工数控系统在传统齿轮机床的展成分度链中，刀具和工件是由同一个电动机来拖动的，传动链很长，并常需要采用精度不易提高的传动元件(如锥齿轮、万向联轴节等)，所以提高机床精度受到限制。

　　目前多采用光电盘脉冲分频分度传动链。砂轮主轴以固定转速旋转，并带动发信元件(如光电盘)，光电盘信号经数字分频后，控制工件轴伺服电机以一定的转速旋转以实现精确分度传动关系。同时把机床的差动链也纳入控制系统。

　　基于硬件控制的齿轮加工数控系统的优点：采用硬件控制，特别是采用高同步精度的锁相伺服控制时，精度高，响应速度快。缺点：机构上比较复杂，比软件插补的方式多一个硬件控制电路部分。硬件控制的电子齿轮比(差动系数、主传动比)，目前还不能做到实时修改，即不能实时改变工件主轴的转速，因而不能用于加工非圆齿轮等。

　　非全功能数控系统由于加工精度取决于机械传动链，仍存在交换挂轮，操作较繁，已较少使用。目前多用于现有机械式齿轮加工机床的数控化改造；基于软件插补的齿轮加工数控系统具有柔性大的优点，可以很方便地通过程序控制，能加工非圆齿轮和各种修形齿轮，因而在加工精度不高的滚齿机和插齿机中有广泛的应用；基于硬件控制的齿轮加工数控系统，由于展成运动是直接采用硬件控制，特别是采用跟踪精度极高的锁相伺服技术时，能很好地保证齿轮机床差动和展成运动精度，响应速度快，但柔性差，适于加工精度要求高的磨齿机。

　　全功能的齿轮加工数控系统在国际上已是主流产品，也必将在国内成为主流产品。

　　磨削技术除向超精密、高效率和超硬磨料方向发展外，自动化也是磨削技术发展的重要方向之一。

　　目前磨削自动化在CNC技术日趋成熟和普及基础上，正在进一步向数控化和智能化方向发展，许多专用磨削软件和系统已经商品化。磨削是一个复杂的多变量影响过程，对其信息化的智能化处理和决策，是实现柔性自动化和最优化的重要基础。目前磨削中人工智能的主要应用包括磨削过程建模、磨具和磨削参数合理选择、磨削过程监测预报和控制、自适应控制优化、智能化工艺设计和智能工艺库等方面。近几年来，磨削过程建模、模拟和仿真技术有很大发展，并已达到适用水平。