采用数控机床完成上述加工只需一次装夹,而用普通机床加工,通常需4次装夹。
1.3 刀具设计
与普通加工刀具相比,数控加工的刀具有以下的特点。
(1)数控加工简化了刀具设计
以加工实例分析,加工表面如图2所示,用粗实线表示。

为了保证位置、尺寸精度,普通加工只能采用双刃成型刀,利用车刀本身的精度,来保证零件的加工精度。而采用数控加工,由于机床能够准确地控制刀具位置,所以可以采用单刃刀代替双刃成型刀。为此而设计的单刃扎槽刀,很好地完成了零件的加工。
(2)特殊刀具的设计
上面分析了数控机床的使用简化了刀具设计,然而并不是说数控加工的刀具简单。因为数控机床承担的是那些普通机床加工困难,甚至无法加工的各种特殊的零件。
加工实例如图3,用粗实线表示。

曲面进行连续加工,没有现成的刀具可供选择,需要专门设计。设计时要考虑曲面的组成,走刀路线、最小圆弧、凹凸变化、是否会发生干涉等因素。考虑到曲面加工是未来数控加工的方向,针对此曲面加工,设计了3种刀具,其刀具结构如图4、图5、图6所示。

其中图4、图5已加工出实物。并用图4所示的刀具对零件 试切,达到了连续加工的目的。
2 数学处理阶段
2.1 计算工作
通常情况下,零件图的坐标选取与加工程序中的坐标选取不一致,这时就需要对坐标进行换算,同时零件图所给出的尺寸并不一定是程序所需要的这时要根据机床特点,计算出程序所需的坐标。对于那些比较复杂的由直线、圆弧所组成的曲面要计算出直线的起点和终点、圆弧起点和终点、圆心坐标。
2.2 刀具刃心的运动轨迹分析
现在大多数数控机床 的数控系统具有补偿功能,可以按照零件图的轮廓直 接编程。但是,加工中常常会出现特殊情况,特别是加工连续曲面时,刀具与工件容易发生干涉(发生碰撞),有时刀具补偿功能无法使用,这时就必须对刀具刃心 的运动轨迹进行分析。
仍以图3零件为例进行分析:
使用设备:绍布林加工中心。
(1)半圆弧刀加工的刃心运动轨迹根据刀具的运动性质和加工路线的分析,我们找到了刀具刃心运动轨迹与零件轮廓之间的对应关系,是一组与零件轮廓对应的平行线段、同心圆、偏心圆所组成的连续曲线,其对应关系如图7所示。


(2)双圆弧刀加工的刃心轨迹 刀具结构如图8。

分析结论与半圆弧刀相同。刀具圆心的轨迹点:

3 程序阶段
程序是数控机床唯一能够识别的语言,它向机床 发出一条一条加工指令,控制着机床的每一步骤,程 度的好坏直接影响到加工的质量和效率。这就需要在 全面了解机床性能,加工的每一环节以及必要的相关 知识的基础上,通过不断的实践,提高编程技能。
3.1 合理使用数控机床的固有程序
数控机床性能的不断提高,不仅仅体现在机械 性能方面,而且更重要的是体现在软件的服务功能 上。对于一般的加工内容,系统中都备有成熟的加工 程序。合理选用系统的固有程序为加工服务,是编程 工作中一项很重要的工作。
3.2 程序管理
按照刀具轨迹或数据处理得到的数据及有关文 件,根据数控机床特定的指令代码,编写零件的加工 程序,它记录着各种信息,不仅包含着加工方法,加 工决窍,而且还反映出一个单位的加工能力和加工 水平。应该使其作为一个特殊的技术文件妥善保管 并存档。对于编程人员,可调用此技术文件减小工作 量;对于生产管理者,可有效控制生产过程。通常情况 下,是把常用的程序输到计算机控制系统。对常用零 件的加工程序,记录下各个程序的零件名称。对于不 常用的程序,要用书面的形式记录下来。对程序中容 易出现问题的地方加上必要的说明,以备将来使用。