数控机床是高度自动化、智能化的机床，与普通机床相比，可实现高精度、高难度、高效率加工。在数控加工中，从零件图纸到加工出合格工件，是一个既复杂又严密的过程，它包括分析零件图样和工艺处理、数学处理、程序编制和检验及修改、首件试切等过程。每个阶段都需要考虑很多因素，无论哪个环节出现问题，都会使加工成本增加，或使加工中断，甚至加工出不合格工件。下面从5个方面来阐述提高数控加工精度和效率的措施。
1 合理加工路线
1.1 加工轨迹的优化
对编程者而言，最短的走刀路线是必须探究的课题。在数控车床上，对形状复杂的各种不同外轮廓的粗加工，可分别采用G71、G73循环指令进行编程，其中：G71指令的走刀轨迹为“矩形”，粗加工时刀具作平行于坐标轴的分层切削，加工效率相对较高；G73循环指令的走刀轨迹为“型车”分层切削，粗加工时刀具作平行于工件轮廓的分层切削，加工时的空行程较多，加工效率相对较低。实际加工中，对外形尺寸单调递增的轮廓，用“矩形”分层切削去除余量快；对外形尺寸变化不大，轮廓形状不是单调递增的表面，可用“型车”分层切削去除余量。对外形尺寸变化比较大，轮廓形状又不是单调递增的表面，如何优化加工轨迹，使加工时间最短比较图1和图2中的加工走刀轨迹(工件毛坯为棒料)，很明显结果是图2。图1单独采用G73循环指令进行编程，为防干涉，用副偏角较大的外圆菱形刀加工，该刀具刚性差，切削深度相对小，再加上开始几次循环中只有右端少部分表面加工到，空刀很多。图2加工方案是采用G71和G73联合编程，Ｏ到A余最多，用副偏角较小、刚性好的外圆刀，采用“矩形”分层切削法，路径短；A到B外形尺寸变化不大，加工余量小，用副偏角较大的外圆菱形刀，采用“型车”分层切削法加工，无空刀。因此在编程时，技术人员要结合实际情况灵活运用编程指令，优化加工轨迹，真正实现数控加工成本最低、效率最高。
1.2 进刀方式
在数控铣削中，要结合加工零件的工艺性要求去选择合适的进刀方式，保证零件的切削加工精度和加工效率。在铣削平面零件内外轮廓时，应安排好刀具的切入、切出路线。尽量沿轮廓曲线的延长线切入、切出，以免交接处出现刀痕。同时在铣削加工中应根据工件情况选择顺铣还是逆铣。当工件表面无硬皮，机床进给机构无间歇时，应选用顺铣，按照顺铣安排进给路线。因为采用顺铣，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是工件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采川顺铣，工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙叫，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线：因为逆铣时，刀齿是从已加工表而切入，不会崩刀；机床进给机构的问隙不会引起振动和爬行。
挖槽和型腔零件加工中的进刀方式应根据精度要求、切削中的平衡性和可靠性、切削效率等选择下刀方式。对切削部分面积小或对表面粗糙度要求不高可采用垂直下刀；在模具制造中，合金模具铣刀在高速切削时常采用螺旋下刀；对于长条形型腔工件的加工，在无法采用螺旋下刀方式加工时，应采用斜线下刀方式。
在钻孔、镗孔时要考虑刀具的引入长度和超出长度。在数控车床上车削螺纹时，为了尽可能减小伺服驱动系统升降频率突变对螺纹车削所产生的不利影响，要有合适大小的窄刀引入量和空刀退出量。
2 刀具的选择和正确安装
2.1 刀具的合理选择
数控加工臆根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工顺序、切削用量和加T表面形状来选择刀具。刀具选择总的原则足：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加上要求的前提下，尽最选择较短的手柄，以提高刀具刚性。选择刀具时，要使刀具的尺寸与被加工的表面尺寸相适应，在加工中不能发生干涉。图3所示为车削凸圆弧和凹圆弧时因刀具副偏角太大而产生干涉。图4所示足往铣削内角过渡时两相邻轮廓间的窄间小于月刀具直径时出现的过切，需注意的是，外轮廓过渡时轮廓位移小于刀具半径也会产生过切。
数控车削中切槽刀，般根据加工槽宽选择刀具具，刀宽≤槽宽．螺纹刀刀尖角应根据工件螺纹的牙形角来选择。
在数控铣床上粗加工轮廓时，用刃几较多的高速钢波刃立铣刀，切除余量效果好。精加工采用涂层硬质合金赢铣刀，需要注意的是在加工内轮廓时要先用钻头打工艺孔。铣削平面时，选择刀片为硬质合金的盘铣刀。对一些立体型面和变斜角轮廓外形进行加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀，自由曲面加工红保证不过切的情况下，无论是精加工还是粗加工，都应优先选用头。
2.2 刀具的正确安装
刀具的正确安装，是确保数控加T的关键。数控车床上刀具的安装高度要等高于主轴中心线，否则会改变刀具切削加工刚的切削角度，不仅影响加工时的表面质量还会影响加工尺寸。在数控加工中，损坏最严重的刀具就足切槽刀，问题主要m在安装、主轴转速、进给量和程序上，切断或切槽刀安装时刀头部分1支度要比切削深度长2～3mm，主切削刃必须平行于主轴中心线，甭则轻者切出的槽底直径一侧大、一侧小，重者月刃断；螺纹川在安装时要用对刀板进行对刀，保证川具半角要对称。内孔刀在保汪加上长度的前提下，刀杆伸出长度不要太长，否则会因刀杆刚度差而影响内侧加工质量。
3 切削用量的合理选择
切削用量的确定是数控加工工艺的重要内容，它的大小足表示机床主运动和进给运动的重要参数，对加工精度、加工效率、刀具磨损和加工成本均有显著的影响。
3.1 手工编程加工中切削用量的选择
切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。切削深度由机床、刀具、工件的刚度确定，在刚度允许的条件下，粗加工取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产率；精加工取较小的切削深度，以获得较高的表面质量。表1和表2是指导职业技能鉴定考试中加工45钢所用的切削用量，学生在掌握一定技能后，按此用量红规定时间内能加出较高质量的内外综合件，表中参数仪供大家参考。表1是在数控车床上加上的切削用量，外形粗加工切削深度为2mm左右，精加上切削深度为0.5mm左右，内孔粗加工切削深度为1mm左右，精加工切削深度为0.25mm左右，用涂层硬质合金机夹刀，精加工余量不宜太小，否则表面无光泽。表2是在数控铣床上加工的切削用量，精加工预留量为0.5mm左右。
3.2 自动编程加工中切削用量的选择
在自动编程加工中，普通数控加工切削用量参照手工编程，若采用高速数控加工，由于进给速度和加工速度很高，所以进给量要小，切削深度要浅。
4 编程技巧
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，通过不断的总结，提高编程技巧，可以在很大程度上提高加工效率和加工精度。
4.1 减少数控系统累积误差
增量方式编程，是以前一点为基准，连续执行多段程序必然产生累积误差，所以在程序编制时尽量使用绝对方式编程，使每个程序段都以工件原点为基准，这样就能减少数控系统的累积误差。另外在程序中适当插入回参考点指令，可以消除数控系统运算的累积误差，保证加工精度。
4.2 巧妙使用固有程序
巧妙使用数控机床的固有程序，如轮廓循环、切槽循环、螺纹循环、钻孔循环、镗孔循环，使程序简洁不冗长；巧用参数编程、用户宏程序编程解决由数学表达式给出的如椭圆、抛物线、正弦曲线等轮廓的加工问题。
4.3 灵活运用主程序与子程序
在模具加工中，常采用一模多件加工。如果零件上有几处相同的形状，应灵活运用主程序与子程序的关系，在主程序中反复调用子程序，直到完成加工。在程序编制时可以在子程序中用增量编程(如图5所示)或在主程序中用G52设定局部坐标系(如图6所示)、在主程序中采用镜像功能G51.1(G50.1)(如图7所示)、在主程序中采用旋转功能G68(G69)(如图8所示)等(注意指令是FANUC系统)，使程序简洁不冗长。
4.4 正确使用刀尖圆弧半径补偿功能
数控车削加工中使用的外圆刀和内孔镗刀属于尖形车刀，刀尖存在圆弧，精加工锥面或圆弧曲面时应考虑刀尖圆弧半径对加工精度的影响，车削外轮廓时应选择G42、G40建立和取消右补偿，车削内轮廓时应选择G41、G40建立和取消左补偿。若粗加工时是用G71、G73编程，半径补偿的建立和取消可放在程序中精加工轮廓描述段。
5 尺寸精度快速控制
5.1 数控车床尺寸精度快速控制
数控车削中由于刀具磨损、导轨磨损、丝杠螺母间隙等原因，机床使用一段时间后会有误差，再加上测量读数读错，对刀时工件表面粗糙等都会影响零件尺寸精度，所以测量时可先用游标卡尺测量读大数，再用千分尺测量读小数，这样就不容易读错。对于机床的误差，可应用磨耗进行修调，具体操作是在对好刀、自动加工工件之前，在对应刀具的磨耗中预留精加工余量(一般外圆机夹刀可留1mm左右)，按程序完成相应表面的粗精加工后，用千分尺测量修改磨耗(若实测尺寸刚好等于预留尺寸加工件尺寸，则将磨耗中的预留量由原来的1mm改为0mm，若实测尺寸比预留尺寸加工件尺寸大了0.05mm，则将磨耗中的预留量由原来的1mm改为-0.05mm)，注意FANUC系统和SIEMENS系统输入时的区别，在修改磨耗时考虑中间公差，再次执行精加工程序进行精加工后测量，一般都能有效控制好尺寸，若测量尺寸仍大，还可按此方法继续修调(注意尺寸大了多少，磨耗中就应该改为相应的负多少，小了多少就应该改为正多少)。当图中有几处外圆尺寸有公差要求时，按要求最高的修调。若机床导轨误差导致有的尺寸还无法满足要求，可修改程序或对局部表面手动车去多余金属，直到满足尺寸精度要求。
5.2数控铣床尺寸精度快速控制
数控铣削中用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿和长度补偿，可进行粗精加工。在粗加工时，通过在刀具半径补偿和长度补偿中输入适当的数值预留精加工余量，粗加工后，根据测量情况在刀具半径补偿和长度补偿中输入适当的数值，再进行精加工，尺寸肯定在公差范围内。
6 结束语
随着越来越多的数控机床在生产中得到广泛的应用，数控技术人员只有在生产实践中边工作边思考边学习边总结，不断丰富加工经验，并将知识和技巧相融合，才能真正掌握数控加工的实用技能，才能真正使数控机床实现高精度、高效率、高难度的加工，才能真正发挥数控加工技术的优势。
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本文标题：数控加工中提高精度和效率的有效途径
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