數控機床是高度自動化、智能化的機床，與普通機床相比，可實現高精度、高難度、高效率加工。在數控加工中，從零件圖紙到加工出合格工件，是一個既復雜又嚴密的過程，它包括分析零件圖樣和工藝處理、數學處理、程序編制和檢驗及修改、首件試切等過程。每個階段都需要考慮很多因素，無論哪個環節出現問題，都會使加工成本增加，或使加工中斷，甚至加工出不合格工件。下面從5個方面來闡述提高數控加工精度和效率的措施。
1 合理加工路線
1.1 加工軌跡的優化
對編程者而言，最短的走刀路線是必須探究的課題。在數控車床上，對形狀復雜的各種不同外輪廓的粗加工，可分別采用G71、G73循環指令進行編程，其中：G71指令的走刀軌跡為“矩形”，粗加工時刀具作平行于坐標軸的分層切削，加工效率相對較高；G73循環指令的走刀軌跡為“型車”分層切削，粗加工時刀具作平行于工件輪廓的分層切削，加工時的空行程較多，加工效率相對較低。實際加工中，對外形尺寸單調遞增的輪廓，用“矩形”分層切削去除余量快；對外形尺寸變化不大，輪廓形狀不是單調遞增的表面，可用“型車”分層切削去除余量。對外形尺寸變化比較大，輪廓形狀又不是單調遞增的表面，如何優化加工軌跡，使加工時間最短比較圖1和圖2中的加工走刀軌跡(工件毛坯為棒料)，很明顯結果是圖2。圖1單獨采用G73循環指令進行編程，為防干涉，用副偏角較大的外圓菱形刀加工，該刀具剛性差，切削深度相對小，再加上開始幾次循環中只有右端少部分表面加工到，空刀很多。圖2加工方案是采用G71和G73聯合編程，Ｏ到A余最多，用副偏角較小、剛性好的外圓刀，采用“矩形”分層切削法，路徑短；A到B外形尺寸變化不大，加工余量小，用副偏角較大的外圓菱形刀，采用“型車”分層切削法加工，無空刀。因此在編程時，技術人員要結合實際情況靈活運用編程指令，優化加工軌跡，真正實現數控加工成本最低、效率最高。
1.2 進刀方式
在數控銑削中，要結合加工零件的工藝性要求去選擇合適的進刀方式，保證零件的切削加工精度和加工效率。在銑削平面零件內外輪廓時，應安排好刀具的切入、切出路線。盡量沿輪廓曲線的延長線切入、切出，以免交接處出現刀痕。同時在銑削加工中應根據工件情況選擇順銑還是逆銑。當工件表面無硬皮，機床進給機構無間歇時，應選用順銑，按照順銑安排進給路線。因為采用順銑，零件已加工表面質量好，刀齒磨損小。精銑時，尤其是工件材料為鋁鎂合金、鈦合金或耐熱合金時，應盡量采川順銑，工件表面有硬皮，機床的進給機構有間隙叫，應選用逆銑，按照逆銑安排進給路線：因為逆銑時，刀齒是從已加工表而切入，不會崩刀；機床進給機構的問隙不會引起振動和爬行。
挖槽和型腔零件加工中的進刀方式應根據精度要求、切削中的平衡性和可靠性、切削效率等選擇下刀方式。對切削部分面積小或對表面粗糙度要求不高可采用垂直下刀；在模具制造中，合金模具銑刀在高速切削時常采用螺旋下刀；對于長條形型腔工件的加工，在無法采用螺旋下刀方式加工時，應采用斜線下刀方式。
在鉆孔、鏜孔時要考慮刀具的引入長度和超出長度。在數控車床上車削螺紋時，為了盡可能減小伺服驅動系統升降頻率突變對螺紋車削所產生的不利影響，要有合適大小的窄刀引入量和空刀退出量。
2 刀具的選擇和正確安裝
2.1 刀具的合理選擇
數控加工臆根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工順序、切削用量和加T表面形狀來選擇刀具。刀具選擇總的原則足：安裝調整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加上要求的前提下，盡最選擇較短的手柄，以提高刀具剛性。選擇刀具時，要使刀具的尺寸與被加工的表面尺寸相適應，在加工中不能發生干涉。圖3所示為車削凸圓弧和凹圓弧時因刀具副偏角太大而產生干涉。圖4所示足往銑削內角過渡時兩相鄰輪廓間的窄間小于月刀具直徑時出現的過切，需注意的是，外輪廓過渡時輪廓位移小于刀具半徑也會產生過切。
數控車削中切槽刀，般根據加工槽寬選擇刀具具，刀寬≤槽寬．螺紋刀刀尖角應根據工件螺紋的牙形角來選擇。
在數控銑床上粗加工輪廓時，用刃幾較多的高速鋼波刃立銑刀，切除余量效果好。精加工采用涂層硬質合金贏銑刀，需要注意的是在加工內輪廓時要先用鉆頭打工藝孔。銑削平面時，選擇刀片為硬質合金的盤銑刀。對一些立體型面和變斜角輪廓外形進行加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀，自由曲面加工紅保證不過切的情況下，無論是精加工還是粗加工，都應優先選用頭。
2.2 刀具的正確安裝
刀具的正確安裝，是確保數控加T的關鍵。數控車床上刀具的安裝高度要等高于主軸中心線，否則會改變刀具切削加工剛的切削角度，不僅影響加工時的表面質量還會影響加工尺寸。在數控加工中，損壞最嚴重的刀具就足切槽刀，問題主要m在安裝、主軸轉速、進給量和程序上，切斷或切槽刀安裝時刀頭部分1支度要比切削深度長2～3mm，主切削刃必須平行于主軸中心線，甭則輕者切出的槽底直徑一側大、一側小，重者月刃斷；螺紋川在安裝時要用對刀板進行對刀，保證川具半角要對稱。內孔刀在保汪加上長度的前提下，刀桿伸出長度不要太長，否則會因刀桿剛度差而影響內側加工質量。
3 切削用量的合理選擇
切削用量的確定是數控加工工藝的重要內容，它的大小足表示機床主運動和進給運動的重要參數，對加工精度、加工效率、刀具磨損和加工成本均有顯著的影響。
3.1 手工編程加工中切削用量的選擇
切削用量包括主軸轉速(切削速度)、背吃刀量、進給量。切削深度由機床、刀具、工件的剛度確定，在剛度允許的條件下，粗加工取較大的切削深度，以減少走刀次數，提高生產率；精加工取較小的切削深度，以獲得較高的表面質量。表1和表2是指導職業技能鑒定考試中加工45鋼所用的切削用量，學生在掌握一定技能后，按此用量紅規定時間內能加出較高質量的內外綜合件，表中參數儀供大家參考。表1是在數控車床上加上的切削用量，外形粗加工切削深度為2mm左右，精加上切削深度為0.5mm左右，內孔粗加工切削深度為1mm左右，精加工切削深度為0.25mm左右，用涂層硬質合金機夾刀，精加工余量不宜太小，否則表面無光澤。表2是在數控銑床上加工的切削用量，精加工預留量為0.5mm左右。
3.2 自動編程加工中切削用量的選擇
在自動編程加工中，普通數控加工切削用量參照手工編程，若采用高速數控加工，由于進給速度和加工速度很高，所以進給量要小，切削深度要淺。
4 編程技巧
在全面了解機床性能、加工的每一環節以及必要的相關知識的基礎上，通過不斷的總結，提高編程技巧，可以在很大程度上提高加工效率和加工精度。
4.1 減少數控系統累積誤差
增量方式編程，是以前一點為基準，連續執行多段程序必然產生累積誤差，所以在程序編制時盡量使用絕對方式編程，使每個程序段都以工件原點為基準，這樣就能減少數控系統的累積誤差。另外在程序中適當插入回參考點指令，可以消除數控系統運算的累積誤差，保證加工精度。
4.2 巧妙使用固有程序
巧妙使用數控機床的固有程序，如輪廓循環、切槽循環、螺紋循環、鉆孔循環、鏜孔循環，使程序簡潔不冗長；巧用參數編程、用戶宏程序編程解決由數學表達式給出的如橢圓、拋物線、正弦曲線等輪廓的加工問題。
4.3 靈活運用主程序與子程序
在模具加工中，常采用一模多件加工。如果零件上有幾處相同的形狀，應靈活運用主程序與子程序的關系，在主程序中反復調用子程序，直到完成加工。在程序編制時可以在子程序中用增量編程(如圖5所示)或在主程序中用G52設定局部坐標系(如圖6所示)、在主程序中采用鏡像功能G51.1(G50.1)(如圖7所示)、在主程序中采用旋轉功能G68(G69)(如圖8所示)等(注意指令是FANUC系統)，使程序簡潔不冗長。
4.4 正確使用刀尖圓弧半徑補償功能
數控車削加工中使用的外圓刀和內孔鏜刀屬于尖形車刀，刀尖存在圓弧，精加工錐面或圓弧曲面時應考慮刀尖圓弧半徑對加工精度的影響，車削外輪廓時應選擇G42、G40建立和取消右補償，車削內輪廓時應選擇G41、G40建立和取消左補償。若粗加工時是用G71、G73編程，半徑補償的建立和取消可放在程序中精加工輪廓描述段。
5 尺寸精度快速控制
5.1 數控車床尺寸精度快速控制
數控車削中由于刀具磨損、導軌磨損、絲杠螺母間隙等原因，機床使用一段時間后會有誤差，再加上測量讀數讀錯，對刀時工件表面粗糙等都會影響零件尺寸精度，所以測量時可先用游標卡尺測量讀大數，再用千分尺測量讀小數，這樣就不容易讀錯。對于機床的誤差，可應用磨耗進行修調，具體操作是在對好刀、自動加工工件之前，在對應刀具的磨耗中預留精加工余量(一般外圓機夾刀可留1mm左右)，按程序完成相應表面的粗精加工后，用千分尺測量修改磨耗(若實測尺寸剛好等于預留尺寸加工件尺寸，則將磨耗中的預留量由原來的1mm改為0mm，若實測尺寸比預留尺寸加工件尺寸大了0.05mm，則將磨耗中的預留量由原來的1mm改為-0.05mm)，注意FANUC系統和SIEMENS系統輸入時的區別，在修改磨耗時考慮中間公差，再次執行精加工程序進行精加工后測量，一般都能有效控制好尺寸，若測量尺寸仍大，還可按此方法繼續修調(注意尺寸大了多少，磨耗中就應該改為相應的負多少，小了多少就應該改為正多少)。當圖中有幾處外圓尺寸有公差要求時，按要求最高的修調。若機床導軌誤差導致有的尺寸還無法滿足要求，可修改程序或對局部表面手動車去多余金屬，直到滿足尺寸精度要求。
5.2數控銑床尺寸精度快速控制
數控銑削中用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補償和長度補償，可進行粗精加工。在粗加工時，通過在刀具半徑補償和長度補償中輸入適當的數值預留精加工余量，粗加工后，根據測量情況在刀具半徑補償和長度補償中輸入適當的數值，再進行精加工，尺寸肯定在公差范圍內。
6 結束語
隨著越來越多的數控機床在生產中得到廣泛的應用，數控技術人員只有在生產實踐中邊工作邊思考邊學習邊總結，不斷豐富加工經驗，并將知識和技巧相融合，才能真正掌握數控加工的實用技能，才能真正使數控機床實現高精度、高效率、高難度的加工，才能真正發揮數控加工技術的優勢。
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本文標題：數控加工中提高精度和效率的有效途徑
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