工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完成。

（一）数控加工工艺设计的主要内容

（二）选择并确定零件的数控加工内容

当选择并决定对某个零件进行数控加工后，还必须选择零件数控加工的内容，以决定零件的哪些表面需要进行数控加工。一般可按下列顺序考虑：

（1）普通机床无法加工的内容应作为数控加工优先选择的内容；

（2）普通机床难加工、质量也难以保证的内容应作为数控加工重点选择的内容；

（3）普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。

此外，还要防止把数控机床降为普通机床使用。

（三）对零件图纸进行数控加工工艺性分析

数控加工的工艺分析须注意以下方面：

（1）选择合适的对刀点和换刀点  “对刀点”是数控加工时刀具相对零件运动的起点，又称“起刀点”，也就是程序运行的起点。对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。

对刀点选择的原则，主要是考虑对刀点在机床上对刀方便、便于观察和检测，编程时便于数学处理和有利于简化编程。对刀点可选在零件或夹具上。为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀点。

换刀点应设在工件的外部。

（2）审查与分析工艺基准的可靠性

（3）选择合适的零件安装方式

（四）数控加工工艺路线设计

与通用机床加工工艺路线设计相比，数控加工工艺路线设计仅是对几道数控加工工序工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程。因此，数控加工工艺路线设计要与零件的整个工艺过程相协调，并注意以下问题。

1．工序的划分

2．加工顺序的安排

3．数控加工工序与普通工序的衔接

（五）数控加工工序设计

数控加工工序设计的主要内容是进一步把本工序的加工内容、加工用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹都具体确定下来，为编制加工程序作好充分准备。在工序设计时应注意以下方面。

1．确定走刀路线和安排工步顺序

在确定走刀路线时，主要考虑以下几点：

（1）对点位加工的数控机床，如钻、镗床，要考虑尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，提高加工效率。

（2）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排最后一次走刀连续加工。

（3）刀具的进退刀路线须认真考虑，要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕（切削力发生突然变化而造成弹性变形）。在车削和铣削零件时，应尽量避免如图1-16（a）所示的径向切入或切出，而应按如图1-16（b）所示的切向切入或切出，这样加工后的表面粗糙度较好。

 

（4）铣削轮廓的加工路线要合理选择，一般采用图1-17所示的三种方式进行。图（a）为Z字形双方向走刀方式，图（b）为单方向走刀方式，图（c）为环形走刀方式。在铣削封闭的凹轮廓时，刀具的切入或切出不允许外延，最好选在两面的交界处；否则，会产生刀痕。为保证表面质量，最好选择图1-18中的（b）和（c）所示的走刀路线。

（5）旋转体类零件的加工一般采用数控车或数控磨床加工，由于车削零件的毛坯多为捧料或锻件，加工余量大且不均匀，因此合理制定粗加工时的加工路线，对于编程至关重要。

如图1-19所示为手柄加工实例

图1-20所示的零件表面形状复杂，毛坯为捧料。

2．定位基准和夹紧方式的确定

在确定定位基准和夹紧方式时，应力求设计、工艺与程编计算的基准统一，减少装夹次数，尽量避免采用占机人工调整式方案。

3．夹具的选择

数控加工对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。此外，当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具以及其它通用夹具；成批生产时才考虑专用夹具；零件装卸要方便可靠。

4．刀具的选择

（六）数控加工专用技术文件的编写

编下面介绍几种机械加工专用技术文件，供参考。

1．机械加工工艺过程卡

2．机械加工工艺卡

3．机械加工工序卡

4．数控加工工序卡

5．数控加工程序说明卡

数控加工程序说明卡的主要内容包括：所用数控设备的型号及控制机型号；对刀点及允许的对刀误差；工件相对于机床的坐标方向及位置（用简图表达）；镜像加工使用的对称轴；所用刀具的规格、图号及其在程序中对应的刀具号（如：D03或L02等），必须按实际刀具半径或长度加大或缩小补偿值的特殊要求（如：用同一个程序、同一把刀具作粗加工而利用加大刀具半径补偿值进行时），更换该刀具的程序段号等；整个程序加工内容的顺序安排；子程序的说明；其它需要做特殊说明的问题等。

6．数控加工走刀路线图

走刀路线主要反映加工过程中刀具的运动轨迹，其作用：一方面是方便编程人员编程；另一方面是帮助操作人员了解刀具的走刀轨迹（如：从哪里下刀，在哪里抬刀，哪里是斜下刀等），以便确定夹紧位置和控制夹紧元件的高度。