工序设计的主要任务是：确定工序的加工内容、切削用量、装夹方式、刀具运动轨迹，选择刀具和夹具等工艺装备，为编制加工程序做好准备。在设计工序时应注意以下几方面。
进给路线是指在数控加工中刀具刀位点相对于工件运动的轨迹与方向。进给路线反映了工步加工内容及工序安排的顺序，是编写程序的重要依据，因此，要合理选择进给路线。合理的进给路线是指在保证零件的加工精度和表面粗糙度的前提下，尽量使数值计算简单、编程量小、程序段少、进给路线短、空程量最少的高效率路线所示，这类机床与闭环控制机床的区别在于检测反馈信号不是来自安装在工作台上的直线位移测量元件，而是来自安装在电机轴或丝杆轴上的角位移测量元件。通过测量电机转角或丝杆转角推算出工作台的位移量，并将此值与指令值进行比较，用差值来进行控制。
这种控制方式由于排除了惯量很大的机床工作台部分，使整个系统的稳定性得以保证。目前已普遍将角位移检测元件与伺服电机做成一个部件，使系统结构简单、调试和维护方便。
这种机床因为把工作台纳入了控制环，故称闭环控制。闭环控制可以消除包括工作台传动链在内的传动误差，因而定位精度高、调节速度快。但由于机床工作台惯量大，对系统的稳定性会带来不利影响，使调试、维修困难，且控制系统复杂、成本高，故一般对要求很高的数控机床才采用这种控制方式，如数控精密镗铣床等。
1)工艺内容十分具体在数控加工工艺中必须对工步划分、走刀路线、对刀点、换刀点和切削用量等具体的工艺问题作出确定和正确的选择；
2)工艺设计非常严密数控加工工艺的设计必须注意加工过程中的每一个细节，如冷却状况、排屑情况等。对工件图形进行数学处理和编程时，都要准确无误。
3)注重加工的适应性要根据数控加工工艺的特点正确地选择加工方法和加工对象。由于数控机床的特点，适合采用数控加工的零件主要是：形状复杂、加工精度要求高，用普通机床无法完成或难以完成的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；难以测量、控制尺寸的内型腔零件；必须在一次装夹中完成多工序加工内容的零件。
开环控制的优点是结构简单，调试和维修方便，成本较低，缺点是精度较低，进给速度也受步进电机工作频率的限制。一般适用于中、杏彩体育小型经济型数控机床，以及普通机床的数控化改造。
如图11-5所示，这类机床带有直线位置检测装置，可直接对工作台的实际位移量进行检测。加工过程中，将速度反馈信号送到速度控制电路，将工作台实际位移量反馈回位置比较电路，与数控装置发出的位移指令值进行比较，用比较后的误差信号作为控制量去控制工作台的运动，直到误差为零为止。常用的伺服驱动元件为直流或交流伺服电动机。
如图11-7所示为正确选择钻孔加工路线的例子。按照普通加工的方式而言，总是先加工均布于同一圆周上的孔，然后再加工另一圆周上的孔，如图11-7(a)所示。但对数控加工而言，这不是最好的走刀路线。对点位控制的数控机床来说，要求定位精度高，定位过程尽可能快。若按图11-7(b)所示的进给路线加工，可使各孔间距的总和最小，空行程最短，节省定位时间，从而提高了加工效率。
机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点，这个原点是机床上固有的点，机床一经设计和制造出来，机械原点就已经被确定下来。机床启动时，通常要进行机动或手动回零，就是回到机械原点。数控机床的机械原点一般在直线坐标或旋转坐标回到正向的极限位置。
数控加工工艺是使用数控机床加工零件的一种工艺方法。数控技术的应用使机械加工工艺过程产生了巨大的变化，它不仅涉及数控加工设备，还包括了工艺规程、工装和加工过程的控制等内容。其中，数控加工工艺的制定是核心的工作。由于数控机床的控制方式与普通机床存在根本的不同，所以，数控加工工艺主要包括以下几方面的内容。
7)编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、刀具卡、程序说明卡和走ห้องสมุดไป่ตู้路线)各坐标轴的确定
Z轴：一般以传递切削力的主轴定为Z坐标轴，如果机床有一系列主轴，则选尽可能垂直于工件装夹面的主要轴为Z轴。Z轴的正方向为从工件到刀具夹持的方向。
X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的轴。对于刀具旋转的机床，若Z轴为水平时，由刀具主轴的后端向工件看，X轴正方向指向右方；若Z轴为垂直时，由主轴向立柱看，X轴正方向指向右方。对无主轴的机床(如刨床)，X轴正方向平行于切削方向。
3)按加工部位划分对于加工内容很多的零件，根据零件的结构特点把加工部位划分为几个部分，每部分为一个工序。
4)按粗、精加工划分对于易发生变形的零件和精度要求高的零件，应把粗、精加工分在不同的工序中。
5)按设备划分对于带自动换刀的加工中心，应在保证加工质量的前提下，发挥机床的功能，在一次装夹中完成尽可能多的加工内容。这时可以按机床划分加工工序。杏彩体育
加工位置精度要求较高的孔时，应特别注意安排孔的加工顺序。若安排不当，就可能将坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。镗削如图11-8(a)所示零件上6个相同的孔，有两种走刀路线(b)所示加工路线孔定位方向相反，X向反向间隙会使定位误差增加，从而影响5、6孔与其他孔的位置精度。按图11-8(c)所示路线孔后往上多移一段距离至P点，然后再返回来在5、6孔处进行定位加工，从而使各孔的加工进给方向一致，避免反向间隙的引入，提高5、6孔与其他孔的位置精度。
数控加工前对工件进行工艺设计是必不可少的准备工作。无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的工件进行工艺分析、拟订工艺路线、设计加工程序。因此，合理的工艺设计方案是编制加工程序的依据。如果工艺设计不合理，会造成工艺设计的反复，造成机械加工材料、零件等的浪费，大量增加加工成本。编程人员必须首先搞好工艺设计，再考虑数控加工程序的编制。
点位直线控制数控机床的特点是除了控制点与点之间的精确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和路线(轨迹)，但其运动路线只能以一定的速度沿平行于机床坐标轴方向移动(有些机床可以沿45°斜率直线移动)。具有点位直线控制功能的机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控磨床等。
轮廓控制数控机床(也称连续控制数控机床)，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行插补控制。为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。因此，在这类控制方式中，就要求数控装置具有插补运算功能。这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床和加工中心等。
刀具的进退刀路线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。
如图11-9(a)所示为采用行切法加工内轮廓。杏彩体育加工时不留死角，在减少每次进给重叠量的情况下，走刀路线较短，但两次走刀的起点和终点间留有残余高度，影响表面粗糙度。如图11-9(b)所示是采用环切法加工，表面粗糙度较小，但刀位计算略为复杂，走刀路线也较行切法长。采用如图11-9(c)所示的走刀路线，先用行切法加工，最后再沿轮廓切削一周，使轮廓表面光整。3种方案中，图11-9(a)所示方案最差，图11-9(c)所示方案最合理。
3)以相同的装夹方式或同一把刀具加工的工序尽可能采用集中加工的方式进行连续加工，减少重复定位误差，减少重复装夹、更换刀具等辅助时间杏彩体育。
数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接不好就容易产生矛盾。因此，在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
为了保证数控机床的运动、操作及程序编制的一致性，数控标准统一规定了机床坐标系和运动方向，编程时采用统一的标准坐标系。
1)坐标系采用笛卡儿直角坐标系，右手法则。如图11-2所示，基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相应于各坐标轴的旋转坐标分别记为A、B数控加工、C。
按伺服控制方式分，可以分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。
如图11-4所示，开环控制数控机床没有位置检测元件，伺服用驱动元件通常有功率步进电机或混合式步进电机。数控系统每发出一个指令脉冲，经驱动电路放大后，驱动电机旋转一个角度，再经传动机构带动工作台移动。这类机床控制的信息流是单向的，脉冲信号发出后，实际位移值不再返回来，所以称开环控制，其精度主要取决于驱动元器件和步进电机的性能。
按照机床的运动轨迹，数控机床可分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。
点位控制只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控镗床和数控冲床等。
工件坐标系是由编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序的起点，工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致，并且与之有确定的尺寸关系。机床坐标系与工件坐标系的关系如图11-3所示。不同的工件建立的坐标系也可有所不同，有的数控系统允许一个工件可建立多个工件坐标系，或者在一个工件坐标系下再建立一个坐标系，称之为局部坐标系。局部坐标系原点的坐标值应是相对于工件坐标系，而不是相对于机床坐标系。通过建立多个坐标系或局部坐标系可大大简化零件的编程工作。
数控加工工艺路线实际仅限于几道数控加工工序的工艺过程，而不是指从毛坯到成品的整个加工工艺过程。
2)采用假设工件固定不动，刀具相对工件移动的原则。由于机床的结构不同，有的是刀具运动，工件固定不动；有的是工件运动，刀具固定不动。为编程方便，一律规定工件固定，刀具运动。
3)采用使刀具与工件之间距离增大的方向为该坐标轴的正方向，反之则为负方向。即取刀具远离工件的方向为正方向。旋转坐标轴A、B、C的正方向确定如图11-2所示，按右手螺旋法则确定。
数控加工综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化等特点。因此，采用数控加工手段解决了机械制造业中常规加工技术难以解决的问题，特别是单件、小批量加工和复杂型面的加工问题。
数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。数控机床通常由控制介质、输入装置、数控装置、伺服控制装置和检测装置、辅助控制装置和机床本体等几部分组成，其原理框图如图11-1所示。
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