数控工艺的设计是进行数控加工的前期准备工作，是程序编制的依据。数控铣削加工工艺制订的合理与否，直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。设计数控工艺时，必须考虑周全，否则可能事倍功半，并造成不必要的损失。
1.2.1数控加工工艺的主要内容
l 选择并确定零件的数控加工内容；
l 零件图纸的数控工艺性分析，明确加工内容和技术要求；
l 数控加工的加工工艺路线设计；
l 数控加工的工序设计，选择刀具、夹具及切削用量；
l 处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点确定，加工路线确定，刀具补偿，分配加工误差等。
l 数控加工技术文件的编写。
1.2.2数控加工内容的选定
当选择并决定某个零件进行数控加工后，并不等于要把它所有的加工内容都由数控完成，而可能只是其中的一部分内容进行数控加工。
选定数控加工内容的出发点：解决加工难题、提高生产效率和经济效益。
在选择时一般按如下顺序考虑：
l 通用机床无法加工的内容作为优先选择的内容；
l 通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；
l 通用机床加工效率低，手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床存在富余能力的基础上进行选择。
一般来说，上述这些可加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产率与综合经济效益等方面都会等到明显提高，相比之下，下列一些内容则不宜选择采用数控加工。
l 需要通过较长时间占机调整的加工内容，如：以毛坯的粗基准定位来加工*个精基准的工序等。
l 必须按工装协调加工的孔及其它内容。主要是采集编程用的数据有困难，协调效果也不一定理想,有“费力不讨好”之感。
l 按某些特定的制造依据（如样板、样件、模胎等）加工的型面轮廓。取数据难，易与检验依据发生矛盾，增加编程难度。
l 不能在一次安装中完成的其它零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工.
此外在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量，生产周期，工序间周转情况等。
1.2.3数控加工工艺性分析
（1）审查与分析零件图纸中的尺寸标注是否适合数控加工的特点
数控加工的尺寸标注方法是以同一基准标注或坐标标注。便于编程和尺寸间的协调，在保持设计、工艺、检验基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便.
由于数控加工精度重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此改动局部的分散式标注为同一基准标注或坐标式标注是*可行的。
（2）审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何要素是否充分以及能否加工。
l 直线与圆弧、圆弧与圆弧的连接状态是相切还是相交，以及能否成立；
l 零件轮廓表面能否构建（加工）出来；
l 轮廓表面所给条件是否便于数学处理与计算等。
（3）审查与分析定位基准的可靠性。
数控加工特别强调定位加工，尤其是正反两面都采用数控加工的零件，以同一基准定位十分必要，否则很难保证两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置及尺寸协调。因此，采用零件上的孔或专门设置工艺结构作为定位基准。
（4）分析零件的材料及热处理状态，确定工件的变形情况，并制定解决工艺措施。
对图纸的工艺性分析与审查，一般是在零件图纸的设计和毛坯设计以后进行的，当要求根据数控加工工艺的特点，对图纸或毛坯进行较大的更改是比较困难的，所以一定要把重点放在零件图纸或毛坯图纸初步设计与设计定型之间的工艺性审查与分析上。编程人员不但要积极参与审查和做仔细地工作，还要与设计人员密切合作，并尽力说服他们在不损害零件使用特性的许可范围内，更多地满足数控加工工艺的各种要求。
1.2.4加工方法选择及加工方案的确定
1.2.4.1机床的的选用
在数控机床上加工零件,一般有以下两种情况：
l 一种是有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床；
l 另一种是已经有了数控机床要选择适合该机床加工的零件。
无论哪种情况，考虑的因素主要有毛坯的材料和类型、零件轮廓形状的复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。
数控机床的选用要满足以下要求：
l 保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的工件；
l 有利于提高生产率；
l 可以降低生产成本。
1.2.4.2加工方法的选择
加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。
1.外圆表面：加工方法主要是车削和磨削。
2.内孔表面：钻、扩、铰、镗、拉、磨孔以及光整加工等。
3.平面：铣、刨、车（端面）、磨及拉削等。
4.平面轮廓：数控铣削、线切割及磨削等。
l 数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属;
l 数控线切割加工可用于各种金属。
l 对曲率半径较小的内轮廓，宜采用线切割；
l 淬火后再加工的钢件，宜采用线切割；
l 零件切削层深度很大的工件，可考虑采用线切割。
l 数控磨削适用于除有色金属以外的各种金属
5.曲面轮廓：主要是数控铣削。多采用球状铣刀，以“行切法”加工。根据曲面形状、刀具形状以及精度要求等通常采用二轴半联动或三轴联动。对精度和表面粗糙度要求高的曲面，当采用三轴联动的“行切法“加工不能满足要求时，
可用模具铣刀，采用四坐标或五坐标联动加工。
表面加工方法的选择，除了考虑加工质量、零件的结构形状和尺寸、零件的材料和硬度以及生产类型外，还要考虑到加工的经济性。在选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。
1.2.5数控加工的加工工艺路线设计
数控加工的工艺路线仅仅是零件加工工艺过程中的数控加工部分，一般均穿插在零件加工的整个过程中。因此，在设计数控加工工艺路线时，一定要考虑周全，使之与整个工艺路线协调吻合。
在数控工艺路线设计中主要应注意以下问题：
1.2.5.1工序的划分
在数控机床上加工零件，工序应比较集中，在一次装夹中应尽可能完成大部分工序，首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作。若不能，则应选择哪一部分零件表面需用数控机床加工，即对零件进行工序划分。
一般工序划分有以下几种方式：
l 按所用刀具划分工序。
即以同一把刀具完成的哪一部分工艺过程为一道工具。
目的：减少安装次数，提高加工精度；减少换刀次数，缩短辅助时间，提高加工效率。
适用于工件的待加工表面较多，机床连续工作时间过长（如在一个工作班内不能完成），加工程序的编制和检查难度较大等情况。
l 按安装次数划分工序
即以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序.
适合于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。
l 以粗、精加工划分工序
即粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。
适用于加工变形大，需要粗、精加工分开的零件，如薄壁件或毛坯为铸件和锻件，也适用于需要穿插热处理的零件。
l 以加工部位划分工序。
即完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。
适用于加工表面多而复杂的零件，此时，可按其结构特点（如内形、外形、曲面和平面）将加工划为分几个部分。
1.2.5.2工步的划分
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往采用不同刀具和切削用量，对不同表面进行加工。为了便于分析和描述复杂的工序，在工序内又细分为工步。以加工中心为例说明工步划分的原则。
l 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，整个加工表面按先粗后精分开进行。
l 对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，以提高孔的加工精度。因铣削时切削力较大，工件易发生变形，先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形而引起的对孔精度的影响。
l 某些机床的工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。
总之，工序与工步的划分要根据零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
1.2.5.3加工顺序的安排
顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状态，定位安装与夹紧的要求来考虑,重点是不能破坏工件的刚性。
顺序安排的原则如下：
①上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑；
②*行内形、内腔的加工，再进行外形的加工；
③以相同定位、夹紧方式或同一刀具加工的工序，连续进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。
④在同一安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
1.2.5.4数控工序与普通工序的衔接
数控工序前后一般都穿插有其它普通工序，如衔接得不好就容易产生矛盾，的办法是相互建立状态要求，如：要不要留加工余量，留多少；；定位面、孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；毛坯的热处理状态等。
目的是达到相互能满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
关于手续问题，如果在同一车间，可由编程人员与主管该零件的工艺员共同协商确定，在制订工序工艺文件中互相会签，共同负责；如不是同一车间，则应使用交接状态表进行规定，共同会签，然后反映在工艺规程中。
1.2.6数控加工工序的设计
主要任务是将本工序的加工内容、切削用量、工装、刀具、定位夹紧方式及刀具运动轨迹等具体确定下来，为程序编制做好充分准备。
1.2.6.1确定走刀路线和工步顺序
走刀路线是刀具刀位点在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包含了工步的内容，也反映了工步的顺序。
走刀路线确定原则：
①寻求zui短路径，减少空刀时间以提高加工效率；
②为保证加工精度和粗糙度要求，应安排粗精加工，精加工轮廓应在一次走刀中连续加工出来。
③刀具切入、切出工件时沿切线方向进行，以避免在工件表面形成接刀痕。
④应选择对加工变形小的走刀路线，对薄板类零件应采用分层切削或对称切削的走刀路线。
⑤使数值计算简单，以减少编程运算量。
1.2.6.2定位基准与夹紧方案的确定
①力求工艺、计算、编程的基准与设计基准重合；
②尽量减少装夹次数，以提高形位精度；
③避免采用占机人工调整方式。
1.2.6.3对刀点、工序起点、换刀点
1.对刀点
对刀点就是刀具相对工件运动的起点，也称程序起点。其作用是确定编程原点在工件上的位置，因此其位置必须与工件的定位基准有固定尺寸关联。
选择原则：
l 便于数学处理和程序编制；
l 找正容易；
l 对刀误差小；
l 退回对刀点便于检测 ；
l 工件装夹方便。
2.工序起点
某工步走刀路线的起点。
工序起点合理与否，直接影响本工步走刀路线的长短。
工步走刀路线结束时，一般应回到工序起点，也可直接移动到下一工步工序起点或返回对刀点。
3.换刀点
换刀点是指加工中心在加工过程中自动换刀时刀具所处位置。
为防止换刀时刀具和工件或夹具相撞，一般换刀点设在工件的外边或机床上某一固定位置。
1.2.6.4夹具的选用
1.基本要求：
①夹具应能保证在机床上定向安装，以保证零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系的方向一致，还要求协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸。
②夹具应尽可能开敞，夹紧元件与加工面间应有一定的安全距离，且夹紧元件因尽可能低；
③夹具的刚性与稳定性要好，在加工过程中尽量不要更换夹紧点。
2.选用原则：
①批量很小时，尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具；
②小批量或成批生产时，可考虑夹具，但应力求简单；
③批量较大时，可采用气动、液动夹具或多工位夹具。
1.2.6.5刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
基本要求：
①刚性好
可采用大切削用量提高生产效率,另外当加工余量很不均匀时,可基本不用调整切削用量,或不需要采用分层切削。
②耐用度要高
可避免因刀具磨损而影响加工精度，以及换刀操作。
③几何参数合理、排屑性能好。
1.2.6.6切削用量
切削用量主要包括切削深度、主轴转速（切削速度）、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入相应的程序单中。
合理选择切削用量的原则是：
l 粗加工时，一般以提高生产率为主，但也要考虑经济性和加工成本。
l 半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
具体数值应根据工件材料、热处理状态、表面粗糙度以及刀具材料等确定，确定时应努力寻求切削速度、切削深度、进给量相互适应的*参数。也可根据刀具厂商提供的推荐值选用并试切调整 。
在选择进给速度时，还要注意零件加工中的特殊因素。如在轮廓加工中，当零件轮廓有拐角时，刀具易产生“超程”现象，从而导致加工误差，如下图所示。解决的办法是，在编程时，在接近拐角前适当降低进给速度，过拐角后再逐渐增加进给速度。
但这一问题在目前的数控系统中并不明显，原因是现在的数控系统一般都具有在工件拐角处自动进行加减速处理的能力，只有在较老的数控系统中，才需考虑该问题。另外也还可以通过机床上的速度倍率旋钮进行适当修正。