大數(shù)據(jù)時(shí)代下的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法及研究

劉健民

摘 要：隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升與發(fā)展，我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)同樣得到迅猛發(fā)展，而且逐漸向著智能化以及自動(dòng)化方向發(fā)展。從專業(yè)化角度出發(fā)，數(shù)控加工中的工藝設(shè)計(jì)屬于零件加工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)工作，必須要在程序編制前順利完成，究其原因在于只有工藝設(shè)計(jì)方案明確后，程序才能夠有依據(jù)可循。工藝設(shè)計(jì)工作的合理化以及嚴(yán)謹(jǐn)化不僅能夠進(jìn)一步減少編程實(shí)際工作量，而且還能夠提升加工質(zhì)量以及工作效率，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行產(chǎn)生非常重要的影響。本文就數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法展開詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 工藝設(shè)計(jì)原則 方法

中圖分類號(hào)：TG65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（a）-0001-02

Abstract：With the continuous improvement and development of the level of modern science and technology，China's CNC Machining technology has also been rapid development，and gradually to ward the intelligent and automation direction. From the point of view of specialization，the process design of CNC Machining belongs to the part preparation work of the parts，and must be completed successfully before the preparation of the program.The reasonis that only after the process design is clear，the procedure can be followed.The rationalization and rigorization of process design work not only can further reduce the actual work load of programming，but also can improve the processing quality and efficiency，the equipment safe operation have a very important this paper，CNC Machining process design.

KeyWords：Numerical control processing；Process design principle；Method

數(shù)控技術(shù)主要是指借助數(shù)字化技術(shù)就機(jī)械設(shè)備實(shí)施有效控制管理的技術(shù)。從專業(yè)化角度出發(fā)，就是實(shí)現(xiàn)數(shù)字、文字以及符號(hào)之間的優(yōu)化組合，最終形成相關(guān)指令，強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備控制管理?，F(xiàn)階段，運(yùn)用數(shù)控技術(shù)可以有效解決機(jī)械加工實(shí)際工作中的相關(guān)工藝問題，一般情況下要比傳統(tǒng)形式機(jī)床加工的準(zhǔn)確性以及效率要高很多。通常情況下，數(shù)控技術(shù)是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行指令發(fā)送的，然后在此基礎(chǔ)上促進(jìn)機(jī)床正常運(yùn)行。所以，指令編輯將會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響，為從根本上提升數(shù)控加工實(shí)際質(zhì)量水平，相關(guān)工作人員必須要熟練掌握數(shù)控加工具體化設(shè)計(jì)原則，積極改進(jìn)指令的相關(guān)編輯方法，重視數(shù)控加工方法研究。

1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)基本特征分析

1.1 工序集中特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床通常情況下都會(huì)存在自動(dòng)換刀的刀庫以及刀架，從換刀工序角度出發(fā)，往往是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，所以，數(shù)控工藝工序與傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行比較，前者更為集中，能夠在一定程度上大大節(jié)省占地面積，而且一般不需要就半成品實(shí)施檢測(cè)，能夠節(jié)省工作實(shí)際工作時(shí)間，大大釋放勞動(dòng)力。

1.2 自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床整個(gè)工作都是幾乎都是由先進(jìn)的計(jì)算機(jī)程序完成控制管理的，通常情況下不會(huì)運(yùn)用工人進(jìn)行手動(dòng)更換刀具，能夠從某種程度上排除機(jī)床人工操作期間的失誤。此外，數(shù)控機(jī)床加工出來的產(chǎn)品往往比傳統(tǒng)機(jī)床所加工出來的產(chǎn)品精度高很多，在不斷節(jié)省勞動(dòng)力的基礎(chǔ)上，發(fā)揮提升零件質(zhì)量水平的作用，加工效率與勞動(dòng)生產(chǎn)率將會(huì)大大提升。

1.3 工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜的特點(diǎn)

數(shù)控加工從工藝內(nèi)容角度出發(fā)，其與傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行對(duì)比，數(shù)控機(jī)床的內(nèi)容更加復(fù)雜化，且對(duì)相關(guān)工作人員的實(shí)際素養(yǎng)要求要高很多，往往需要實(shí)際工作人員具備非常強(qiáng)的技術(shù)技巧以及較為充足的基礎(chǔ)知識(shí)水平，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床實(shí)施靈活應(yīng)用，正確處理實(shí)際加工期間的突發(fā)問題。此外，數(shù)控加工工藝會(huì)涉及到對(duì)零件加工內(nèi)容以及步驟的進(jìn)一步分析與明確，致力于加強(qiáng)對(duì)零件圖的工藝分析以及工藝設(shè)計(jì)，借助數(shù)學(xué)方法對(duì)零件圖紙實(shí)施科學(xué)化處理，正確編寫零件加工的執(zhí)行程序，并在結(jié)合程序設(shè)計(jì)情況與機(jī)床工作狀態(tài)前提下，有效處理好現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題。這種情況下，數(shù)控機(jī)床加工人員就必須要具備相對(duì)較強(qiáng)的工藝知識(shí)以及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，端正工作態(tài)度，在整個(gè)數(shù)控機(jī)床實(shí)際工作過程中，很好地憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)處理手段不斷提升實(shí)際工作效率。

2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)需注意的事項(xiàng)

2.1 數(shù)控加工應(yīng)做到先粗后精

所謂的先粗后精原則主要是指首先借助粗加工提高加工速度，然后再憑借精加工增加對(duì)余量的有效利用。具體來說，精加工前應(yīng)提前實(shí)施粗加工，進(jìn)一步減少加工余量以及動(dòng)刀次數(shù)，從根本上促進(jìn)工作效率的大大提升。當(dāng)粗加工完成之后應(yīng)該過一段時(shí)間之后再實(shí)施精加工，究其原因在于粗加工后的相關(guān)零件會(huì)存在不同程度上的輕微形變，經(jīng)過一段時(shí)間恢復(fù)會(huì)使零件最大限度恢復(fù)到原狀。因粗加工后的余量均勻性不能夠在精加工整個(gè)過程中得到有效利用，故一般會(huì)實(shí)施半精加工，從而保證余量的充分利用。總之，加工零件工作中，相關(guān)工作人員應(yīng)嚴(yán)格堅(jiān)持先粗加工后精加工原則，有效確保產(chǎn)品精度以及光潔度。endprint

2.2 數(shù)控加工應(yīng)做到一次定位

數(shù)控加工工作人員要想促進(jìn)生產(chǎn)效率不斷提升，則應(yīng)該使零件在同樣條件下盡量多的完成工序，并做到工序的集中化，減少誤差的出現(xiàn)。精準(zhǔn)定位能夠保證工件表面位置具體化程度更高，這種情況下，工作人員就應(yīng)該將多種工序進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，然后采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定位。所以，數(shù)控加工實(shí)際工作人員必須要將其作為基準(zhǔn)面，科學(xué)安排工序開端以及結(jié)尾，從而為工序開展奠定良好的基礎(chǔ)，加快加工速度。此外，數(shù)控加工設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該提前制定出合理化的標(biāo)準(zhǔn)，做好統(tǒng)一安排。

2.3 數(shù)控加工應(yīng)做到先近后遠(yuǎn)

就近原則能夠在數(shù)控加工工作中發(fā)揮非常關(guān)鍵的作用。通常情況下，離刀點(diǎn)相對(duì)較近的位置應(yīng)該首先進(jìn)行加工，而較遠(yuǎn)的位置則需要后加工，從而大大減小刀具實(shí)際移動(dòng)距離。從中可以看出，加工位置以及離刀位置的距離確定是非常重要的環(huán)節(jié)。從銑削和車削角度出發(fā)，先近后遠(yuǎn)原則可以有效改善切削條件，幫助其提升產(chǎn)品剛性?？傊?，數(shù)控加工在設(shè)計(jì)方案選擇上應(yīng)該堅(jiān)持就近原則以及先加工內(nèi)表面原則，不斷提升加工效率。

2.4 數(shù)控加工其他注意事項(xiàng)

數(shù)控加工整個(gè)過程中，相關(guān)工作人員還應(yīng)該嚴(yán)格遵循相關(guān)的刀具最少調(diào)用原則、程序最少以及附件最少調(diào)用原則等，在嚴(yán)格執(zhí)行上述原則的基礎(chǔ)上，能夠大大提升生產(chǎn)效率。然而，在整個(gè)生產(chǎn)期間仍然會(huì)存在諸多特殊情況，當(dāng)出現(xiàn)特殊情況的時(shí)候往往不合適應(yīng)用這些原則，必須要求實(shí)際加工人員從實(shí)際出發(fā)，對(duì)問題進(jìn)行合理化處理。比如：組裝零件過程中，因零件丟失，從而造成其難以一次完成所有零件加工，這種情況下，就應(yīng)該在之后操作步驟中進(jìn)行不斷改善。此外，設(shè)計(jì)方案還應(yīng)該堅(jiān)持適得其反原則，要求機(jī)床工作人員結(jié)合實(shí)際情況制定出科學(xué)化的處理方案，堅(jiān)決不能夠墨守成規(guī)。

3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)策略研究

3.1 走刀路徑最優(yōu)化方法

為了大大提升數(shù)控加工效率與零件質(zhì)量水平，相關(guān)工作人員在開展加工工藝設(shè)計(jì)期間，必須要科學(xué)選擇最優(yōu)化走到路徑，確保路徑最短化。此外，在重視工藝設(shè)計(jì)效率的過程中，還必須要注重加工質(zhì)量與加工精度。所以，在實(shí)際工作中，數(shù)控加工工作人員應(yīng)對(duì)刀具進(jìn)行科學(xué)選擇，確保不留劃痕，而且應(yīng)設(shè)計(jì)好刀具切入方向與切入位置，選擇最優(yōu)走刀路徑，最大限度地減少刀具利用次數(shù)。

3.2 明確切削量

切削方案設(shè)計(jì)工作的好壞與零件質(zhì)量水平高低息息相關(guān)。所以，在切削工作開展之前，必須要合理選擇完善化切削方案，進(jìn)一步計(jì)算切削用量。借助走刀路徑以及下刀位置最短化原則，能夠快速確定切削量。當(dāng)粗加工以及半精加工期間，實(shí)施切削量明確的時(shí)候，相關(guān)工作人員必須要嚴(yán)格遵循科學(xué)化的數(shù)控加工規(guī)則，保證加工質(zhì)量。

3.3 進(jìn)給路線設(shè)計(jì)方法

數(shù)控機(jī)床加工過程中，進(jìn)給路線將會(huì)對(duì)零部件質(zhì)量產(chǎn)生非常重要的影響，同時(shí)也會(huì)決定工作效率。所以，在目前進(jìn)給路線前提下，數(shù)控加工人員必須要最大限度地選擇能夠提升進(jìn)給路線的方法。通常情況下，應(yīng)制定出專業(yè)化進(jìn)給路線圖，然后結(jié)合零件加工要求，對(duì)刀具情況進(jìn)行選擇，一般要求刀具質(zhì)量水平要高、外觀沒有劃痕。此外，數(shù)控加工人員需要借助先進(jìn)的現(xiàn)代化手段對(duì)最短走刀線路進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，并運(yùn)用數(shù)控編程方法順利開展數(shù)控加工工作。

3.4 加工工序的科學(xué)設(shè)定

數(shù)控加工中，任何一道工序都必須要具備嚴(yán)格化要求，比如：零件表面處理以及切削加工等。所以，對(duì)加工工序?qū)嵤┛茖W(xué)安排是非常必要的。通常情況下，數(shù)控加工工藝工作人員必須要設(shè)定好完整化的工藝或者是編程實(shí)施數(shù)控機(jī)床控制，最終以最小成本獲得較大化利益。這種情況下，就需要工作人員在執(zhí)行工藝的過程中，不斷提升個(gè)人操作水平以及專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)掌握水平，熟練應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，有效處理多種加工問題，充分發(fā)揮數(shù)控工藝作用，使企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

3.5 Master CAM技術(shù)方法應(yīng)用

隨著CAD技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們可以利用CAD技術(shù)，將相關(guān)的工藝方法及其參數(shù)輸入編程系統(tǒng)，進(jìn)而由編程系統(tǒng)生成數(shù)控加工信息，對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。這樣不僅可以使得企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)得以優(yōu)化，還能縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，得到良好的經(jīng)濟(jì)效益。Maseter CAM就是借助CAD技術(shù)研發(fā)的一款實(shí)用性非常強(qiáng)的CAD/CAM軟件，它能自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，并且適用于不同種類的數(shù)控機(jī)床。它能進(jìn)行刀具路徑模擬，提供人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工生產(chǎn)一體化。但它也有缺點(diǎn)，它所設(shè)計(jì)的程序，有部分獨(dú)特的格式，難與很多數(shù)控系統(tǒng)兼容，所以，在使用Master CAM時(shí)，一般要對(duì)它生成的程序進(jìn)行修改。

4 結(jié)語

總而言之，數(shù)控加工合理化工藝設(shè)計(jì)工作在整個(gè)編程中的地位是不可替代的，將會(huì)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)效率產(chǎn)生非常大的影響，所以，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于數(shù)控加工設(shè)計(jì)員要求相對(duì)較高。具體來說，數(shù)控加工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)不同類型零件實(shí)施全面化分析，并對(duì)加工工序進(jìn)行科學(xué)劃分，堅(jiān)持一次定位原則、先粗后精原則、先近后遠(yuǎn)原則以及最短走刀路線原則等，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)計(jì)的科學(xué)化，充分滿足生產(chǎn)需求。從某種程度上講，對(duì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則以及方法進(jìn)行詳細(xì)研究，對(duì)機(jī)械行業(yè)健康發(fā)展具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

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