數(shù)控加工工藝標準化分析

嚴婷婷

1 數(shù)控加工工藝的特點和流程

1.1 數(shù)據(jù)加工工藝的特點

進行數(shù)據(jù)加工工藝的具體操作過程中當零件的形狀復雜時只需要對零件的加工程序進行修改[1]。因此，可以大幅度降低工裝數(shù)量。在進行數(shù)控加工過程當中，采用數(shù)控加工工藝可以有效保障加工質(zhì)量以及精確度[2]。

1.2 數(shù)控加工工藝流程

數(shù)控加工工藝需要采用計算機進行編程，而計算機編程是進行數(shù)控加工工藝的關鍵一環(huán)[3]。在編程之前，還需進行重組的準備工作以及編程后要進行一系列的后續(xù)工作，方可保證數(shù)控加工工藝質(zhì)量[4]。

2 數(shù)控加工工藝標準過程設計

2.1 標準工藝過程的設計方法

在進行數(shù)控加工工藝標準過程設計時常用的方法有復合路線法以及復合零件法。其中復合零件法是根據(jù)不規(guī)則的零件進行分組之后選擇較為復雜的工藝路線將這一路線作為典型路線[5]，并在此基礎上整合一系列的工序，進而形成數(shù)據(jù)加工路線。復合零件法是指通過符合疊加各個零件的組合要素，并在此基礎上施加工藝的方式，零件要素可以是人為虛擬模型也可以是實際存在的模型，這兩類模型均被稱之為加工要素[6]。而通過數(shù)控加工工藝來進行操作過程當中，復合零件可以應用于相同類型的全部零件加工當中，但是在進行新零件的加工過程并不需要將零件的內(nèi)容進行剔除，而是需要選擇更具針對性的加工工藝，進而可以完成零件的工藝標準設計[7]。

零件的尺寸特征以及結構加工的具體要求均對數(shù)控加工工藝標準化具有直接影響。通常情況下，零件的加工特征包括：形狀特征、精度特征、制造資源特征、材料特征以及工藝特征等幾個方面[8]。在進行零件加工時其特征表現(xiàn)主要包含加工要求和加工方兩個層面。在進行不同特征的零件加工時所選用的工藝流程也不盡相同。零件加工工序又包括清角類以及續(xù)粗類。清角類工序主要應用于具有槽特征的零件加工過程中。續(xù)粗的工序應用于平頂直側類存在凸臺時的零件加工中。為了實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的標準化，應對加工過程中的工序工步、走刀路線以及工藝參數(shù)等進行規(guī)范化和標準化。比如在進行平頂直側類零件的加工時，由于該類零件的底面以及側面均為直平面，且兩面相互垂直，因此在進行平頂直側類零件的加工過程中，其標準化流程如圖1所示。

圖1 標準化流程

2.2 標準工藝過程設計

復合路線法進行數(shù)控加工工藝設計具有十分廣泛的應用，在進行標準數(shù)控加工工藝標準化過程當中操作人員會將加工工序時間最長、工藝最為復雜的路線作為典型的路線以及標準的工藝參考。在數(shù)控加工工藝標準化操作的過程當中，應根據(jù)具體實際情況對典型路線的適當增減，進而促進數(shù)控加工工藝的有效實施。復合路線法能夠?qū)⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)進行自動保存，并將所有數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫當中，在后續(xù)加工過程中相同類型的零件加工就可以自動從施工工藝操作當中進行實施，進而可以有效提高數(shù)控加工效率。

3 數(shù)控加工工藝標準內(nèi)容設計

在進行零件加工過程中應嚴格按照零件的特點和加工工藝來進行工藝標準劃分方法的確定。上文已經(jīng)提到進行數(shù)控加工工藝標準化包括復合線路法以及復合零件法兩種。采用符合零件路線法進行零件加工過程中，其零件需要滿足以下兩個特點：第一，加工的工序差異較大；第二，加工的工藝流程較長，只有具備了上述兩個特征，方能滿足數(shù)控加工工藝的標準化和規(guī)范化。比如采用復合路線法進行成數(shù)控零件加工工藝時的標準化流程如下。

3.1 加工定位

加工定位是進行數(shù)控加工工藝標準的主要內(nèi)容之一。因此，在加工定位時首先應確定零件加工的基準。在進行零件加工過程中為了有效確定零件的點、線、面的位置，需要選擇參照物作為基準。其次，進行基準定位對于零件加工工序的規(guī)劃以及實施都具有直接的重要影響，對于零件加工質(zhì)量具有直接關系。因此，應提高基準定位的精確度。在進行基準定位過程當中，首先應對毛坯表面進行定位，之后合理的規(guī)劃零件的加工區(qū)域。在進行零件的加工時由于曲面類型具有多樣化的特點，而曲面的復雜程度與零件的加工工藝復雜度具有直接的關系，想要合理規(guī)劃零件的加工區(qū)域就必須提高工作人員的綜合素質(zhì)水平。

3.2 加工策略

第一，應合理確定加工工序。目前加工工藝包括精加工和粗加工兩種方式。一般情況下，在進行數(shù)控加工工藝過程當中都是由粗到精的方式來進行層切。一般情況下，加工工序以粗加工——粗基準加工——精基準加工——精加工的過程為標準的。除此之外，加工策略的選擇對于數(shù)控加工的走刀路線具有十分重要的影響。因此，只有合理確定加工策略方可有效保證施工路線的準確性，進而方能保證數(shù)控加工工藝質(zhì)量。當所選擇的加工策略合理時就能夠有效節(jié)約加工時間，進而提升加工效率，不同區(qū)域及精度要求對應的加工策略如圖2所示。

圖2 加工策略

3.3 加工工具

加工工具的選擇對于數(shù)控加工工藝標準化具有十分重要的影響，能夠直接影響加工工藝的質(zhì)量。因此，為了有效保證數(shù)控加工工藝的標準化，對刀具的參數(shù)類型以及材料進行合理確定。第一，數(shù)控加工刀具材料包括涂層硬質(zhì)合金鋼、硬質(zhì)合金鋼以及高速鋼等多種類型。高質(zhì)量的數(shù)控加工刀具能夠提高堅硬零件層切的準確性；第二，常用的加工工具包括圓角端銑刀、端銑刀以及球頭刀幾種類型，由于加工工具的規(guī)范化，使得數(shù)控加工工藝標準化得以有效實現(xiàn)；第三，在進行刀具參數(shù)的設置過程當中，主要包括走刀區(qū)域、顏色選擇以及路線設計等多個方面。對于不同零件的數(shù)控加工應設置不同的參數(shù)，進而保證數(shù)控加工的質(zhì)量。

3.4 工藝參數(shù)

工藝參數(shù)的合理設置是進行數(shù)控加工工藝標準化的關鍵內(nèi)容，包括深度、速度以及程度等多個方面。第一，刀具的材料對于零件加工過程當中的切削速度具有直接影響。因此，較硬材質(zhì)的刀具可以用于加工質(zhì)地較硬的零件。而當零件的硬度較小時就可以根據(jù)實際情況適當提高切削的速度。第二，根據(jù)零件的加工深度精度的變化應不斷地降低切削的深度。第三，在進行工藝參數(shù)的設置時應根據(jù)進給量加以確定。通常情況下，應在總結過去經(jīng)驗的基礎上來進行數(shù)控加工工藝的標準化。

4 數(shù)控加工工藝標準化的發(fā)展方向

4.1 模糊控制技術在數(shù)控加工工藝中的應用

模糊控制技術是在原有的理論基礎之上使用語言及推理進一步完善智能技術。模糊本身是具有不確定概念的，是人類根據(jù)現(xiàn)實情況或者自身實踐經(jīng)驗得到的不十分清楚確定的判斷，并不一定是最真實準確的事實，但是對行為的執(zhí)行能夠提夠一定的參考價值。但是這種模糊控制在數(shù)控加工工藝標準化中得到應用可以有效提高工藝的標準化程度，能夠減少工作的時間。模糊控制在數(shù)控加工中的應用主要依據(jù)是人類的思維能力及推理能力，因此此項技術可以算是一種模擬人類思維行動的技術，因此提高了自動化的管理程序的運行。此系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣虞斎胂到y(tǒng)內(nèi)的模糊量主動進行模擬的推理工作，并且執(zhí)行有效的決策控制，在模擬中能夠得到模糊數(shù)據(jù)，工作人員可以以模糊數(shù)據(jù)作為參考更快更好地對數(shù)控加工的運行得到了解。模糊數(shù)據(jù)在理論上是有不確定因素，但是得到數(shù)據(jù)的推理和思維過程卻是科學的，這也是保證模糊數(shù)據(jù)具有很高地參考價值的依據(jù)，這些數(shù)據(jù)還是有很高價值存在的。正是因為這種不確定因素可以使人類的思維得到解放，可以更好地發(fā)揮自己的想象，對于數(shù)控加工中無法解決的問題得到解決辦法。

4.2 專家系統(tǒng)在數(shù)控加工工藝中的應用

專家系統(tǒng)能夠?qū)?shù)控加工的自動化專家智能控制運用專家兩個字來形容，主要還是由于它的功能和對數(shù)控加工中經(jīng)常出現(xiàn)的情況解決的能力變得比以前更加強大。例如數(shù)控加工工藝標準化過程中經(jīng)常會遇到各類問題，但是工作人員可能由于某些因素無法及時的出現(xiàn)解決，將專家系統(tǒng)引入到智能化控制之后，系統(tǒng)能夠?qū)λ霈F(xiàn)的問題在第一時間內(nèi)自動做出解決，此系統(tǒng)不僅能夠?qū)夹g問題做出更好的解決辦法，還能夠?qū)⑾到y(tǒng)快速的恢復，提高數(shù)控加工工藝的效率和標準化程度。

4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡在數(shù)控加工工藝中的應用

人類的神經(jīng)是人類完成思維及各種社會活動最主要的條件，如果人類失去神經(jīng)將無法存活。目前很多專家就根據(jù)這種現(xiàn)象開始了對神經(jīng)系統(tǒng)的研究，并且發(fā)明了模擬神經(jīng)系統(tǒng)的軟件，稱之為人工神經(jīng)網(wǎng)絡。這個系統(tǒng)在很多行業(yè)中得到了應用，正處在不斷完善的階段，目前在計算與模型構造方向進步神速。數(shù)控加工工藝標準化也可以應用神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，這項計算能夠提高數(shù)控加工工藝的標準化程度，對零件的加工將更加精確。

5 結論

數(shù)控加工工藝不僅可以處理常規(guī)的幾何形面，而且能夠?qū)Σ灰?guī)則形面進行加工處理。當進行小批量以及多品種生產(chǎn)時采用數(shù)控加工工藝其效率更高、效果更加顯著、適用范圍也更加廣泛。當數(shù)控加工工藝標準化得以提升，就能有效提升加工速度與零件質(zhì)量。數(shù)控加工工藝標準化正向著多維方向發(fā)展，通過采用先進的方法能夠有效提高數(shù)控加工工藝的自動化、智能化和標準化。

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