機械數(shù)控零件加工工藝的研究

李華偉

摘 要：數(shù)控技術的不斷完善，讓機械產(chǎn)品的加工精度有了明顯提升，無論是效率還是質(zhì)量都有良好保障。與此同時，合理的工藝過程規(guī)劃與加工工藝的技術研究決定了先進制造技術可以為今后企業(yè)的開發(fā)與產(chǎn)品制造創(chuàng)造更加的經(jīng)濟效益，這也是本文主要的研究方向與主要內(nèi)容。

關鍵詞：機械數(shù)控零件;加工工藝;研究

當前的先進制造技術正朝著數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，現(xiàn)代先進的制造技術核心內(nèi)容也體現(xiàn)在產(chǎn)品的設計、裝配、加工制造等多個方面，這也是現(xiàn)代制造技術體系下的關鍵組成部分，對于產(chǎn)品質(zhì)量與制造成本的控制具有顯著作用。出于技術研究的角度，我們也需要對復雜零件的數(shù)控加工工藝展開要點分析。

1 機械數(shù)控零件加工工藝技術

機械數(shù)控零件加工工藝技術是一項系統(tǒng)性的工程技術，即按照產(chǎn)品設計的本身要求來對加工方法和制造過程進行控制。在加工環(huán)節(jié)中，數(shù)控加工的工藝方案一直是行業(yè)領域內(nèi)的重點研究問題，我們需要結合零件本身的幾何特點、精度要求、空間位置與表面粗糙度等條件，結合現(xiàn)有的設備與性能確定合理的參數(shù)，一般情況下，技術方案也應該包含以下幾個方面的內(nèi)容。

1.1 材料選用

機械數(shù)控的加工過程利用到了車、擴、鉸等多種技術手段，利用多種刀具將毛皮材料進行加工，獲取其基礎的幾何形狀與表面質(zhì)量。我們在確定加工工藝時，也應該考慮到毛坯材料與尺寸的具體要求，提升材料利用率，降低制造成本。當前的加工材料成型工藝當中，我們可以按照現(xiàn)有圖紙所規(guī)定的材料性能來進一步選擇，按照零件的功能要求、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)條件來選擇材料。[1]

1.2 工裝設計技術

工裝設計技術是當前保障零件加工精度的主要條件，也是復雜零件數(shù)控條件下的不可或缺內(nèi)容。良好的工裝設計不僅要在精度上符合標準，在工藝、性能上同樣要利于檢驗、維修等。所以，在合理的精度范圍內(nèi)進行重復準確定位可以確保加工對象的準確度要求，例如零件每次都能被定位在相同的目標區(qū)域，機床、刀具等加工位置可以得到確定。這樣一來，即便工件更換，其調(diào)整和輔助的時間也會有明顯降低，維持生產(chǎn)效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.3 參數(shù)條件的合理選擇

參數(shù)條件體現(xiàn)在道具、加工參數(shù)等。機械數(shù)控加工工藝也離不開刀具的輔助，在任何形式的機械加工中都扮演了重要的角色。[2]但數(shù)控加工可以在機床上使用不同類型的刀具，包括整體式刀具、鑲嵌式刀具、特殊刀具等。按照當前國內(nèi)主要的刀具材料來看，高速鋼、合金、人造金剛石等材料仍然是主流選擇，另外在參數(shù)控制方面，包括刀位軌跡分析、切削參數(shù)控制、刀軸方式等也一直是研究工作的重點，分析如何在規(guī)定時間內(nèi)滿足技術要求，同時保障刀具性能。

1.4 數(shù)控仿真

數(shù)控仿真的功能是利用計算機營造的模擬環(huán)境來對加工過程進行控制，優(yōu)化工藝過程。仿真系統(tǒng)可以清晰直觀地表現(xiàn)出加工環(huán)節(jié)中的技術問題，在可視化制造環(huán)境下利用計算機進行變更修改，在維持編程效率的同時保障產(chǎn)品質(zhì)量。目前常用的UG、NCV等仿真軟件可以直接體現(xiàn)刀具運動軌跡、機床工作狀態(tài)等過程，還能針對性地開展刀具碰撞實驗等，進行了快速的模擬和制造。針對傳統(tǒng)制造過程中出現(xiàn)的程序錯誤導致的機床損傷、零件報廢等問題起到了良好的抑制作用。另外，配合當前的CAD技術，利用三維軟件來建立CAD模型，以內(nèi)部統(tǒng)一的格式直接從系統(tǒng)中獲取產(chǎn)品幾何模型，并不需要進行格式轉換，對以往的軟件功能進行了擴展，也可以在工業(yè)生產(chǎn)領域發(fā)揮顯著作用。

2 新型加工工藝的研究

2.1 UG主模型的數(shù)控加工

在UG系統(tǒng)中推薦使用基于主模型的數(shù)控編程方案，產(chǎn)品設計中得出主模型特征后，加工模塊可以確定裝備方式，將設計模型引用到裝配模型當中，實現(xiàn)了數(shù)控零件從開發(fā)設計到制造完畢中涉及到的所有信息間的連接，研發(fā)周期與生產(chǎn)效率大幅改善。設計主模型包括仿真模型、加工模型、裝配模型與工程技術信息四個部分，在具體操作時除了要進行基礎加工外還應該設置合理的操作參數(shù)，包括切削參數(shù)、非切削參數(shù)、道具路徑、執(zhí)行后的NC代碼等。作為一種多軸數(shù)控加工方案，對于某些復雜機械零件的加工精度起到了有效的保障作用。[3]

2.2 整體葉輪

整體葉輪是流體機械中進行能量轉換的主要裝置?？紤]到其空間結構較為復雜與較高的制造進度要求，我們也需要在葉片的加工工藝方法上展開技術分析。從加工過程來看，需要滿足零件本身的動力學特點，在結構特點方面進行技術研究，并以此為基礎規(guī)劃出合理的加工方案。具體來看，包括幾何層面的技術要求、物理技術要求。前者即尺寸要求、粗糙度控制，后者則包括物理機械性能等。在經(jīng)過仿真準備與后置處理后，對零件進行整體加工。仿真準備錢我們需創(chuàng)建運動組件的不同連接點和運動軸，將整個坐標系統(tǒng)打造成為控制機床軸向運動的主要方案。在后置處理環(huán)節(jié)，針對結構配置進行操作，生成加工NC程序片段?？偠灾锰摂M裝配來建立零件的加工主模型，并以此為基礎進行后續(xù)的自動白菜南橫，生成刀路軌跡，為生產(chǎn)提供更加安全有效的保障措施。

3 結語

機械數(shù)控零件的加工過程可以克服傳統(tǒng)零件加工中的典型技術問題，并針對現(xiàn)有的工藝展開優(yōu)化與改進。未來針對復雜零件的加工工藝來需要在方案上作出調(diào)整，通過數(shù)控編程與機床仿真模擬等方式來節(jié)省工作時間，提升工作效率，打造數(shù)字化加工體系。今后的控制系統(tǒng)也會更加便捷有效，在處理能力上顯著提高。

參考文獻：

[1]袁禮彬，孫士俊.基于加工中心的數(shù)控加工工藝研究[J].機械工程與自動化，2010（1）：197-198.

[2]李敏.數(shù)控加工工藝中的誤差分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（5）：317-318.

[3]鄭紅.論數(shù)控刀具對數(shù)控加工工藝的影響[J].內(nèi)燃機與配件，2017（3）：62-64.