基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則及方法研究

向棋銘

（湖南省汽車技師學(xué)院，湖南 邵陽 422000）

隨著當(dāng)今信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各項數(shù)控技術(shù)也得到了完善革新，并得到了廣泛的使用。目前單一的傳統(tǒng)加工工藝顯然已經(jīng)不再適用于這個全新的時代，數(shù)控加工工藝作為一種將傳統(tǒng)加工工藝的精華與先進(jìn)的信息技術(shù)充分融合的復(fù)合型全新工藝，可以更好的滿足社會的需求，對機(jī)械加工制造領(lǐng)域的發(fā)展有著重要意義，因此加強(qiáng)基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則及方法研究是機(jī)械加工領(lǐng)域根據(jù)時代要求做出的必然選擇，是一次具有時代性意義的改革。

1 數(shù)控加工工藝的定義與優(yōu)勢

數(shù)控加工是指利用數(shù)控機(jī)床來對各種機(jī)械零件進(jìn)行加工，即根據(jù)圖紙與要求來設(shè)置數(shù)控加工程序并輸入進(jìn)數(shù)控機(jī)床中，之后再控制機(jī)床進(jìn)行工作，此時機(jī)床便會根據(jù)設(shè)定的要求來完成對應(yīng)的零件加工。數(shù)控加工實現(xiàn)了信息技術(shù)與傳統(tǒng)加工工藝的結(jié)合，使得工藝設(shè)計的整體嚴(yán)謹(jǐn)性都有所提高，但在嚴(yán)謹(jǐn)性提高的背后是生產(chǎn)出的機(jī)械零件更加精確。此外，數(shù)控加工工藝對人力資源的需求量也大大減少，從而有效降低了加工過程中的人工費(fèi)用。在這個科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，隨著數(shù)控加工工藝的不斷完善，數(shù)控加工工藝已經(jīng)逐漸成為機(jī)械加工的主要方式，無論是對提高加工效率還是保證加工質(zhì)量都有著很大幫助。數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)使其的加工要求勢必要比傳統(tǒng)加工工藝要更為嚴(yán)格，因此要想更好的發(fā)揮出數(shù)控加工工藝的優(yōu)勢，就要不斷的對數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則及方法進(jìn)行不斷研究，在實踐中不斷完善數(shù)控加工工藝，以實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2 數(shù)控加工工藝的設(shè)計原則

數(shù)控加工工藝的種種優(yōu)點(diǎn)使其在進(jìn)行實際設(shè)計時所需注意的事項原則較多，這在對數(shù)控機(jī)器設(shè)計人員提出了新的挑戰(zhàn)的同時也對加工人員提出了全新的要求，加工人員在利用數(shù)控加工工藝來進(jìn)行零件的加工時必須遵循規(guī)定流程與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時也要遵循一定的設(shè)計原則，至于這樣才能更好的提高數(shù)控加工工藝的應(yīng)用效果，下面便對具體的數(shù)控加工工藝的設(shè)計原則進(jìn)行探討。

2.1 先粗后精，先外后內(nèi)

數(shù)控加工工藝的設(shè)計應(yīng)本著先粗后精、先外后內(nèi)的原則進(jìn)行設(shè)計，遵循從零件到半成品到成品這個過程來進(jìn)行生產(chǎn)。為了實現(xiàn)精確加工，在進(jìn)行數(shù)控加工工藝的設(shè)計時需充分考慮各種材料的堅硬度與鋒利度，對于切割部位一般選擇那些硬度與鋒利度較大的材料，以保加工效果的精確。此外先外后內(nèi)也是數(shù)控加工工藝的重要設(shè)計原則之一，零件多分為內(nèi)外兩面，除了要先對零件的內(nèi)外部進(jìn)行粗精加工外，在加工設(shè)計時還應(yīng)遵循先外后內(nèi)的原則，即無論是粗加工還是精加工都要先對外面進(jìn)行加工后再對內(nèi)面進(jìn)行加工，從而使加工出的零件品質(zhì)更高。

2.2 盡量縮短走刀路線與程序段

走刀路線的長短將直接影響數(shù)控加工的加工效率，在實際的生產(chǎn)加工中，走刀線路如果實現(xiàn)了最短，那么數(shù)控加工的時間也會大幅縮短，這就使得盡量縮短走刀路線成了數(shù)控加工工藝的重要設(shè)計原則。走刀路線的縮短取決于設(shè)計人員對走刀線路的了解程度，只有對實際加工環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析了解才能找到合適的換刀節(jié)點(diǎn)，從而實現(xiàn)對走刀路線的合理規(guī)劃。此外，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計中還要注意本著盡量減少程序段的原則，程序段如果過多就會造成人員精力的浪費(fèi)，且過多的程序段也會大大提高差錯的出現(xiàn)概率，因此必須盡量減少程序段的數(shù)目，對提高數(shù)控加工的效率有著重要意義。

2.3 集中工序

數(shù)控加工工藝作為一種新型復(fù)合型加工技術(shù)，其中包含了許多加工工藝，這就要求在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計時必須要集中工序，要做到一次定位，盡量減少額外的反復(fù)加工。反復(fù)加工不僅會浪費(fèi)額外的財力人力，在反復(fù)的加工過程中還易出現(xiàn)其他新的問題，進(jìn)而造成惡性循環(huán)，對數(shù)控加工工藝嚴(yán)重影響。所以在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計時要做到集中工序、一次到位，這樣才能減少誤差的產(chǎn)生，有利于數(shù)控加工工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

2.4 刀具的調(diào)用

在運(yùn)用數(shù)控加工工藝時需注意盡量減少刀具的調(diào)用次數(shù)，對此設(shè)計人及人員在應(yīng)根據(jù)機(jī)器的實際用途來進(jìn)行全面的分析，并結(jié)合每種刀具的特點(diǎn)來確定合適的刀具，從而有效減少加工的過程中刀具的調(diào)用。刀具的調(diào)用會大大降低生產(chǎn)效率進(jìn)而增加數(shù)控成本，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計方面應(yīng)引起加工人員的額外注意。

2.5 特殊情況的處理原則

嚴(yán)格按照數(shù)控加工技術(shù)的設(shè)計原則來進(jìn)行數(shù)控加工只能將事故的發(fā)生頻率降至最低，并不能實現(xiàn)問題的完全避免，在實際的數(shù)控加工中難免會有一些特殊情況的出現(xiàn)，如果工作人員處理不當(dāng)也會引發(fā)較為嚴(yán)重的后果。對此除了要做好日常的設(shè)備檢查工作外，在面對突發(fā)情況時要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理分析，選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，而不是僅僅照搬理論知識，只有隨機(jī)應(yīng)變才能以最小的代價來解決加工過程中出現(xiàn)的問題。

3 基于數(shù)控加工的方法研究

3.1 加工前的準(zhǔn)備工作

充分的準(zhǔn)備工作是數(shù)控加工順利進(jìn)行的重要保障，在進(jìn)行正式加工前首先要對所需加工的零件圖紙進(jìn)行全面的分析研究，檢查其是否存在不合理的問題，在確認(rèn)圖紙科學(xué)無誤后再結(jié)合圖紙進(jìn)行加工方案的制定。如果未進(jìn)行加工前的準(zhǔn)備工作或是準(zhǔn)備工作過于敷衍沒有發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題而進(jìn)行盲目加工就會產(chǎn)生難以預(yù)料的嚴(yán)重后果，因此對零件圖紙進(jìn)行事先的科學(xué)分析是后續(xù)加工環(huán)節(jié)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，在數(shù)控加工中應(yīng)得到廣泛關(guān)注。

3.2 確立明確的加工方案

明確的加工方案是數(shù)控加工進(jìn)行的重要指標(biāo)，加工方案必須根據(jù)零件圖紙，并充分結(jié)合機(jī)床的性能，從而確定所需使用的數(shù)控加工工藝，最終設(shè)計出科學(xué)合理的加工方案來促進(jìn)數(shù)控加工的進(jìn)行。施工方案所包含的應(yīng)是整個施工流程，對于各項施工環(huán)節(jié)都應(yīng)有著明確規(guī)定，如工藝路線、加工方法等?？茖W(xué)合理的加工方案可以使得整個加工環(huán)節(jié)井井有條，對避免意外事故的發(fā)生與提高零件產(chǎn)品質(zhì)量都有著很大幫助。

3.3 精化加工工序

零件的加工工序一般分為粗加工與精加工，粗加工即對零件進(jìn)行大致上的加工，細(xì)節(jié)工則是在粗加工的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)節(jié)上的處理，兩種工序的有機(jī)結(jié)合最終生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的零件。具體為在進(jìn)行零件加工時首先應(yīng)對零件進(jìn)行大致加工后，再進(jìn)行精準(zhǔn)加工，這種先粗后精的加工方式不僅有利于加工效率的提升，還能有效保證零件的質(zhì)量。在進(jìn)行粗加工的工序時一般使用普通的加工方法進(jìn)行，而在進(jìn)行精加工時才會使用數(shù)控加工工藝來完成零件的加工，這種混合型加工方式的使用好處在于實現(xiàn)了普通加工工藝與數(shù)控加工工藝的有機(jī)結(jié)合，對減少加工成本以及提高加工效率都有著重要意義。

3.4 合理進(jìn)行切削

切削可謂是數(shù)控加工工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各種零件的加工都是通過切削來完成最后的調(diào)整，切削步驟的好壞將直接影響加工的最終效果。影響切削加工的因素主要為以下三個要素：進(jìn)給量、切削速度、背吃刀量，合理把控這三個要素就能有效把控切削質(zhì)量。在切削過程中如果切削速度過快就會導(dǎo)致刀尖的溫度升高，從而產(chǎn)生額外的磨損，另外切削材料的硬度也會對切削刀具的使用壽命造成影響。因此在進(jìn)行數(shù)控加工工藝的研究時要注意切削環(huán)節(jié)的把控，根據(jù)實際情況來及逆行合理的切削，對于切削刀具要定期進(jìn)行檢查與保養(yǎng)，從而保證切削時的精確穩(wěn)定，使零件的加工質(zhì)量得到有效提升。

4 結(jié)語

現(xiàn)代數(shù)控加工可以有效提高零件加工的質(zhì)量與效率，在我國機(jī)械加工領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛使用，在未來的機(jī)械加工領(lǐng)域勢必得到更為廣泛的關(guān)注與使用。但目前我國的數(shù)控加工工藝還存在著些許不足，對于許多細(xì)節(jié)上的處理還不夠到位，對于一些未知問題的發(fā)生也缺少相應(yīng)的應(yīng)對措施，且有關(guān)數(shù)控加工的工藝設(shè)計所需考慮的因素很多，因此要想進(jìn)一步完善數(shù)控加工工藝，進(jìn)而更多的發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)勢，就要不斷加強(qiáng)對數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則與方法的研究，實現(xiàn)數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的有機(jī)結(jié)合，從而促進(jìn)我國機(jī)械加工領(lǐng)域在數(shù)控加工工藝的幫助下蓬勃發(fā)展。