數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則及方法分析

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摘要：數(shù)控加工技術(shù)是一項(xiàng)具有高難度、挑戰(zhàn)性的工業(yè)制作技術(shù)，對(duì)于這種高難度技術(shù)要耗費(fèi)更多的人力物力。對(duì)于數(shù)控加工這一項(xiàng)技術(shù)的工藝設(shè)計(jì)原則和方法進(jìn)行研究和探討有利于改進(jìn)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則和方法，使得數(shù)控加工這一項(xiàng)技術(shù)不斷改進(jìn)升級(jí)，提高生產(chǎn)的效率。本文通過了解數(shù)控加工的含義及特點(diǎn)，有針對(duì)性的分析其加工工藝性，探討數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則和方法，并通過實(shí)例進(jìn)行具體闡述，從而推動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。

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

數(shù)控加工技術(shù)是加工技術(shù)改進(jìn)過程中一項(xiàng)重大改革成果，在傳統(tǒng)加工方法中所用的工藝方法較為單一，但是數(shù)控加工技術(shù)的工藝方法中不僅融合了傳統(tǒng)加工方法，而且在傳統(tǒng)加工方法的基礎(chǔ)之上結(jié)合了鉸等一系列方法，數(shù)控加工技術(shù)是復(fù)合型的，它集合了傳統(tǒng)各種方法的長(zhǎng)處，博采眾長(zhǎng)。數(shù)控加工技術(shù)功能性如此之強(qiáng)大，研究數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的原則及方法，改進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的性能變得尤為重要。

1數(shù)控加工的含義

數(shù)控加工技術(shù)是區(qū)別于傳統(tǒng)加工技術(shù)而言的，指的是在工藝過程中直接將原材料向成品轉(zhuǎn)化，直接對(duì)生產(chǎn)的對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等部分或全部進(jìn)行了改變，使其成為成品或半成品的生產(chǎn)過程。從概念中我們就可以了解到數(shù)控加工技術(shù)的一個(gè)重要特性，就是數(shù)控加工技術(shù)準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)加工技術(shù)有被稱為機(jī)械加工技術(shù)，指的是在工藝生產(chǎn)過程中將毛坯材料，通過機(jī)械手段改變其形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)，從而使得原來的毛坯材料成為適應(yīng)生產(chǎn)需要的零件的生產(chǎn)過程。由此可見，數(shù)控加工技術(shù)實(shí)際上是傳統(tǒng)機(jī)械加工的集合體，它是將一個(gè)個(gè)的機(jī)械加工技術(shù)集中在一起，并通過技術(shù)手段進(jìn)行控制，比傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法相比具有更高的精準(zhǔn)性和較高的自動(dòng)化性能[1]。數(shù)控加工區(qū)別與傳統(tǒng)機(jī)械加工的具體區(qū)別還體現(xiàn)在如下方面：第一點(diǎn)，設(shè)計(jì)內(nèi)容具體化，數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，想要一次性完成眾多機(jī)械加工方法就要將內(nèi)容設(shè)置的具體而且詳細(xì)，每一步的工序都要參與其中，丟掉一項(xiàng)數(shù)控加工技術(shù)就可能無法達(dá)到預(yù)期的結(jié)果；第二點(diǎn)，工序簡(jiǎn)化，雖然數(shù)控加工技術(shù)在設(shè)計(jì)上十分復(fù)雜，但是在執(zhí)行的工序上卻大大的簡(jiǎn)化，因?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)本身就具備高精準(zhǔn)和自動(dòng)化的性能，原本需要很多不同種類的機(jī)械加工技術(shù)在數(shù)控加工技術(shù)中，一次性就可以完成。

2數(shù)控加工的特點(diǎn)

在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)過程中，通過對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的大量實(shí)例進(jìn)行分析我們不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)。第一點(diǎn)，數(shù)控加工技術(shù)設(shè)計(jì)工藝十分嚴(yán)密，設(shè)計(jì)內(nèi)容相當(dāng)復(fù)雜。數(shù)控加工技術(shù)是直接將原材料直接加工成成品或半成品的一項(xiàng)生產(chǎn)過程，在生產(chǎn)過程中直接加工成成品或半成品意味著工序步驟的減少，操作過程簡(jiǎn)化，但是對(duì)于數(shù)控加工技術(shù)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。所以數(shù)控加工技術(shù)的設(shè)計(jì)中考慮的因素需要更加全面，內(nèi)容要更加具體，設(shè)計(jì)過程需要各個(gè)步驟緊湊銜接，達(dá)到一個(gè)可以正常運(yùn)作的水平，在正常運(yùn)作水平達(dá)到之后還要對(duì)其具體內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，不斷調(diào)整數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析再改進(jìn)，達(dá)到一個(gè)設(shè)計(jì)的要求的標(biāo)準(zhǔn)水平。第二點(diǎn)，數(shù)控加工技術(shù)更加具有復(fù)合性，是各種工藝的集大成者。數(shù)控加工技術(shù)具有強(qiáng)大的加工功能，可以將原料加工成符合工藝標(biāo)準(zhǔn)的成品，中間經(jīng)過了一系列的復(fù)雜工藝，在傳統(tǒng)機(jī)械加工中，每一項(xiàng)工藝都需要專門的工具和專門的工作人員來進(jìn)行操作，這樣的做法造成了人力物力的浪費(fèi)。零件在一個(gè)個(gè)工序之間來回周轉(zhuǎn)，每一道工序中的操作人員也不一樣，在操作過程中一些小的問題和瑕疵，因?yàn)闆]有及時(shí)的溝通和注意，會(huì)導(dǎo)致零件在下一個(gè)工序時(shí)，由于加工不當(dāng)變成了不合格的廢棄零件。而數(shù)控加工技術(shù)基本一次成型，減少了零件的來回周轉(zhuǎn)，從而提升了零件加工的精準(zhǔn)度，也減少了不必要的浪費(fèi)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

3數(shù)控加工工藝性分析

3.1數(shù)控加工的合理性分析。對(duì)于零件的加工，不能不結(jié)合零件的具體加工要求，盲目的追求數(shù)控加工。在零件加工之前應(yīng)對(duì)零件加工過程進(jìn)行分析，選擇出適合的零件加工方法。一些普遍適用的零件，即使在普通機(jī)床上進(jìn)行生產(chǎn)也完全能夠進(jìn)行，因?yàn)樵S多需求量大生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的零件加工，普通機(jī)械加工技術(shù)在大量的生產(chǎn)工作實(shí)際過程當(dāng)中，不斷的進(jìn)行工藝的改進(jìn)，改進(jìn)后本身的生產(chǎn)技術(shù)水平完全能夠滿足這些零件加工的需求；還要一些零件不需要全部進(jìn)行數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)，只需要將核心技術(shù)用于數(shù)控加工進(jìn)行生產(chǎn)即可，如果一味的追求數(shù)控加工生產(chǎn)，會(huì)給數(shù)控加工技術(shù)帶來更多的繁瑣的步驟，耗費(fèi)較多的設(shè)計(jì)工序，就不如將數(shù)控加工技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合起來，讓產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低，優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化。由此可以總結(jié)出數(shù)控加工合理性的兩個(gè)因素分別是：第一個(gè)因素，加工零件的復(fù)雜程度，對(duì)于加工起來復(fù)雜程度高的，要求精確度高的，品種種類較多的，但是生產(chǎn)規(guī)模市場(chǎng)需求量相對(duì)較小的，采用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行加工，會(huì)花費(fèi)較少的人工成本，也會(huì)減少產(chǎn)品的不合格率，能夠帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。第二個(gè)因素，根據(jù)加工零件的性質(zhì)和工藝要求進(jìn)行分類加工。將不同類別的加工零件采用不同的數(shù)控加工技術(shù)，以獲得生產(chǎn)配置的最優(yōu)化，減少數(shù)控機(jī)床的損壞率和利用率。盡量不要將原材料直接在數(shù)控加工機(jī)床上進(jìn)行直接加工，盡量將原理通過普通機(jī)床進(jìn)行粗大加工，將其加工成零件的毛坯，再將毛坯料加入到數(shù)控加工機(jī)床上進(jìn)行生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。3.2數(shù)控加工的工藝性分析。對(duì)于數(shù)據(jù)加工工藝性分析，主要應(yīng)從數(shù)控加工的可行性和方便性這兩大方面進(jìn)行考慮。所以考慮可行性和方便性這兩大方面，就要從數(shù)控加工設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行分析。首先，分析零件設(shè)計(jì)圖紙中所標(biāo)注的尺寸是否具有可行性，是否符合數(shù)控加工編程設(shè)計(jì)的方便性。要考慮設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的尺寸是否能正確構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)，還要考慮設(shè)計(jì)圖紙上所建立的幾何形狀能否在數(shù)控編程中體現(xiàn)出來，數(shù)控編程分為手動(dòng)編程和自動(dòng)編程兩種類型，在設(shè)計(jì)數(shù)控加工時(shí)一般會(huì)采用手動(dòng)編程進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證其操作的可行性[2]。但在這樣的驗(yàn)證方法也存在著一定的弊端，手動(dòng)編程中零件輪廓的基本坐標(biāo)是由手動(dòng)計(jì)算構(gòu)成的，但是在自動(dòng)編程中零件的幾何形狀是由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)生產(chǎn)的，如果設(shè)計(jì)圖紙上某一坐標(biāo)標(biāo)注錯(cuò)誤或模糊，則在自動(dòng)編程中無法繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)編程。其次，要分析的是各個(gè)零件加工的工藝性與數(shù)控加工技術(shù)符合的程度。在前面我們應(yīng)該介紹過了數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)，內(nèi)容過程嚴(yán)密設(shè)計(jì)內(nèi)容復(fù)雜和高度的復(fù)合屬性。對(duì)于加工的零件要求的工藝性是否需要進(jìn)行數(shù)控加工，對(duì)于只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單加工的零件，不必動(dòng)用設(shè)計(jì)復(fù)雜難度大的數(shù)控加工設(shè)計(jì)；還要分析對(duì)于加工的零件是否需要較多的生產(chǎn)工藝和步驟，對(duì)于只需要一兩步進(jìn)行簡(jiǎn)單加工的零件，不必采用數(shù)控加工技術(shù)。對(duì)于加工技術(shù)要求精密性不高的加工步驟，也不必用數(shù)控加工技術(shù)。

4數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則

4.1工序最大限度集中、一次定位原則。數(shù)控加工技術(shù)本身就是集各種普通加工技術(shù)于一身的復(fù)合型的，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)時(shí)要盡量將其工序最大限度的集中在一起，這樣可以減少零件加工過程中周轉(zhuǎn)的次數(shù)，減少加工工藝上的誤差，避免人力物力的浪費(fèi)。尤其是對(duì)像同軸打孔加工的零件最好是一次性定位避免重復(fù)性打孔帶來的誤差，避免造成失誤，使得零件不合格。4.2先粗后精的原則。在進(jìn)行數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該按照零件從原料到成品的制作工序進(jìn)行，分別是原料———半成品———成品的順序，進(jìn)行工序安排。在對(duì)原料加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)原料的特點(diǎn)，選用鋒利硬度大的刀具進(jìn)行加工，對(duì)于成品階段的加工，應(yīng)該選用精確度高、較為靈敏的刀據(jù)進(jìn)行加工。4.3先近后遠(yuǎn)、先面后孔的原則。對(duì)于零件的加工過程中，距離刀點(diǎn)的遠(yuǎn)近下刀的順序應(yīng)該是先近后遠(yuǎn)，這樣可以減少刀具空擋滑行的距離，減少不必要的浪費(fèi)。在加工如車削面這類帶有面的零件時(shí)，應(yīng)先對(duì)面進(jìn)行加工，待面的加工完成后，前面先進(jìn)行加工的面已經(jīng)恢復(fù)到加工前的狀態(tài)，此時(shí)再打孔可以提高打孔位置的準(zhǔn)確度[3]。4.4先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則。對(duì)于那些具有內(nèi)面和外面兩個(gè)面的零件，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則應(yīng)是先對(duì)內(nèi)外兩個(gè)面進(jìn)行粗加工，加工時(shí)也是先內(nèi)后外，在粗加工完成后再進(jìn)行內(nèi)外面的精細(xì)加工。4.5刀具最少調(diào)用次數(shù)原則。在數(shù)控加工時(shí)，應(yīng)盡量避免多次調(diào)用刀具，在對(duì)零件進(jìn)行加工之前應(yīng)對(duì)加工零件進(jìn)行分析，選用哪種刀具最為合理，更換的次數(shù)最少。4.6附件最少調(diào)用次數(shù)原則。在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則中，對(duì)于附件的要求是在保障零件質(zhì)量的前提下最好一次都不要調(diào)用附件，調(diào)用的附件次數(shù)越多，成本就越大。4.7走刀線路最短原則走刀線路最短，可以使加工的時(shí)間縮短，但是如何使走刀線路最短還需要對(duì)零件進(jìn)行分析，找合適的換刀點(diǎn)，合理安排走刀路徑。4.8程序段最少原則。數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)中對(duì)程序段也提出了要求，在數(shù)控加工技術(shù)中盡量將程序段控制在最少段，并能保證其功能的實(shí)現(xiàn)。程序段越多，耗費(fèi)的精力越多，可能會(huì)出錯(cuò)的點(diǎn)反而也會(huì)越多。4.9數(shù)控加工工序與普通加工工序銜接原則。數(shù)控加工技術(shù)很少自己?jiǎn)为?dú)完成零件的加工，很多時(shí)候需要與普通加工技術(shù)進(jìn)行配合，所以數(shù)控加工技術(shù)與普通加工技術(shù)的工序之間要相互配合，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一才能進(jìn)行好零件加工。4.10特殊情況特殊處理原則。即便我們嚴(yán)格按照規(guī)定的數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則進(jìn)行工作，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程當(dāng)中也會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的狀況和問題，這些特殊問題的處理原則需要靈活機(jī)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行調(diào)整，不能死套規(guī)矩，一成不變讓事情無法得到妥善的解決，一切以安全生產(chǎn)，保值增值為準(zhǔn)。

5數(shù)控加工的方法

5.1事前分析。在數(shù)控加工工作進(jìn)行之前要做好充足的事前分析工作，首先就是認(rèn)真分析加工零件的圖紙，分析設(shè)計(jì)圖紙有無明顯的不可行的錯(cuò)誤，在沒有明顯錯(cuò)誤之后，應(yīng)對(duì)圖紙進(jìn)行進(jìn)一步分析，為零件選用最為合適的加工方法，選用最優(yōu)工序。5.2方案設(shè)計(jì)。在確定哪些工序需要進(jìn)行數(shù)控加工之后，根據(jù)零件特征和機(jī)床的性能特點(diǎn)，安排最為合適的方案，進(jìn)行加工，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)利益的最大化。5.3工序細(xì)化。加工工序包括兩個(gè)主要方面，一個(gè)是粗加工另一個(gè)是精細(xì)加工。在粗加工階段盡量使用普通加工的方法，減少數(shù)控加工的損壞率，在精細(xì)加工階段，應(yīng)主要采用數(shù)控加工的方法，數(shù)控加工的高精準(zhǔn)性，可減少零件的不合格率。5.4數(shù)控夾具運(yùn)用。數(shù)控夾具的合理使用可以縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。要想合理利用數(shù)控夾具，就要從數(shù)控夾具和、機(jī)床坐標(biāo)方向和零件的尺寸關(guān)系三方面入手，保持三方面的協(xié)調(diào)作用。5.5切削用量的合理選擇。確定切削合理用量要充分考慮機(jī)床的基本性能和加工能力，依據(jù)零件的要求來確定。

6結(jié)束語

數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法的研究需要在大量的實(shí)踐過程中反復(fù)實(shí)踐得出研究，大量的研究基礎(chǔ)上總結(jié)得出了這些最為基本的原則。這些原則和方法又將指導(dǎo)生產(chǎn)工作，為生產(chǎn)工作創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]許清海.基于數(shù)控加工工藝的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].設(shè)備管理與維修，2017（13）：105-107.

[2]劉暑平.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（3）：108-109.

[3]張敬，張杰.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則和方法分析[J].科技資訊，2017，15（32）：81-82.

作者:李文華 單位:呂梁學(xué)院