基于數控加工的工藝設計原則及方法研究

【摘 要】數控加工技術的誕生是一項挑戰力比較高的技術，因此它不管在工藝設計方面還是編程方面都將使得人力物力財力的投注付出較多。同時優化數控加工的程序設計也是為了編程效率得到更好的發展，從而我們就能更好的把數控機床的各個使用范圍進行一個合理的利用，以便于在此基礎上進行更好的升級。接下來本文將從數控加工的特點及零件數控加工的特點等方面闡釋一下其的工藝設計原則，同時探討一下數控加工技術的方法以便于它更好的發展。

【關鍵詞】數控加工 工藝設計 方法研究

首先我們要明確的一點是，數控加工技術的變革應該算是一個比較大的飛躍，因為我們是在以往的基礎之上結合鏜、鉸等多種加工范圍，所以可以說這種數控加工的工藝還有一個較為明顯的特點就是它的復合型。它可以熔鑄百家之長而為一己只所用，這樣我們就可以把單個零件所需要的加工時間以及專用夾具的需要量適當減少了，從這個方面來看，也使得零件的使用率和精密程度得到了一個質的飛躍。

從實例來看，我們在數控加工中所出現的失誤和誤差大多數都是由于編程時的考慮不當以及粗心大意。除了要注意加工過程中的每一個細節之外，我們還要注意的是工藝設計方案，因為設計方案直接關系到后期的成品質量，如果設計方案不合理或者缺乏可行性，那就意味著我們要增加工作量，或者直接重新來過。因此，數控加工中的工藝設計是數控加工中的重中之重，設計好壞直接關系到零件加工程序的正確性和合理性，以及我們剛剛所提到的加工質量和編程效率。

1 數控加工工藝的特點

（1）從以往的大量的數控加工的實例不難看出來，數控加工在運行的過程中還是難以避免許多失誤，而導致這些失誤的原因暫時無法一一道明，但是最主要的兩大因素就是在工藝制作方面的考慮不當以及在制作過程中太多草率粗心。因為數控加工工藝可以說是比較精細的一項動作，如果在制作前期缺少一定的規劃或者是沒有制定比較恰當的預期進度，我們就難以避免因為考慮不周而帶來的多種突發性問題，同時，正是由于數控加工工藝的精細度，在制作過程中尤其需要細心和謹慎，但是從大多數實例來看，我們的粗心大意還是使得數控加工無法太過盡善盡美，還有最重要的一點，剛剛提到過，前期制作方案不合理或者是缺少一個比較系統的規劃，往往只是走個形式，這樣就難以避免我們的工作量大幅度增加，大幅度增加已經使得人心不齊，更有甚者還會推翻重來，雖然現在是講究效率而不僅僅拘泥于速度的時代，但是這樣推翻重來的影響我想也是不言而喻的吧。另外一點，與普通機床加工工藝想比較而言，數控機床的加工工序明顯少了很多，這樣以來，就克服了傳統加工工藝的弱點，不過，雖然加工工序少了許多，但是在編程來看，又比普通機床復雜了不少，因為采用數控加工之后，工件能一次性完成鏜、鉸、等多種加工。

（2）數控加工技術比起傳統的加工來說，它是大大簡化了加工過程中所需要的步驟，因為加工工序相比之前少了，所以那些普通工藝長期存在的問題比如加工步驟繁瑣已經被逐步克服。但也正是由于這點，我們在數控加工中所要面臨的挑戰也會逐漸增多，光是前期的精密規劃就是一項很大的挑戰。

2 淺析零件的數控加工工藝性

（1）零件由于比較精細，所以它的制作難度也會相應提高，同時它的多品種的特點也使得數控加工的經濟效益得到了一定程度上的提升，這也會讓機床效率獲得和理想程度所差不多的效果。零件壁的厚度比較薄而且容易變形，所以孔的直徑一般為IT7，精密軸套可以是IT6，控制在孔徑公差的二分之一到三分之一，表面粗糙程度值為Ra1.6-0.16um。此外直徑小于30的孔，可以沒有毛坯孔：刀具可以選擇直徑為0.25 英寸球頭銑刀，加工余量設定為0.1mm。最新型號的CNC都使用32位甚至64位微處理器技術，最小移動單位可達0.1um，最大進給速度可達100m/min，高速主軸的轉速可達40 000—50 000r/rain。

（2）零件對于數控加工來說可以說是一個舉足輕重的作用，但是我們在一開始就要對零件圖紙進行比較精密的規劃，我們要具體分析零件圖紙中的尺寸、編程特點、定位基礎的可靠性等多個方面，因為數控加工技術是一個技術活也是一個腦力活，如果只是籠統的制定計劃，就難以避免在操作過程中由于安裝定位產生的誤差導致了形狀誤差。

3 數控加工的工藝設計原則

（1）要區別于以往的傳統工藝耗時大、所需人力多的弊端，數控加工是一個新的技術變革，因此我們要著重傾力的范圍也難免會多，首先，我們要保證零件的加工精度，這就需要多方面的配合，比如，我們一開始就要根據零件的變形程度、加工精度制定相應的加工程序，這樣就可以在一定范圍上避免前面所說的由于在制作過程中的粗心大意所導致的成品問題。

（2）要注意先粗后精的原則，舉一個不太貼切的例子，我們在淘米的時候都會先簡單的把米整個洗一洗，然后在第二遍的時候在認真的挑出雜質米或者是發霉的米，零件加工也是相同的道理，這樣的統籌劃分就能在加工工序上省下不少時間和精力。因為走刀次數減少了，加工質量就能得到保證，加工質量一有保證，那我們有可能要面臨的問題都會自然而然的迎刃而解了。我們還要根據機床性能之間的差異性對零件制定不同的要求，對數控零件進行分類，這樣會使我們的經濟效益和工作效率均得到大幅度的提升，此外，前面也提到過，要對零件圖紙進行仔細的分析，這些分析中就有對數控加工的工藝性能的分析，首先我們要分析并確保零件圖紙中的尺寸是否符合后期的編程制作，其次就是確定零件元素的幾何輪廓是否條件充分，因為如果在前期中沒有精確好零件的幾何輪廓條件，那我們就無法精確出每一個零件的基點坐標，換句話說，將會阻礙編程效果。

（3）走刀路線的設定也是至關重要的，因為我們不僅要保證輪廓在外形方面的要求，在內部也要盡可能的做到精益求精，走刀是一項精細活，我們一般都是采用立銑刀的側刃切削，這就使我們所擔心的外形有可能不夠光滑的問題得到了很好的解決，同時為了避免在表面產生裂痕，我們還要確保立銑刀在其輪廓延伸線逐漸切離，這樣就能在最大程度上保證零件的平穩光滑少裂痕。

因為現代的數控加工工藝和傳統工藝相比，不論是制作方面還是設備等方面都有很大的不同，這就使得實施起來的困難會大大高于預期設想的模式，我們只有在不斷是實驗中努力把可能發生的問題一一解決好，其中，編程所占據的角色舉足輕重，同時，工藝設計也是占了很大一個版塊，這些因素直接關系到數控機床的優秀與否，而我們判別數控機床優秀與否的標準很多，比如零件的加工精密程度、數控機床的使用效率和經濟效益，零件畢竟比較精小，所以在真正加工起來的時候還有很多預想不到的問題，俗話說，百密一疏，不管前期準備的預期設想效果有多么滴水不漏，等真正實施起來的時候問題還是會接踵而至的，所以我們要做就是把困難縮小化，這個的重點就在于我們要把握整體，從整體出發，把數控機床的合理性和零件的工藝性都做一個詳盡的規劃，同時，加工路線也非常重要，這就使這些任務需要經驗豐富的實操人員，這些人須具備臨危不亂的思想及認真細致的工作精神，只有這樣，我們的零件的的利用率才會更高，避免產生沒有必要的廢品。

4 結語

總之，編程所占據的角色舉足輕重，同時工藝設計也是占了很大一個版塊，這些因素直接關系到數控機床的優秀與否，而我們判別數控機床優秀與否的標準很多，比如零件的加工精密程度、數控機床的使用效率和經濟效益，零件畢竟比較精小，所以在真正加工起來的時候還有很多預想不到的問題?？梢哉f每一項工作的開展都是需要非常繁瑣的步驟和相當細致的思維的，不止數控加工技術，在各個領域也是如此，數控加工還需要很多方面如加工方式、退刀方式的因素。

參考文獻：

[1] 董玉紅.數控技術[M].北京高等教育出版社，2011.

[2] 覃玲.數控加工工藝基礎[M].重慶大學出版社，2011.

[3] 戴向國.數控加工基礎教程[M].北京人民郵電出版社，2011.

作者簡介：鄒偉全（1980—），男，廣東河源人，本科，畢業于華南理工大學，中級，研究方向：機械工程、機械加工。