大數據時代下的數控加工工藝設計方法及研究

劉健民

摘 要：隨著現代化科學技術水平的不斷提升與發展，我國數控加工技術同樣得到迅猛發展，而且逐漸向著智能化以及自動化方向發展。從專業化角度出發，數控加工中的工藝設計屬于零件加工準備環節工作，必須要在程序編制前順利完成，究其原因在于只有工藝設計方案明確后，程序才能夠有依據可循。工藝設計工作的合理化以及嚴謹化不僅能夠進一步減少編程實際工作量，而且還能夠提升加工質量以及工作效率，對設備安全運行產生非常重要的影響。本文就數控加工的工藝設計原則及方法展開詳細論述。

關鍵詞：數控加工 工藝設計原則 方法

中圖分類號：TG65 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0001-02

Abstract：With the continuous improvement and development of the level of modern science and technology，China's CNC Machining technology has also been rapid development，and gradually to ward the intelligent and automation direction. From the point of view of specialization，the process design of CNC Machining belongs to the part preparation work of the parts，and must be completed successfully before the preparation of the program.The reasonis that only after the process design is clear，the procedure can be followed.The rationalization and rigorization of process design work not only can further reduce the actual work load of programming，but also can improve the processing quality and efficiency，the equipment safe operation have a very important this paper，CNC Machining process design.

KeyWords：Numerical control processing；Process design principle；Method

數控技術主要是指借助數字化技術就機械設備實施有效控制管理的技術。從專業化角度出發，就是實現數字、文字以及符號之間的優化組合，最終形成相關指令，強化機械設備控制管理。現階段，運用數控技術可以有效解決機械加工實際工作中的相關工藝問題，一般情況下要比傳統形式機床加工的準確性以及效率要高很多。通常情況下，數控技術是由計算機進行指令發送的，然后在此基礎上促進機床正常運行。所以，指令編輯將會對加工質量產生非常大的影響，為從根本上提升數控加工實際質量水平，相關工作人員必須要熟練掌握數控加工具體化設計原則，積極改進指令的相關編輯方法，重視數控加工方法研究。

1 數控加工工藝設計基本特征分析

1.1 工序集中特點

數控機床通常情況下都會存在自動換刀的刀庫以及刀架，從換刀工序角度出發，往往是由計算機進行控制的，所以，數控工藝工序與傳統機床進行比較，前者更為集中，能夠在一定程度上大大節省占地面積，而且一般不需要就半成品實施檢測，能夠節省工作實際工作時間，大大釋放勞動力。

1.2 自動化程度高的特點

數控機床整個工作都是幾乎都是由先進的計算機程序完成控制管理的，通常情況下不會運用工人進行手動更換刀具，能夠從某種程度上排除機床人工操作期間的失誤。此外，數控機床加工出來的產品往往比傳統機床所加工出來的產品精度高很多，在不斷節省勞動力的基礎上，發揮提升零件質量水平的作用，加工效率與勞動生產率將會大大提升。

1.3 工藝設計內容相對復雜的特點

數控加工從工藝內容角度出發，其與傳統機床進行對比，數控機床的內容更加復雜化，且對相關工作人員的實際素養要求要高很多，往往需要實際工作人員具備非常強的技術技巧以及較為充足的基礎知識水平，可以對數控機床實施靈活應用，正確處理實際加工期間的突發問題。此外，數控加工工藝會涉及到對零件加工內容以及步驟的進一步分析與明確，致力于加強對零件圖的工藝分析以及工藝設計，借助數學方法對零件圖紙實施科學化處理，正確編寫零件加工的執行程序，并在結合程序設計情況與機床工作狀態前提下，有效處理好現場出現的問題。這種情況下，數控機床加工人員就必須要具備相對較強的工藝知識以及實際工作經驗，端正工作態度，在整個數控機床實際工作過程中，很好地憑借個人經驗以及技術處理手段不斷提升實際工作效率。

2 數控加工工藝設計需注意的事項

2.1 數控加工應做到先粗后精

所謂的先粗后精原則主要是指首先借助粗加工提高加工速度，然后再憑借精加工增加對余量的有效利用。具體來說，精加工前應提前實施粗加工，進一步減少加工余量以及動刀次數，從根本上促進工作效率的大大提升。當粗加工完成之后應該過一段時間之后再實施精加工，究其原因在于粗加工后的相關零件會存在不同程度上的輕微形變，經過一段時間恢復會使零件最大限度恢復到原狀。因粗加工后的余量均勻性不能夠在精加工整個過程中得到有效利用，故一般會實施半精加工，從而保證余量的充分利用。總之，加工零件工作中，相關工作人員應嚴格堅持先粗加工后精加工原則，有效確保產品精度以及光潔度。endprint

2.2 數控加工應做到一次定位

數控加工工作人員要想促進生產效率不斷提升，則應該使零件在同樣條件下盡量多的完成工序，并做到工序的集中化，減少誤差的出現。精準定位能夠保證工件表面位置具體化程度更高，這種情況下，工作人員就應該將多種工序進行有機結合，然后采用統一標準進行定位。所以，數控加工實際工作人員必須要將其作為基準面，科學安排工序開端以及結尾，從而為工序開展奠定良好的基礎，加快加工速度。此外，數控加工設計人員還應該提前制定出合理化的標準，做好統一安排。

2.3 數控加工應做到先近后遠

就近原則能夠在數控加工工作中發揮非常關鍵的作用。通常情況下，離刀點相對較近的位置應該首先進行加工，而較遠的位置則需要后加工，從而大大減小刀具實際移動距離。從中可以看出，加工位置以及離刀位置的距離確定是非常重要的環節。從銑削和車削角度出發，先近后遠原則可以有效改善切削條件，幫助其提升產品剛性。總之，數控加工在設計方案選擇上應該堅持就近原則以及先加工內表面原則，不斷提升加工效率。

2.4 數控加工其他注意事項

數控加工整個過程中，相關工作人員還應該嚴格遵循相關的刀具最少調用原則、程序最少以及附件最少調用原則等，在嚴格執行上述原則的基礎上，能夠大大提升生產效率。然而，在整個生產期間仍然會存在諸多特殊情況，當出現特殊情況的時候往往不合適應用這些原則，必須要求實際加工人員從實際出發，對問題進行合理化處理。比如：組裝零件過程中，因零件丟失，從而造成其難以一次完成所有零件加工，這種情況下，就應該在之后操作步驟中進行不斷改善。此外，設計方案還應該堅持適得其反原則，要求機床工作人員結合實際情況制定出科學化的處理方案，堅決不能夠墨守成規。

3 數控加工工藝設計策略研究

3.1 走刀路徑最優化方法

為了大大提升數控加工效率與零件質量水平，相關工作人員在開展加工工藝設計期間，必須要科學選擇最優化走到路徑，確保路徑最短化。此外，在重視工藝設計效率的過程中，還必須要注重加工質量與加工精度。所以，在實際工作中，數控加工工作人員應對刀具進行科學選擇，確保不留劃痕，而且應設計好刀具切入方向與切入位置，選擇最優走刀路徑，最大限度地減少刀具利用次數。

3.2 明確切削量

切削方案設計工作的好壞與零件質量水平高低息息相關。所以，在切削工作開展之前，必須要合理選擇完善化切削方案，進一步計算切削用量。借助走刀路徑以及下刀位置最短化原則，能夠快速確定切削量。當粗加工以及半精加工期間，實施切削量明確的時候，相關工作人員必須要嚴格遵循科學化的數控加工規則，保證加工質量。

3.3 進給路線設計方法

數控機床加工過程中，進給路線將會對零部件質量產生非常重要的影響，同時也會決定工作效率。所以，在目前進給路線前提下，數控加工人員必須要最大限度地選擇能夠提升進給路線的方法。通常情況下，應制定出專業化進給路線圖，然后結合零件加工要求，對刀具情況進行選擇，一般要求刀具質量水平要高、外觀沒有劃痕。此外，數控加工人員需要借助先進的現代化手段對最短走刀線路進行合理化設計，并運用數控編程方法順利開展數控加工工作。

3.4 加工工序的科學設定

數控加工中，任何一道工序都必須要具備嚴格化要求，比如：零件表面處理以及切削加工等。所以，對加工工序實施科學安排是非常必要的。通常情況下，數控加工工藝工作人員必須要設定好完整化的工藝或者是編程實施數控機床控制，最終以最小成本獲得較大化利益。這種情況下，就需要工作人員在執行工藝的過程中，不斷提升個人操作水平以及專業基礎知識掌握水平，熟練應用數控加工技術，有效處理多種加工問題，充分發揮數控工藝作用，使企業獲得更高的經濟與社會效益。

3.5 Master CAM技術方法應用

隨著CAD技術的迅猛發展，人們可以利用CAD技術，將相關的工藝方法及其參數輸入編程系統，進而由編程系統生成數控加工信息，對零件進行設計和加工。這樣不僅可以使得企業產品設計得以優化，還能縮短產品的生產周期，得到良好的經濟效益。Maseter CAM就是借助CAD技術研發的一款實用性非常強的CAD/CAM軟件，它能自動生成數控加工程序，并且適用于不同種類的數控機床。它能進行刀具路徑模擬，提供人機交互，實現產品設計和加工生產一體化。但它也有缺點，它所設計的程序，有部分獨特的格式，難與很多數控系統兼容，所以，在使用Master CAM時，一般要對它生成的程序進行修改。

4 結語

總而言之，數控加工合理化工藝設計工作在整個編程中的地位是不可替代的，將會對產品生產效率產生非常大的影響，所以，該項技術對于數控加工設計員要求相對較高。具體來說，數控加工設計人員應該對不同類型零件實施全面化分析，并對加工工序進行科學劃分，堅持一次定位原則、先粗后精原則、先近后遠原則以及最短走刀路線原則等，實現數控加工設計的科學化，充分滿足生產需求。從某種程度上講，對數控加工工藝設計原則以及方法進行詳細研究，對機械行業健康發展具有較強的現實意義。

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