數控加工工藝標準化分析

嚴婷婷

1 數控加工工藝的特點和流程

1.1 數據加工工藝的特點

進行數據加工工藝的具體操作過程中當零件的形狀復雜時只需要對零件的加工程序進行修改[1]。因此，可以大幅度降低工裝數量。在進行數控加工過程當中，采用數控加工工藝可以有效保障加工質量以及精確度[2]。

1.2 數控加工工藝流程

數控加工工藝需要采用計算機進行編程，而計算機編程是進行數控加工工藝的關鍵一環[3]。在編程之前，還需進行重組的準備工作以及編程后要進行一系列的后續工作，方可保證數控加工工藝質量[4]。

2 數控加工工藝標準過程設計

2.1 標準工藝過程的設計方法

在進行數控加工工藝標準過程設計時常用的方法有復合路線法以及復合零件法。其中復合零件法是根據不規則的零件進行分組之后選擇較為復雜的工藝路線將這一路線作為典型路線[5]，并在此基礎上整合一系列的工序，進而形成數據加工路線。復合零件法是指通過符合疊加各個零件的組合要素，并在此基礎上施加工藝的方式，零件要素可以是人為虛擬模型也可以是實際存在的模型，這兩類模型均被稱之為加工要素[6]。而通過數控加工工藝來進行操作過程當中，復合零件可以應用于相同類型的全部零件加工當中，但是在進行新零件的加工過程并不需要將零件的內容進行剔除，而是需要選擇更具針對性的加工工藝，進而可以完成零件的工藝標準設計[7]。

零件的尺寸特征以及結構加工的具體要求均對數控加工工藝標準化具有直接影響。通常情況下，零件的加工特征包括：形狀特征、精度特征、制造資源特征、材料特征以及工藝特征等幾個方面[8]。在進行零件加工時其特征表現主要包含加工要求和加工方兩個層面。在進行不同特征的零件加工時所選用的工藝流程也不盡相同。零件加工工序又包括清角類以及續粗類。清角類工序主要應用于具有槽特征的零件加工過程中。續粗的工序應用于平頂直側類存在凸臺時的零件加工中。為了實現數控加工工藝的標準化，應對加工過程中的工序工步、走刀路線以及工藝參數等進行規范化和標準化。比如在進行平頂直側類零件的加工時，由于該類零件的底面以及側面均為直平面，且兩面相互垂直，因此在進行平頂直側類零件的加工過程中，其標準化流程如圖1所示。

圖1 標準化流程

2.2 標準工藝過程設計

復合路線法進行數控加工工藝設計具有十分廣泛的應用，在進行標準數控加工工藝標準化過程當中操作人員會將加工工序時間最長、工藝最為復雜的路線作為典型的路線以及標準的工藝參考。在數控加工工藝標準化操作的過程當中，應根據具體實際情況對典型路線的適當增減，進而促進數控加工工藝的有效實施。復合路線法能夠將系統數據進行自動保存，并將所有數據保存至數據庫當中，在后續加工過程中相同類型的零件加工就可以自動從施工工藝操作當中進行實施，進而可以有效提高數控加工效率。

3 數控加工工藝標準內容設計

在進行零件加工過程中應嚴格按照零件的特點和加工工藝來進行工藝標準劃分方法的確定。上文已經提到進行數控加工工藝標準化包括復合線路法以及復合零件法兩種。采用符合零件路線法進行零件加工過程中，其零件需要滿足以下兩個特點：第一，加工的工序差異較大；第二，加工的工藝流程較長，只有具備了上述兩個特征，方能滿足數控加工工藝的標準化和規范化。比如采用復合路線法進行成數控零件加工工藝時的標準化流程如下。

3.1 加工定位

加工定位是進行數控加工工藝標準的主要內容之一。因此，在加工定位時首先應確定零件加工的基準。在進行零件加工過程中為了有效確定零件的點、線、面的位置，需要選擇參照物作為基準。其次，進行基準定位對于零件加工工序的規劃以及實施都具有直接的重要影響，對于零件加工質量具有直接關系。因此，應提高基準定位的精確度。在進行基準定位過程當中，首先應對毛坯表面進行定位，之后合理的規劃零件的加工區域。在進行零件的加工時由于曲面類型具有多樣化的特點，而曲面的復雜程度與零件的加工工藝復雜度具有直接的關系，想要合理規劃零件的加工區域就必須提高工作人員的綜合素質水平。

3.2 加工策略

第一，應合理確定加工工序。目前加工工藝包括精加工和粗加工兩種方式。一般情況下，在進行數控加工工藝過程當中都是由粗到精的方式來進行層切。一般情況下，加工工序以粗加工——粗基準加工——精基準加工——精加工的過程為標準的。除此之外，加工策略的選擇對于數控加工的走刀路線具有十分重要的影響。因此，只有合理確定加工策略方可有效保證施工路線的準確性，進而方能保證數控加工工藝質量。當所選擇的加工策略合理時就能夠有效節約加工時間，進而提升加工效率，不同區域及精度要求對應的加工策略如圖2所示。

圖2 加工策略

3.3 加工工具

加工工具的選擇對于數控加工工藝標準化具有十分重要的影響，能夠直接影響加工工藝的質量。因此，為了有效保證數控加工工藝的標準化，對刀具的參數類型以及材料進行合理確定。第一，數控加工刀具材料包括涂層硬質合金鋼、硬質合金鋼以及高速鋼等多種類型。高質量的數控加工刀具能夠提高堅硬零件層切的準確性；第二，常用的加工工具包括圓角端銑刀、端銑刀以及球頭刀幾種類型，由于加工工具的規范化，使得數控加工工藝標準化得以有效實現；第三，在進行刀具參數的設置過程當中，主要包括走刀區域、顏色選擇以及路線設計等多個方面。對于不同零件的數控加工應設置不同的參數，進而保證數控加工的質量。

3.4 工藝參數

工藝參數的合理設置是進行數控加工工藝標準化的關鍵內容，包括深度、速度以及程度等多個方面。第一，刀具的材料對于零件加工過程當中的切削速度具有直接影響。因此，較硬材質的刀具可以用于加工質地較硬的零件。而當零件的硬度較小時就可以根據實際情況適當提高切削的速度。第二，根據零件的加工深度精度的變化應不斷地降低切削的深度。第三，在進行工藝參數的設置時應根據進給量加以確定。通常情況下，應在總結過去經驗的基礎上來進行數控加工工藝的標準化。

4 數控加工工藝標準化的發展方向

4.1 模糊控制技術在數控加工工藝中的應用

模糊控制技術是在原有的理論基礎之上使用語言及推理進一步完善智能技術。模糊本身是具有不確定概念的，是人類根據現實情況或者自身實踐經驗得到的不十分清楚確定的判斷，并不一定是最真實準確的事實，但是對行為的執行能夠提夠一定的參考價值。但是這種模糊控制在數控加工工藝標準化中得到應用可以有效提高工藝的標準化程度，能夠減少工作的時間。模糊控制在數控加工中的應用主要依據是人類的思維能力及推理能力，因此此項技術可以算是一種模擬人類思維行動的技術，因此提高了自動化的管理程序的運行。此系統能夠對自動輸入系統內的模糊量主動進行模擬的推理工作，并且執行有效的決策控制，在模擬中能夠得到模糊數據，工作人員可以以模糊數據作為參考更快更好地對數控加工的運行得到了解。模糊數據在理論上是有不確定因素，但是得到數據的推理和思維過程卻是科學的，這也是保證模糊數據具有很高地參考價值的依據，這些數據還是有很高價值存在的。正是因為這種不確定因素可以使人類的思維得到解放，可以更好地發揮自己的想象，對于數控加工中無法解決的問題得到解決辦法。

4.2 專家系統在數控加工工藝中的應用

專家系統能夠將數控加工的自動化專家智能控制運用專家兩個字來形容，主要還是由于它的功能和對數控加工中經常出現的情況解決的能力變得比以前更加強大。例如數控加工工藝標準化過程中經常會遇到各類問題，但是工作人員可能由于某些因素無法及時的出現解決，將專家系統引入到智能化控制之后，系統能夠對所出現的問題在第一時間內自動做出解決，此系統不僅能夠對技術問題做出更好的解決辦法，還能夠將系統快速的恢復，提高數控加工工藝的效率和標準化程度。

4.3 神經網絡在數控加工工藝中的應用

人類的神經是人類完成思維及各種社會活動最主要的條件，如果人類失去神經將無法存活。目前很多專家就根據這種現象開始了對神經系統的研究，并且發明了模擬神經系統的軟件，稱之為人工神經網絡。這個系統在很多行業中得到了應用，正處在不斷完善的階段，目前在計算與模型構造方向進步神速。數控加工工藝標準化也可以應用神經網絡系統，這項計算能夠提高數控加工工藝的標準化程度，對零件的加工將更加精確。

5 結論

數控加工工藝不僅可以處理常規的幾何形面，而且能夠對不規則形面進行加工處理。當進行小批量以及多品種生產時采用數控加工工藝其效率更高、效果更加顯著、適用范圍也更加廣泛。當數控加工工藝標準化得以提升，就能有效提升加工速度與零件質量。數控加工工藝標準化正向著多維方向發展，通過采用先進的方法能夠有效提高數控加工工藝的自動化、智能化和標準化。

參考文獻：

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