復雜型面數控加工工藝及編程技術的相關探討

摘 要：我國在數控技術方面的發展突飛猛進，已經不僅僅局限之前的單純的只能在機床上進行操作，而是與計算機技術相結合，即使是很復雜型面零件也可以輕松的加工出來，無論傳統模式加工還是利用機械自動化進行加工，設備在操作過程中的可移植性和收縮性都是必不可少的。本文要是通過三個方面進行研討，第一方面是數控加工技術和編程技術的概述；第二方面是分析復雜型面數控加工的工藝流程；第三方面是關于數控技術的實際應用。

關鍵詞：數控加工；數控編程；復雜型面零件；工藝技術

中國本身就是制造大國，所以機械制造行業經濟的快速發展，對我國的整體國民經濟都有著重大的影響，其實機械制造行業與現代化的科學技術相結合，你的改進了之前的制造模式。由于人們的生活水平逐漸提高，所以對于機械產品的種類和質量的需求也逐漸增加。因此數控技術應運而生，在我們生活當中，扮演著極為重要的角色，現如今融合了現代科學的數控技術廣泛的應用在飛機、輪船以及汽車等行業，因為這種數控技術不僅能保證機械產品的質量，而且減少了勞動力，提高生產效率大大的降低了企業成本。推動企業效益增長的同時推進社會經濟的高速發展。

1.數控加工技術以及數控編程技術

所謂數控加工工藝指的是，數控操作人員根據目標零件的圖紙及零件的基本信息，對零件加工過程中所需的程序進行編寫；再將編寫好的程序輸入到數控機床；選擇合適的操作方式，讓數控機床按照編制的程序進行運轉，最終使零件按照圖紙的要求被加工出來。數控技術是計算機和自動化控制系統的結合體，不僅通過設備的高速運行，減少了人為勞動力，更是利用先進的技術提高了整體加工零件的速度和質量，在為企業減少成本的同時，保證了產品完成的精準度。

編程技術是復雜型面數控加工的基礎部分，通過在CAD和CAM這兩個軟件上對目標零件進行構建和分析，確立坐標系和合適的切削參數，以及刀具走向等多個方面的問題，為在數控機床上進行實際的零件加工打好基礎。

2.復雜型面數控加工工藝流程

在進行數控加工的操作過程中，數控編程是第一個要面臨的重要環節，編程人員首先要充分的了解圖紙上目標零件的信息，以完成目標零件的加工為目的，結合現有設備的實際操作能力，將整個加工過程利用專用的數控加工術語編寫成相應的加工程序，該程序中必須包括刀具的下刀深度、刀具走向以及換刀操作等多個方面問題。編寫完程序之后，將程序加以驗證確認無誤之后將其輸入到控機床的控制面板中，數控機床會根據輸入的程序指令對零件進行加工。編程過程，并沒有我們想象的那樣輕松，為了確保零件的精細度，編程人員必須把刀具軌跡的每一步所需的數值都計算精確，要不斷的進行反復的確認和校驗，根據圖紙上零件的尺寸和形狀，選取適用的刀具，根據零件的精度要求，確定合適坐標系和切削參數。

3.實際的應用

3.1建立加工坐標系

在CAD軟件上進行建模操作時，首先要建立的就是工作坐標系，數控機床的坐標系包括坐標系、坐標原點和運動方向這幾個部分。想要建立合理的工作坐標系必須從實際加工角度進行考慮，根據目標零件，在加工過程中在數控機床中所處的實際位置來加以判斷。

3.2劃分加工區域

在對模塊進行加工的過程當中，加工區域可按兩種方式進行劃分，第一種是對模塊外部的邊框進行定義來作為整體的加工區域范圍，例如殼體復雜外型面零件，可以將其分為外輪廓和內部腔體兩大區域，采用此種劃分區域方式進行編程時只需要在程序中編入一道精加工的指令，數控機床就可以根據這一次的加工刀軌路徑計算出全部精加工刀軌所需要的數據。這種操作雖然方便但有切削量并不明確，而且每一個模塊自身特點并不相同，所以這種方式對其數控加工的程序并不能夠做出有針對性的分析，幾乎是用一把刀走完所有零件的接觸面，既損害刀具的使用壽命又降低零件成品的質量。第二種就是根據加工工序來進行區域劃分，這種加工方式是指在數控加工進行編程操作時，加入4道精加工工序，設備通過對4道加工工序進行有效計算，獲取整個零件加工所需的全部精加工刀軌軌跡。針對于殼體復雜外型面零件而言，這一種加工方式可以避免上一種方式所產生的切削量不明確的弊端，對加工過程中的針對性進行提升，優化了整體工藝。其實這兩種方式各有利弊，具體采用哪種區域劃分方式，還要根據零件自身特質來進行結合選擇。

3.3定義加工刀具

刀具的選擇對數控加工整個過程起著決定性的作用，只有選擇了合適尺寸合適類型的刀具，才能確保目標零件尺寸和精度的達標。以本文選擇的航空燃料的附件殼體金屬模具為例說明，針對外殼體型較大、型腔尺寸也較大的模具而言，要先去除腔體內部多余用量，可以先使用大尺寸的刀具，設定較深的切除量盡量快速完成輪廓上粗加工、半精加工以及加工的步驟，再將大尺寸刀具轉換成球頭刀來加工型腔曲面結構以凹弧面。簡單來說就是根據材料不同特性，選取不同類型刀具

4.結語

總而言之，若想發揮出數控產品設備的最大優勢，必須過程中的每一個環節都加以重視，首先是編程階段，工藝設計和編程人員需要對本企業的設備了如指掌，只有全面了解設備加工零件的完成程度，精確加工坐標系，才能有針對性的優化自己所編輯的程序，其次是在零件加工過程中，要選擇最合適操作的機床、適用的刀具和相應的編程來達到整體工藝路線的優化。除此之外對于加工仿真的設計也可以利用不同的仿真數據模型來對其進行優化，來確保整個加工過程中安全隱患降到最低。最終通過數控技術的不斷優化，降低成本，提高產品品質，提升企業的經濟效益，從而帶動社會經濟的全面提升。

參考文獻：

[1]數控加工工藝設計原則及步驟分析[J]. 張祥.內燃機與配件. 2017（08）

[2]數控加工工藝標準化研究[J]. 梁保然.中國標準化. 2017（06）

作者簡介：

姜戈（1987-），男，民族：漢，籍貫：山西省太原市，當前職務：副科，當前職稱：初級，學歷：本科，研究方向：數控技術教學。