基于數控加工的工藝設計原則及方法研究

向棋銘

（湖南省汽車技師學院，湖南 邵陽 422000）

隨著當今信息技術的不斷發展，各項數控技術也得到了完善革新，并得到了廣泛的使用。目前單一的傳統加工工藝顯然已經不再適用于這個全新的時代，數控加工工藝作為一種將傳統加工工藝的精華與先進的信息技術充分融合的復合型全新工藝，可以更好的滿足社會的需求，對機械加工制造領域的發展有著重要意義，因此加強基于數控加工的工藝設計原則及方法研究是機械加工領域根據時代要求做出的必然選擇，是一次具有時代性意義的改革。

1 數控加工工藝的定義與優勢

數控加工是指利用數控機床來對各種機械零件進行加工，即根據圖紙與要求來設置數控加工程序并輸入進數控機床中，之后再控制機床進行工作，此時機床便會根據設定的要求來完成對應的零件加工。數控加工實現了信息技術與傳統加工工藝的結合，使得工藝設計的整體嚴謹性都有所提高，但在嚴謹性提高的背后是生產出的機械零件更加精確。此外，數控加工工藝對人力資源的需求量也大大減少，從而有效降低了加工過程中的人工費用。在這個科學技術飛速發展的今天，隨著數控加工工藝的不斷完善，數控加工工藝已經逐漸成為機械加工的主要方式，無論是對提高加工效率還是保證加工質量都有著很大幫助。數控加工工藝的特點使其的加工要求勢必要比傳統加工工藝要更為嚴格，因此要想更好的發揮出數控加工工藝的優勢，就要不斷的對數控加工的工藝設計原則及方法進行不斷研究，在實踐中不斷完善數控加工工藝，以實現數控加工工藝的長遠發展。

2 數控加工工藝的設計原則

數控加工工藝的種種優點使其在進行實際設計時所需注意的事項原則較多，這在對數控機器設計人員提出了新的挑戰的同時也對加工人員提出了全新的要求，加工人員在利用數控加工工藝來進行零件的加工時必須遵循規定流程與相關標準，而設計人員在進行設計時也要遵循一定的設計原則，至于這樣才能更好的提高數控加工工藝的應用效果，下面便對具體的數控加工工藝的設計原則進行探討。

2.1 先粗后精，先外后內

數控加工工藝的設計應本著先粗后精、先外后內的原則進行設計，遵循從零件到半成品到成品這個過程來進行生產。為了實現精確加工，在進行數控加工工藝的設計時需充分考慮各種材料的堅硬度與鋒利度，對于切割部位一般選擇那些硬度與鋒利度較大的材料，以保加工效果的精確。此外先外后內也是數控加工工藝的重要設計原則之一，零件多分為內外兩面，除了要先對零件的內外部進行粗精加工外，在加工設計時還應遵循先外后內的原則，即無論是粗加工還是精加工都要先對外面進行加工后再對內面進行加工，從而使加工出的零件品質更高。

2.2 盡量縮短走刀路線與程序段

走刀路線的長短將直接影響數控加工的加工效率，在實際的生產加工中，走刀線路如果實現了最短，那么數控加工的時間也會大幅縮短，這就使得盡量縮短走刀路線成了數控加工工藝的重要設計原則。走刀路線的縮短取決于設計人員對走刀線路的了解程度，只有對實際加工環節進行深入分析了解才能找到合適的換刀節點，從而實現對走刀路線的合理規劃。此外，在數控加工的工藝設計中還要注意本著盡量減少程序段的原則，程序段如果過多就會造成人員精力的浪費，且過多的程序段也會大大提高差錯的出現概率，因此必須盡量減少程序段的數目，對提高數控加工的效率有著重要意義。

2.3 集中工序

數控加工工藝作為一種新型復合型加工技術，其中包含了許多加工工藝，這就要求在進行數控加工工藝設計時必須要集中工序，要做到一次定位，盡量減少額外的反復加工。反復加工不僅會浪費額外的財力人力，在反復的加工過程中還易出現其他新的問題，進而造成惡性循環，對數控加工工藝嚴重影響。所以在進行數控加工工藝設計時要做到集中工序、一次到位，這樣才能減少誤差的產生，有利于數控加工工藝的進一步發展。

2.4 刀具的調用

在運用數控加工工藝時需注意盡量減少刀具的調用次數，對此設計人及人員在應根據機器的實際用途來進行全面的分析，并結合每種刀具的特點來確定合適的刀具，從而有效減少加工的過程中刀具的調用。刀具的調用會大大降低生產效率進而增加數控成本，在數控加工的工藝設計方面應引起加工人員的額外注意。

2.5 特殊情況的處理原則

嚴格按照數控加工技術的設計原則來進行數控加工只能將事故的發生頻率降至最低，并不能實現問題的完全避免，在實際的數控加工中難免會有一些特殊情況的出現，如果工作人員處理不當也會引發較為嚴重的后果。對此除了要做好日常的設備檢查工作外，在面對突發情況時要根據具體情況進行合理分析，選擇適當的解決方案，而不是僅僅照搬理論知識，只有隨機應變才能以最小的代價來解決加工過程中出現的問題。

3 基于數控加工的方法研究

3.1 加工前的準備工作

充分的準備工作是數控加工順利進行的重要保障，在進行正式加工前首先要對所需加工的零件圖紙進行全面的分析研究，檢查其是否存在不合理的問題，在確認圖紙科學無誤后再結合圖紙進行加工方案的制定。如果未進行加工前的準備工作或是準備工作過于敷衍沒有發現圖紙中的問題而進行盲目加工就會產生難以預料的嚴重后果，因此對零件圖紙進行事先的科學分析是后續加工環節順利進行的基礎，在數控加工中應得到廣泛關注。

3.2 確立明確的加工方案

明確的加工方案是數控加工進行的重要指標，加工方案必須根據零件圖紙，并充分結合機床的性能，從而確定所需使用的數控加工工藝，最終設計出科學合理的加工方案來促進數控加工的進行。施工方案所包含的應是整個施工流程，對于各項施工環節都應有著明確規定，如工藝路線、加工方法等。科學合理的加工方案可以使得整個加工環節井井有條，對避免意外事故的發生與提高零件產品質量都有著很大幫助。

3.3 精化加工工序

零件的加工工序一般分為粗加工與精加工，粗加工即對零件進行大致上的加工，細節工則是在粗加工的基礎上進行細節上的處理，兩種工序的有機結合最終生產出符合標準的零件。具體為在進行零件加工時首先應對零件進行大致加工后，再進行精準加工，這種先粗后精的加工方式不僅有利于加工效率的提升，還能有效保證零件的質量。在進行粗加工的工序時一般使用普通的加工方法進行，而在進行精加工時才會使用數控加工工藝來完成零件的加工，這種混合型加工方式的使用好處在于實現了普通加工工藝與數控加工工藝的有機結合，對減少加工成本以及提高加工效率都有著重要意義。

3.4 合理進行切削

切削可謂是數控加工工藝的關鍵環節，各種零件的加工都是通過切削來完成最后的調整，切削步驟的好壞將直接影響加工的最終效果。影響切削加工的因素主要為以下三個要素：進給量、切削速度、背吃刀量，合理把控這三個要素就能有效把控切削質量。在切削過程中如果切削速度過快就會導致刀尖的溫度升高，從而產生額外的磨損，另外切削材料的硬度也會對切削刀具的使用壽命造成影響。因此在進行數控加工工藝的研究時要注意切削環節的把控，根據實際情況來及逆行合理的切削，對于切削刀具要定期進行檢查與保養，從而保證切削時的精確穩定，使零件的加工質量得到有效提升。

4 結語

現代數控加工可以有效提高零件加工的質量與效率，在我國機械加工領域已經得到了廣泛使用，在未來的機械加工領域勢必得到更為廣泛的關注與使用。但目前我國的數控加工工藝還存在著些許不足，對于許多細節上的處理還不夠到位，對于一些未知問題的發生也缺少相應的應對措施，且有關數控加工的工藝設計所需考慮的因素很多，因此要想進一步完善數控加工工藝，進而更多的發揮出數控加工的優勢，就要不斷加強對數控加工的工藝設計原則與方法的研究，實現數控加工工藝與傳統加工工藝的有機結合，從而促進我國機械加工領域在數控加工工藝的幫助下蓬勃發展。