基于數控加工下工藝設計原則及方法探討

林茂興

（福建省南平市農業學校，福建 南平 354200）

實際上，數控加工以及相應的工藝設計關乎到眾多技術種類，整體的控制邏輯是由計算機設備來進行編程，然后根據預期設定的邏輯標準來控制機械設備的轉動以及移動，這樣就能夠完成整個加工過程。 目前在數控加工工藝設計中比較容易出現問題的是設計方案和編程方面的邏輯漏洞，以及機械加工設備存在一定的誤差，這樣都有可能導致整體加工精度不達標。 因此，就需要深入研究相應的工藝設計原則。

1 數控加工工藝概述

相比于傳統的零部件加工來說，使用數控加工方式能夠有效提高工件的精細程度。 目前，越來越多的工程實踐領域中都開始使用數控機床來對零件進行加工，整體效率很高。 但是由于技術的不斷發展以及應用場合的要求越來越高，對相應的數控加工工藝嚴密性要求也已經發生了一定的變化。 相應的技術人員需要按照需要加工的標準來設置特定的控制指令，這些控制指令下達到數控機床，也就能夠進一步控制切割工具的移動，最終完成了整個切割過程。 數控加工工藝本質上能夠提高整體的加工工藝度水平，但是由于眾多因素的影響，也有可能導致這些零部件在加工過程中出現刀具的偏移，最終造成零部件加工失敗。 數控加工工藝整個流程也是比較復雜的，涉及面比較廣，特別是所應用的一些特殊工序具有一定的要求和標準。 例如在現有的裝夾工序中，要能夠盡量降低整體誤差。

2 數控加工工藝設計原則

2.1 劃分工序原則

在確定數控加工工藝設計時，首先一個十分重要的環節就是需要理清零部件材料的具體情況，以及最終的加工標準。 這樣就能夠有效劃分加工工序，所得到的加工工序種類也比較多。 一般來說，不同的零部件加工往往也需要選擇特定的加工工序，以便進行相應的設計。 在加工零部件時，首先進行粗加工，得到相應的形狀，然后再進行細加工，細加工過程往往耗時比較久，通常需要對某一特定的數據標準進行精確的計算以及核對，最終才能夠完成整個加工過程。 除此之外，在對零部件進行安裝時，要求也比較高，一定要做好零部件之間的配合，要有效避免零部件可能出現的碰撞情況。 每一個工序都需要逐項進行，只有完成了前一個工序之后，才能夠接下來進行下一個工序[1]。

2.2 設計工藝原則

特別是在一些比較復雜的零部件加工過程中，都需要將一次加工和集中定位結合在一起，一些復雜的工件由很多零部件組合形成。 這些零部件都需要滿足相應的加工標準，必須在誤差允許的范圍內才能夠使用。 只有每一個零部件的標準都滿足要求，同時也按照正確的流程來進行組裝，最終工件才能夠達到預期的質量標準。 在對零部件進行加工時，要盡量確保零部件一次成型，這是因為如果進行二次加工，很有可能會導致零部件的誤差增大。 對于加工設備的精度方面，很大程度上受到控制策略的影響，相應的技術人員也要更多的考慮到實際加工過程的具體情況，有效設置好相應的加工精度，更好地滿足零部件加工的基本要求。 首先應當要深度切割零部件，然后使用粗加工過程來進行處理。 接下來再進行半精度加工，這一過程往往能夠提高工件的整體精度水平，為了后期投入使用，最終就是進行精加工。在數控加工工藝中，要掌握先近后遠的原則，在零部件和刀口距離選擇方面更加慎重。 數控加工過程也要著重做好降溫設計，工具切削過程中往往會伴隨著很大的熱量釋放，這些熱量很有可能因為急劇增加而導致零部件性能結構出現問題。 因此，為了提高加工精度，可以通過一些設備來進行散熱，例如通過持續加水的方式來降溫，這樣能夠更好確保整個數控加工過程的穩定性。

2.3 構建模型

在很多高標準的數控加工過程中，首先應根據具體零件確定出相應的三維立體模型，劃分出圓的直徑以及軸的交角參數，然后創建出齒輪的實體模型。 這樣就使得更多的零件參數被細化，這也有利于通過數控編程的方式來切削零件。 等到繪制完齒輪圓之后，需要進一步設置合適的角度值，這樣能夠得到更加標準的橫截面。 對于仿真模型創建過程，要考慮到整個數控加工系統以及仿真模型的聯系性，對一些零件進行深度加工。 在具體的加工過程中，也并不是要完全按照預期設定的標準來進行，也可以根據具體的加工過程來實現對零件加工的細節微調，使得零件的整體尺寸和大小更加標準。 數控加工過程中要確定好加工路線，選取合適的材料進行處理。 一般來說，目前使用高溫淬火技術比較多，這種技術能夠實現對零部件的熱處理，那么也就避免了由于熱脹冷縮效應而導致零部件變形的情況。 針對一部分厚度比較薄的零部件來說，對整體的加工過程精細化程度比較高，也要有效地考慮到很有可能出現零部件變形的情況。 對于厚度相對比較厚的零部件來進行加工，這種零部件變形的情況相對比較少，但是也需要避免由于刀具的誤觸碰而導致出現變形的情況。

3 數控加工工藝的特點分析

3.1 基本特征

相比于其他類型的加工技術來說，數控加工技術顯得智能化程度很高，很多加工工序相對來說都比較集中，能夠完全按照計算機設定好的流程來進行加工。 然后刀具等設備直接按照指令運行，不再需要人工操作。 這也體現出了較強的自動化程度，有利于實現批量生產。 因此在前期規劃時，就應當要格外慎重，這樣才能夠避免因為編程問題導致數控加工過程出現紊亂，直接造成加工工件報廢，帶來的損失比較大。 目前針對數控加工編程方面，也已經形成了比較系統的編程體系，能夠有效地按照一些規范來實現編程操作[2]。 很多數控機床廠家已經設定好了編程規范，只需要按照規范使用語言即可。 有經驗的數控機床操作人員會在每次完成編程之后仔細校對，這樣能有效地找出可能存在的一些問題。 要科學進行方案設計，使得數控程序更加規范，避免因為不規范的編程方法導致出現邏輯混亂的情況。

3.2 優化原則

在已經確定了加工標準之后，編程階段也需要耗費較長的時間。 通常來說，編程往往都是重中之重，這一過程直接會確定機床的整個運行軌跡。 要掌握的原則是要盡量減少刀具的運動次數，縮小加工量。 在粗加工之后，往往都會給零部件帶來一些變形，因此就需要進行精加工，以此來減小加工精度。 先粗后精是目前數控加工領域中十分常見的，需要根據具體的零部件結構以及特征來進行優化。 走刀要先近后遠，確保整個走刀的路徑是最優的，盡量減少刀具的使用。 距離刀口在物理距離上比較近的區域，一般都需要優先進行加工，距離位置比較遠的需要進行后加工，這樣能夠有效地提高加工效率。 并且整個過程顯得更加簡潔可控，有利于針對不同的零部件進行優化。 通過優先切割零部件的表面，然后再進行孔內切割，能夠更加符合很多零部件的特性，減少出現切割失誤的可能性[3]。 在前期調整數控加工程序時，可以根據具體的切割過程來進行優化，不斷進行調試，以此來接近最優切割方案。

3.3 一次定位

一次定位也是在數控加工過程中十分重要的。 能夠提高數控加工的整體效率，顯得更加高效，同時也有利于降低占地面積，縮短加工時間。 因此在最初的方案設計階段，就需要更好提高整個加工效率，在一個數控加工周期內更好減少工具的使用次數，也有利于降低加工成本。 所裝載的刀具要確保處于正常工作狀態，特別是一些刀具在經過長期的使用之后，很有可能會出現磨損的情況，因此需要及時進行校核，更換不達標的刀具。 零件要避免在多個數控機床之間更換，這樣有利于降低加工誤差。 同時也要注重進一步加強針對數控機床操作工人的技能培訓，使他們能夠掌握更加扎實的工作素養，這樣將有利于減少一些工作失誤的可能性。

3.4 完善加工流程

在未來的發展進程中，需要進一步完善已有的數控機床加工工藝流程，技術需要不斷提升，采用更加先進的技術設備，這樣能夠提高工作效率，特別是一些優質的數控機床，如今加工精度不斷提高，可靠性也在不斷增強的過程中，因此也需要針對不同類型的數控機床，制定特定的加工流程標準，這樣才能夠更好地滿足工程實踐的需求。加工流程要嚴格遵循技術加工規范的相關標準，特別是要根據加工零部件的需求來制定，同時應當保持靈活的策略，要能夠針對具體的情況來進行積極調整，這樣才能夠更好地提高整個加工過程的精度和準確度，要盡量減少可能出現損壞零部件的情況，加工流程也應當考慮到整個加工過程的具體進行狀況，特別是操作工人的實際素養，針對一些常見的錯誤，可以從數控機床軟件編程的角度來進行約束，設置一定的保護邏輯功能，這樣即使出現了一些常見的編程錯誤也能夠從軟件保護的角度來進行處理，更好地提高了軟件編程的智能化程度，有利于減少編程錯誤的情況出現[4]。 目前，我國數控加工技術工藝不斷提升，已經逐漸趕超世界一些先進技術水平，但是總體來說，國內的數控加工技術還有很多地方需要改進，還需要在未來的發展進程中持續加大技術研發的投入，掌握更多的核心技術，不斷提高數控加工的可靠性和精準度，這樣才能夠在一些重要技術上，擺脫受制于人的局面。 整個數控加工過程的供應鏈以及相應的技術流程都需要進行特定的優化，這樣才能夠更好地發揮出一些先進技術的優勢，實現長久發展。

4 結語

綜上所述，本文對數控加工下工藝設計的原則以及方法進行了深入分析，在未來的發展進程中，需要根據預期加工零部件的具體結構以及相應的加工標準來進行確定，最終得到相應的技術規范標準，確定出相應的工藝實踐過程。