數控加工工藝及在機械模具制造中的應用探析

龐賢學

（廣西二輕技師學院，廣西 南寧530000）

隨著現代技術的全面發展，各行各業實現了技術突破，保證了整體工作效率。對于機械加工行業來講，科學合理運用現代技術已經成為發展的趨勢，各種數字化技術的應用在機械加工工作中發揮了重要的作用，數控技術就是數字控制技術的一種體現形式，通過對傳統行業的技術改進，實現了現代化工業生產與加工，保證了安全與質量。數控技術是現代化制造技術，是符合時代發展的技術形態。其大范圍地普及，有著良好的自身優勢，操作簡便、步驟靈活、安全高效、節能降耗，在實際生產加工中發揮重要功能，具有高度自動化及精確度的特點，使技術實現了全面普及和應用。制造業整體生產效率得到全面提高，通過數控技術實際操作，大大減少了人工操作流程，降低生產工時、減少人力勞動負擔，從根本上實現了社會生產勞動的高效集成。只有不斷促進數控加工技術進步，才能把人從繁重的勞動中解脫出來，提高產品整體質量，確保生產安全穩定。

1 數控加工工藝優勢

1.1 生產效率高

數控加工技術有著良好的自身優勢，最為主要的就是全面提升了生產整體效率，因為相關的設備由計算機等數字化技術控制，對于一些傳統需要人力來更換的程序，大大減少了一些不必要的環節，提高了數控技術速度，在一些零件互換上也大大提高了加工的速度，使人力解脫出來。復雜曲面加工更是提高了加工的速度，而且保證了質量與安全。

1.2 生產產品的精度高

數控技術主要是由編制好的程序來完成，通過計算機桌面進行整體控制，各種裝置轉換由數控系統整體完成與控制，實現了復雜步驟的轉換。從根本上減少了由于人為操作帶來的誤差，使加工出來的產品精度更有保障。

1.3 自動化程度高

由于其是計算機操作，使各道工序更加順暢，減少了人的參與頻率，使勞動強度下降。在很多復雜的流程環節中，提高了生產的安全度。數控加工過程大部分是自動完成的，操作者只需裝卸工件、更換刀具和試切對刀，就可以進行加工操作了。在實際的生產過程中，也不需要操作人員進行控制，只要做好現場監督與檢測就可以。數控機床數字化程度越來越高，其自動化水平符合更多的復雜生產要求。

1.4 適應能力強

數控技術是一整套的流程，對于復雜零件，需要嚴格進行設計，通過智能化控制能夠輕易生產出來，保證了產品的形狀與大小。如果需要更換品種，則要更換數據就可以實現，數控系統運行狀況適應能力更強，有效拓寬數控車加工技術應用范圍，使加工范圍也更加廣泛，適用于各種部件的加工與生產。

2 數控加工工藝原則

2.1 先上后下原則

加工生產過程中，需要嚴格進行設計程序，使上道工序加工不能影響下一道工序定位與夾緊，保證持續性生產加工，避免出現生產問題，保證生產安全。

2.2 先內后外原則

數控加工需要嚴格整體流程，才能確保產品加工的時間，節省更多的勞動成本，在進行加工時，需要對零件加工流程做好設計，要先進行內部的部分，然后再對零件外形做好修整，保證整體加工順利完成。

2.3 連續性加工原則

數控車床加工要形成連續性，保證加工的質量，進行加工過程中，不能頻頻換刀，要根據各種部件的加工程序，做好刀具的應用，使用相同安裝方法或使用同一把刀具加工零件，最好是一次性完成，保證加工的連續進行，減少由于重新定位或者換刀形成不必要的誤差，影響到產品質量。

3 數控加工工藝技術

3.1 零件圖分析

數控車床加工前，需要全面明確圖紙設計的要求，把握好要加工的部件具體情況，要充分對加工工件零件圖做好詳細的分析。要根據所加工的部件，對照分析零件圖所畫輪廓是否符合加工部件的形狀，保證形狀正確后，再對相關的標記尺寸進行核對，確保相關部件加工后與所畫零件圖一致，要保證數據清晰準確，才能加工出符合要求的精密部件。根據加工的要件，全面選擇使用的材料，要對工件材料做好參數分析，全面確定尺寸公差、材料表面粗糙度，精準把握好尺寸精度，對下一步選擇使用刀具提供基礎。刀具的選擇、切削用量要以部件加工具體實際為準，確保加工速度與質量。根據設計要點，設計好刀具走線，最終以零件圖形狀位置公差，有效確定加工基準及裝夾方案，確保加工部件質量，保證生產連續性。

3.2 設計加工方案和走刀路線

數控車床加工工藝要嚴格周密做好設計，只有充分考慮到各方面的影響，才能保證實用性，加工方案要全方位做好規劃，使零件尺寸、材料及形狀均符合加工要求，充分做好加工方案的設計。一要先進行粗加工后再進行精加工。根據零件大小選擇毛坯，對多余的量進行粗加工，使零件基本成形后再精加工，要科學合理控制好程序流程。二是要先加工距離刀近的位置再加工遠的位置。要在方案中明確設計好路徑，通過先近后遠的加工順序，減少短刀走線距離，避免出現空刀情況。三是先加工零件內部后加工零件外部。進行加工過程中，要全面把握好零件內外部情況，先對內部不易去除鐵屑和不易散熱的部分進行加工，然后再進行外部形狀的加工，提高生產效率與精度，保證產品質量。四要使用簡單加工方案。在保證進度與質量前提下，做好流程的控制，減少不必要的操作，提高整體生產效率，減少人為干預。五是選擇走刀線路要科學合理。進行選擇時，要根據加工部件的情況，做好刀具的合理安排，盡可能選擇最短線路，提高生產加工的效率，對能夠一次加工完成的部件，要一次性進行加工，避免空刀，保證零件精度和表面粗糙度。

3.3 劃分工序

工序是保證效率的關鍵，要科學做好整體劃分，把握好各道流程，充分掌握工序集中和工序分散原則進行劃分，確保工序合理安排。工序集中原則主要在是進行部件的加工過程中，一次裝夾可對多個表面進行加工，既節省了時間，同時也能夠保證加工的質量，避免出現因多次換刀產生誤差。工序分散原則是在進行數控車床技術操作時，要合理劃分出分散工序，這類工序一般不對設備產生影響，可以通過分類加工的方式進行分組加工，合理協調好刀具、切削量、走刀線路及粗精加工流程，減少不必要的空走刀現象，提高生產整體效能。

3.4 確定切削用量

數控車床加工要全面嚴格流程，保證切削用量科學合理。切削用量包括切削速度、進給量及背吃刀量等內容，要充分把握好各種影響要素，提升整體加工速度。切削用量受到被加工材料、切削環境條件等的影響較大，要根據不同的速度做好科學選擇，提高切削速度。而速度則受到刀具直徑的影響，選用刀具直徑大，則對車床剛性影響就越大，如果選擇較快切削速度，則會對車床產生磨損。隨著切削深度增大將減少走刀次數，縮短走刀時間，此時生產效率就會大大提高。進給量的確定也需要根據生產條件來決定，以加工精度判斷進給量，根據加工時效調整好進給量是操作的要點。對切削深孔的部件，一般都會存在排屑困難的現象，此時則要降低進給量，才能提高加工速度。背吃刀量和側吃刀量如果一致，可減少加工的進度次數，縮短切削時間。

3.5 確定定位和裝夾方案

數控加工技術中的定位和裝夾至關重要，要全面把握好標準，根據不同的部件情況、環境因素制定出加工零件定位和裝夾的整體實現方案。要全面保證定位，裝夾過程中需要嚴格裝夾夾具，以加工零件批量多少來確定多少。而對于批量生產的部件，則要以專業夾具為主，保證生產的連續性與穩定性。一般情況下，企業要想提高生產效率，則會利用簡單夾具。虎鉗夾具和壓板夾具是最為主要的兩種，虎鉗夾具對生產的精度要求高，適合生產精密部件；板式夾具則對精度要求不高，適合加工成本低周期短的部件。

3.6 確定刀具選擇

數控車床技術工藝是否科學，與刀具有著最為直接的關聯，要全面對刀具進行選擇，才能保證加工的質量。可以說，數控操作中的刀具是生產必不可少的基本工具，剛性強、質量好、抗磨抗損能力強的刀具，可以全面保證產品質量。有效把握好加工刀具壽命，是減少成本、提高質量的關鍵點，刀具主要在日常使用中受被加工工件尺寸、粗糙度、熱量等要素影響較大，因此要對不同的部件材料與熱度進行分析，合理使用刀具。

4 數控加工技術的應用特征與價值

4.1 應用特征

數控加工技術主要依托了當代最為先進的科技力量，通過科技帶動了技術的提升，其應用特征：一是高度的自動化。通過全面自動化、智能化控制，解放了人力勞動，其精度更高；二是高度集中化。數控機床可以把多層次勞動簡便化。通過將工序的集中全面減少不必要的加工時間，解決了時間成本問題；三是高度柔性化。能夠通過數據調整，加工各種不同的部件，保證了復雜部件的加工與生產。

4.2 應用價值

以往的加工單位和企業一般會在接收模具訂單后，就需要全面投入研發，做好加工生產的準備，使各道工序符合加工生產進程需求，通過加緊投入解決好較多復雜的工序。引進了數控技術以后，則全面提高了生產的整體效率，各種設計只需輸入編碼就能夠得到設計的三維圖像，對相關的產品進行修訂，合理后就可以進行批量生產了，保證了機械模具制造更加智能，全面實現產品優質保量。利用數字加工技術能讓模具以規范的路線行刀，避免出現人為損壞模具，全面提升了市場競爭力。

5 數控加工技術在機械模具制造中的應用

5.1 數控加工技術在模具分類環節應用

機械模具制造要把握好幾個工序，為了保證工序合理性，就要全面進行模具制造人工的處理，使模具在使用前就形成科學的分類，通過不同的類別選擇使用不同的數控機床，生產前一定要做好構圖、圖紙數字化處理、編碼、輸入等數據的提取，以此建模，為其他輔助工作節省更多的生產加工時間，通過科學合理劃分模具生產工序，提高生產的整體效率。把需要制作的模具分配到各機床，規劃好運行的時間工序，就保證了加工的速度與質量，避免一件一模地尋求適合機床，充分展現了數控機床優勢，保證了生產的連續性、安全性。

5.2 改進數控技術提升機械模具制造質量及效率

數控加工技術是在電子信息技術基礎上實現的，是對機床自動化、智能化的提升，只有全面把握好電子技術，才能推進數控機床技術創新，從而實現整模具制造。我國在科技與電子互聯網技術上不斷增加投入，提高了國際化應用能力水平，有效改進了數控技術在模具制造中的科技含量，使數控技術能夠挑戰更加復雜的加工與生產任務。

5.3 優化加工程序提升機械模具制造質量及效率

數控加工就是以最短路線對模具進行最快加工，全面減少空刀行程，進一步提高了加工的整體速度，全面降低了刀損，使企業效益更加良好，這是符合市場規律的。模具編制加工程序時會有“回零”操作，為了保證“回零”合理化，要充分設計好前后兩刀間時間，保證盡量短、盡量快，使回零路線更加科學合理。同時，也需要對起刀點、換刀點、特殊進給路線進行時間上的編排，全面提高模具制造效率。

5.4 利用數控加工技術加強機械模具的工藝規劃

模具加工企業要想快速實現生產，則要提升工藝設計水平，通過更加科學的工藝規劃，使機械模具訂單快速完成。同軸孔加工要減少換刀次數，最好不換刀，保持模具固定才能提高精度，對距離刀具近的加工部位要優先，平面工序完成后再對其他工序進行布置，使工序更加科學合理。

5.5 利用數控加工技術完成機械模具數控編程

要想實現數控加工技術轉化，就要用到編碼，越是復雜的加工則編碼越復雜，機械模具制造柔性特征直接增加了編程工作量，隨著G代碼的發展，更優化、更靈活的CAM編程軟件得到了廣泛發展，提高了編碼速度與質量。CAM編程軟件實現了人機交互，能夠分析人工模具影響因素；CAM將模具幾何特征作參考，快速生成編碼，使用過程中，只要把模具材料特征與幾何參數逐次輸入電腦，就能夠求得相關的列表，這樣就能夠確定走刀路線。

6 結束語

我國制造業迅速發展，全面推動了數控技術創新進程，隨著加工方案不斷創新，進一步明確了走刀路線，清晰的工序，保證了加工部件的切削量。整體看，數控車床加工工藝水平有了長足的進步，全面提升了生產加工整體效率，保證了生產連續性與安全性，數控工藝在機械制造中的全面應用，有力推動了經濟快速發展，滿足了市場需求。