數控加工技術在機械設計中的應用及優化建議

樊圣

江蘇新揚新材料股份有限公司，中國·江蘇 揚州 225000

數控加工技術在機械設計中的有效應用，可以提高工業產品加工精度和效率，促進機械設計創新，減少設計成本，促進機械設計加工行業經濟效益的增加。論文主要對數控加工技術在機械設備中的應用要點以及優化措施進行分析，旨在進一步提升機械設計水平，強化數控加工技術的應用水平，推動整個行業的高質量發展。

數控加工技術；機械設計；優化措施

1 引言

數控加工技術是在現代化科學技術發展背景下研發而來，主要是對計算機技術、自動化技術聯合應用的結果，在機械設計中融入數控加工技術，可以提高機械設計加工效率，方便生產研發操作，促進元件外觀的整體性，推動整體機械設計加工行業生產質量和效率的提升。因此，需要充分認識到數控加工技術的優勢作用，并明確在機械設計中的應用要點，同時需要完善質量控制措施，促進機械設備制造效率和質量，推動企業經濟效益的全面性提升，真正實現機械設備一體化生產。

2 數控加工技術概述

數控加工技術是對計算機技術、網絡通信技術、傳感檢測技術融合應用的結果，同時在傳統機械加工技術的基礎上，利用電腦程度對設備運轉過程展開智能胡、自動化控制，從而進一步提升機械零件加工制造效率，在高精密化機械加工中得到有效應用[1]。

3 數控加工技術在機械設計中的應用優勢

3.1 提升加工效率

在機械設計工作中融入數控加工技術，可以保增長機械加工操作的規范性和系統性，促進機械產品加工的精密性。同時在數控加工技術的應用背景下，還可以與智能技術進行聯合應用，以便對加工全過程展開動態監督和管控，這樣可以實時掌握各種元件的實際生產情況，及時發現問題，并進行自動調整，保障機械產品加工控制效率，強化產品生產精度。在數控加工技術應用背景下，操作人員可以對多個加工設備進行同步操作，這樣可以提升加工效率，縮短加工時間，節約成本，促進整體行業競爭力的提升。

3.2 優化加工流程

把數控加工技術融入到機械設計生產過程中，可以對生產全過程展開全方位、動態化管控，同時與智能檢測系統進行聯合應用，以便對機械產品加工過程進行實時監督，及時了解設備運行情況。在數控加工技術支持下，工作人員可以對設計控制編碼進行靈活性調整，確保實際生產加工方案與測試方案保持一致性和協調性，從而保障元件生產質量，并以此為依據檢測產品質量，促進機械設計加工作業的標準化、規范化開展。由此可見，數控加工技術的應用，可以簡化操作加工流程，提升設計加工效率，實現后期生產加工的便捷化與高效化。

3.3 確保元件外觀完整性

在數控加工技術應用下，往往需要利用CAD 進行元件設計工作。同時還可以利用數控加工技術動態跟蹤元件運行軌跡，掌握零件結構加工的實際情況，從而在元件設備加工生產過程中，設置相關輔助程序，確保元件生產質量滿足設計要求，并促進元件外觀的整體性和美觀性，為機械設計制造行業的可持續發展奠定基礎[2]。

3.4 推動行業現代化發展

在以往的機械設計制造生產中，主要是通過計算機軟件繪制機器生產軌道，這種方式難以保障制作精度，且產品缺乏柔軟性，加工效率較低，難以保障產品質量，甚至影響企業經濟效益。把數控加工技術融入到機械設計加工工作中，可以利用計算機技術直接加工，并與智能化、自動化技術聯合應用，促進產品質量和生產效率，強化產品精準度，推動機械制造業的現代化轉型發展。

3.5 提升行業競爭力

機械設備生產加工行業在中國國民經濟發展中發揮重要作用，機械技術的發展，可以為中國先進技術的升級創建良好的條件。數控加工技術在機械設計中的應用，強化了中國在國際重工業中的地位，促進中國綜合實力的提升。

4 機械設計中數控加工技術的應用要點

4.1 機械制圖中的應用

在機械制圖中融入數控加工技術，能夠減少外界因素的干擾，尤其可以減少人為操作失誤引起的制圖精度問題，提升制圖效率和質量，保障設計圖繪制過程的科學性與合理性。通過數控加工技術的應用，可以替代人工操作，并利用自動化軟件，簡化操作流程。數控加工技術的應用，還可以利用CAD 制圖軟件進行繪制，以便對產品設計情況進行直觀化展現，為設計人員提供詳細的數據依據，促進設計圖紙與實際產品需求的契合性，促進加工效率的提升，有效發揮加工監測功能作用。在具體應用前，技術人員需要對數控加工技術進行全面研究，了解其具體優勢、特點等，同時構建計算機數據庫模型，對各類信息進行優化整合，促進元件設計圖紙的實用性，為后期機械加工生產提供指導[3]。

4.2 機械加工設備中的應用

在以往的機械生產加工中，機械設備的運行穩定性不足，環境適應性較差，周邊環境、設備設計、運行磨損等因素，都有可能造成機械設備的嚴重損害，降低其使用壽命，加大設備故障率，嚴重影響機械設計加工效率和質量的提升，對企業造成嚴重的經濟損失。數控加工技術，具體較高的環境適應性和機動性、靈活性，能夠促進機械加工生產過程的安全性，促進機械產品的精度和質量，減少對機械設備的磨損，促進整體生產質量和效率的提升。數控加工技術可以與自動化技術、智能化技術、信息技術等進行聯合應用，以便對機械設備運行過程進行動態監督，掌握設備運行的實時數據，及時發現故障問題，并對故障信息進行自動收集，將其以代碼形式傳輸到數控操作系統，實現智能化故障診斷和維護，減少故障隱患，保障機械數控加工生產的順利進行。同時在智能化數控操作系統的應用下，還可以對設備小故障進行自行修復，減少故障概率，保障生產順利進行。數控加工技術可以完全替代人工操作，減少人為操作引起的失誤問題，提高生產效率；程序員能夠結合實際生產需求，編制相關程序，并導入到數據系統中，機械設備可以在編程指令的驅動下開展自主生產；也可以對程序進行靈活性修改，使其與實際生產需求保持契合性，促進企業生產效率的提升，優化經濟效益。

4.3 數控機床五軸聯動數控技術

在機械加工之前，需要嚴格按照實際工作需要，對加工參數進行優化設計，只有這樣才能進一步強化加工效率和質量，并減少對刀具的磨損程度，延長刀具使用壽命；同時還需要對加工目標、材料、方式、參數等進行全面了解，并以此為依據，對刀具進行優化選擇，確保其類型、主軸轉速、走刀方式、進給速度等等符合實際生產需求；在信息技術知識下，可以在數控加工技術應用中，融入CAPP、CAM 等技術，以便對設計參數進行智能化選擇，這樣可以強化加工質量和效率，實現智能化、自動化管控；要對刀位軌跡進行優化，在數控加工過程中，刀具的實際走位與整體加工質量、精度息息相關。因此，需要確保刀位軌跡的均勻性分布，同時提升刀位運行效率，減少運行軌跡誤差，才能保障機械產品表面的光滑性，促進產品精度的提升。此外，還需要認識到，刀位軌跡質量受到復雜曲面加工的影響，因此，在對刀位軌跡進行優化過程中，要確保接觸表面的光滑性，避免在運行過程中受到碰撞，同時需要對切削行間距進行均勻分布，從而確保刀位軌跡達到預期效果，促進機械加工產品質量和精度的提升。

4.4 明確走刀路線

通過數控加工技術的應用，可以明確走刀路線，主要是指生產刀具與工件在生產加工工程中的運行方向和運轉軌跡，從而明確各個工序的加工路線，而且還可以進一步提升加工零件表面質量，強化產品生產精度。在確定走刀路線時，需要精準掌握零件表面粗糙度、加工精度等數值，從而方便進行計算，這樣可以簡化工作流程，減少編程工作量，從而優化走刀路線，縮短退刀、進刀及輔助時間，既可以提升生產加工效率，同時還可以減少存儲空間占用。在銑床加工過程中，刀具的運行方向和軌跡往往會受到各種因素影響，導致出現一定的差異性，很有可能在生產運轉過程中出現逆銑或順銑現象。再加上加工路線不同，導致零件加工生產質量差異性較大。因此，在銑削平面外輪廓時，要求刀具沿著外輪廓曲線延長線切入，嚴禁刀具沿著構件外輪廓法向進行工件切入從而防止在切入過程中留下刀具刻痕，從而進一步強化零件外表面的平滑性和完整性；工件切出時，不能在工件輪廓位置直接抬刀，沿著零件輪廓延伸線切線開展切離工作。

4.5 零件檢測中的應用

在零件檢測中融入數控加工技術，可以替代人工操作，實現檢測工作的自動化，避免出現人為操作失誤問題。數控加工技術應用中，可以對檢測結果進行記錄，并傳輸到控制中心，進行數據分析和處理，幫助工作人員及時發現產品問題，并查找原因，為方案優化和改進提供依據和保障。由此可見，數控加工技術的應用，可以進一步提升機械產品加工精度，促進機械制造自動化水平的提升，而且對各種環境的適應性較強，可以進一步推動機械設計加工事業的可持續發展。

5 數控加工技術在機械設計中的優化策略

5.1 強化重視程度

隨著科學技術的發展，數控加工技術在各個領域得到了廣泛應用，尤其是在機械設計中的應用，提升了機械設計水平，促進了行業發展。因此，相關企業需要強化對數控加工技術的重視程度，并對數控加工技術進行深度研究，了解其應用原理和應用方法等，并將其真正融入到機械設計工作中，推動機械設計生產效率的全面提升。同時需要轉變思想理念，加大生產技術、設備創新力度，同時給予更多的資金支持，促進數控加工技術的有效應用。

5.2 促進數控加工技術智能化發展

在現代化科學技術支持下，智能化、自動化技術在各個領域得到有效應用。為了進一步提升機械設計發展水平，需要加大對數控加工技術智能化的研發力度，以便對機械產品加工全過程進行智能化監管，并優化生產流程，為機械制造行業的長遠發展奠定良好的基礎[4]。

5.3 提升人員專業水平

機械制造企業需要充分認識到數控加工技術的重要性，并結合實際工作需求，加大人才培養力度，培養更多高素質專業人才，使其更加適應數控加工技術的高要求和高標準。在實際工作中，結合先進設備、技術的具體要求，定期組織開展人員培訓揮動，確保工作人員能夠對數控加工技術的原理知識、操作方法、運行流程等進行全面掌握，同時認識到數控加工技術對機械制造的重要性，從而強化責任意識，主動提升自身的綜合能力，促進數控加工技術在機械設計中的優化應用；同時還需要開展多元化的教育活動，組織員工外出學習和培訓，與優秀人員分享和交流經驗，促進數控加工技術與機械設計制造工作的有效性融合，推動企業生產管理水平的提升，強化企業生產效率，實現企業經濟效益的全面性提升。

5.4 完善自動編程技術

自動化編程技術在數控加工技術的應用方面發揮著重要的基礎作用，可以保障數控加工技術在機械設計制造中的有效應用。因此，需要對自動化編程技術進行優化和完善，對編程語言進行創新設計，同時使其與機電一體化技術、信息化技術進行相互融合，實現機械設計加工生產過程中的自動化、精細化檢查測試，代替人工操作，提升生產加工效率和質量，降低成本，推動數控加工技術自動化水平的全面提升。

5.5 加強原有設備的更新換代

為了實現數控加工技術在機械設計中的優化應用，需要加大資金投入力度，實現生產設備的定期維護保養，必要情況下及時更新和改造，保障設備穩定高效運行，為數控機床的經濟性、高效性運行奠定良好的基礎，推動機械加工自動化水平的全面提升，為機械設計制造行業的可持續發展創建良好的條件。

5.6 自主創新數控高端技術

雖然在現代化科學技術支持下，中國的數控技術水平逐漸提升，但是相對于發達國家而言，還存在一定的差距，而且在借鑒國外先進經驗和技術的同時，加大了成本投入，非常不利于中國機械生產行業競爭實力的提升。因此，需要強化自主創新意識，完善自主創新體系；同時政府部門需要充分發揮自身的職能作用，對企業自主創新和研發的高端技術進行大力支持和推廣，全面調動企業的自主創新和研發動力。

6 結語

綜上所述，數控加工技術在機械設計行業發揮了重要作用，可以提升機械加工質量和效率，因此需要強化重視程度，加大人才培養，進行資金支持，創新設計加工理念，促進機械數控加工制造水平的全面提升。