數控加工的工藝標準化研究

王子兵

【摘 要】在航空制造中，數控機床應用已經非常普及。數控加工如何提高數控程序的復用性，如何提高數控加工的效率和加工質量是數控加工中迫切需要解決的問題。數控加工中加工工藝的標準化可以提高數控設計程序的通用性和魯棒性，使數控程序的復用性更好，縮短了機械零部件的制造周期，提高了產品的設計質量和制造精度，大幅提高生產效率和經濟效益，降低企業的制造成本。本文通過對數控加工設計軟件標準化、加工工藝參數標準化、加工刀具標準化和加工策略標準化等四個方面的標準化改造，大幅提高數控設計的質量和效率，通過工廠實際檢驗，在進行數控加工工藝標準化改造后，數控加工質量提高14%，數控設計加工的效率提高21%。

【關鍵詞】數控加工 加工工藝 標準化

1 引言

在航空制造工業中，大多數機械加工都是數控機床加工制造，數控加工技術已經是航空制造企業的核心競爭力，作為先進的制造工藝，數控加工技術主要體現在數控加工設計人員的設計水平。數控加工中數控程序的編程設計人員顯得非常關鍵，人員的因素會導致數控加工的結果千差萬異。數控加工程序的設計質量直接影響著零部件的建工質量，設計較差的數控程序嚴重降低了數控加工的生產效率，程序的復用性較差，造成零部件毛料的浪費，有時還會因為程序設計的質量問題導致機械加工中出現生產安全事故。

數控加工如何提高數控程序的復用性，如何提高數控加工的效率和加工質量是數控加工中迫切需要解決的問題。本文主要針對這個問題，在數控加工中把工藝進行標準化，主要是對數控加工設計軟件標準化、加工工藝參數標準化、加工刀具標準化和加工策略標準化，通過這個方法來提高航空制造企業的零部件加工質量和生產效率。

2 數控加工工藝標準化

數控加工工藝標準化主要包括數控加工設計軟件標準化、加工工藝參數標準化、加工刀具標準化和加工策略標準化等四個方面。具體如圖1所示，下面詳細闡述這四個方面。

圖1 數控加工工藝標準化系統框圖

2.1 數控加工設計軟件標準化

目前機械數控加工設計軟件非常多，不同軟件之間的兼容性較差。在不同的設計軟件上進行移植費時費力，在不同的設計軟件上進行程序轉換和移植，會增加數控設計程序的管理難度和出錯概率，導致嚴重的人力資源浪費和效率低下。在航空制造企業內部對數控加工設計軟件進行標準化，將會很好的解決不同軟件平臺程序移植問題。在企業內部根據實際設計軟件使用情況及軟件通用性，選用通用性和使用率較高的數控設計軟件作為企業的標準數控加工設計軟件，在企業內部使用唯一指定的數控加工設計軟件，將會大大提升數控加工程序設計效率和設計質量，加快新員工的培訓快速入門，使新員工能夠快速上手進行數控加工程序設計，提高設計人員的設計效率。

2.2 加工工藝參數標準化

數控加工中，不同的設計人員會選取不同的加工工藝參數，因人而異，這樣導致不同設計人員設計出來的數控加工程序加工出來的零部件參數會有差異，這樣不利于零部件的質量提升，大大降低了機械制造產品的競爭力。在企業內部，對不同加工零部件的加工工藝參數進行標準化，工藝參數根據企業實際需要和機械制造的發展方向，對每一類零部件的數控加工參數進行合理化、標準化優化設計，將優化后的分門別類工藝參數制造成數控加工工藝參數標準手冊，讓設計人員有章可循，嚴格按照數控加工工藝標準手冊進行數控設計，提高設計的通用性和兼容性。

2.3 加工刀具標準化

目前的數控機床大部分沒有對刀具的補償反饋，需要刀具和數控編程一一對應來進行數控加工設計制造，更換刀具需要對既有數控程序進行重新編程，數控機床的加工刀具的選取非常關鍵，選用不同的刀具用同樣的數控加工設計程序會制造出大不同的零部件。針對機械加工需求，綜合制造材料、零部件類型和數控加工工藝分門別類進行刀具標準化，對刀具的材料、刀具的幾何尺寸、刀具的切削參數進行歸一化。加工某個零部件直接選取進行標準化后的刀具，在機械加工刀具標準化手冊中都會有詳細的說明和具體數控編程設計。經過刀具標準化后，可以防止數控設計人員錯誤的將刀具參數設置錯誤，會大幅提高數控設計人員的設計效率和設計質量。

2.4 加工策略的標準化

數控加工工藝策略是數控加工中最為重要的部分，與數控加工的程序設計和零部件的機械加工質量都密切相關。加工策略的選取將直接影響數控機床的使用效率和加工零部件的精度。數控加工的策略主要包括加工策略模型選擇、加工切削參數設置、切削參數的優化、走刀路線匹配、工序步驟設計等。數控切削參數主要是切削速度、切削深度、切削寬度和給進量的標準化。對工序的設計劃分、工序的優先級、工序的設計路徑、工藝生產路線選擇等也是加工策略標準化需要考慮的方面。對加工策略的標準化，將會大幅提高加工零部件的質量和精度。

3 結語

數控加工中加工工藝的標準化可以提高數控設計程序的通用性和魯棒性，使數控程序的復用性更好，縮短了機械零部件的制造周期，提高了產品的設計質量和制造精度，大幅提高生產效率和經濟效益，降低企業的制造成本。針對目前機械加工中存在的數控設計質量不高，數控設計程序的通用性太差，數控加工的零部件精度不高，如何提高數控加工的效率和加工質量，在數控加工中引入工藝進行標準化概念，通過對數控加工設計軟件標準化、加工工藝參數標準化、加工刀具標準化和加工策略標準化等四個方面的標準化改造，大幅提高數控設計的質量和效率，進而提高機械加工零部件的精度和加工質量。通過工廠實際檢驗，在進行數控加工工藝標準化改造后，數控加工質量提高14%，數控設計加工的效率提高21%，對企業的經濟效益提升明顯。

參考文獻：

[1]楊叔子.再論先進制造技術及其發展趨勢[J].機械工程學報，2006（01）.

[2]周中克.數控加工工藝信息平臺[D].西北工業大學，2001.

[3]陳洪濤主編.數控加工工藝與編程[M].高等教育出版社，2003.