數控加工工藝標準化分析

摘 要：科學技術的進步使現代制造業發生了本質性的改變，數控技術的水準、數控技術加工工藝的標準化和精準化對制造業有著重要的影響。文章首先提出數控加工工藝的流程及特點，并從零件標準和成組零件數控加工標準兩個方面提出數控加工工藝標準化的分析，并簡單提出數控加工工藝標準化設計的實現思路。

關鍵詞：數控；加工工藝；標準化；精準化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.026

0 引言

當今世界正進行著第四次科技革命，科技革命為現代制造帶來了新的方向與挑戰。數控技術的標準化和精準化、數控技術的擁有和普及程度成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志之一[1]。

1 數控加工工藝的特點及流程

（1）數控加工工藝的特點。采用數控加工工藝的處理方法，在具體的操作中對于形狀復雜的零件只需修改其零件的加工程序，可以大量減少工裝數量。在加工過程中，數控加工工藝能使加工質量更為穩定，加工的精準度更高。數控加工工藝不僅可以解決常規的機床型面，還可以加工一些不規則型面，在多品種、小批量生產的情況下，數控加工工藝技術的生產效率更高，其適用性更為廣泛。

（2）數控加工工藝的流程。數控加工工藝需要使用到編程，目前多數采用的是計算機編程，計算機編程是數控加工工藝重要的一環，但是在編程過程中仍需一系列的準備工作和編程后的一些后續工作

2 數控加工工藝標準化方法

數控加工工藝有著其獨特的優點，因而在加工中對其加工工藝的標準化方法進行分析更能提高其在數控機床作業中的效率。目前數控加工工藝標準化的方法有：典型工藝法和成組工藝法。典型工藝法和成組工藝法的適用條件和適用對象不同，具體表現如下：典型工藝法適用于一些相對穩定、批量相對較大的零件，而成組工藝法則在一些小批量和非標準結構的零件上優勢較為明顯。目前在數控加工工藝操作中，約有20%的數控加工工藝標準化操作方法采用典型工藝法，約有80%的加工工藝則采用成組工藝法。

3 數控加工工藝標準化方法分析

（1）零件加工工藝標準化方法分析。零件的結構、特征、尺寸和加工具體要求對零件加工工藝標準有著重要的影響。零件的加工特征有以下幾種類型：形狀特征、材料特征、精度特征、工藝特征和制造資源特征，零件加工的不同特征表現為不同的加工方法和加工要求。

對于不同特征的零件采用的加工工藝標準流程不同，零件加工工序分為續粗類和清角類，續粗的工序主要用于平頂直側類存在凸臺時的零件中，清角的工序主要用于加工具有槽特征的零件中。在零件數控加工工藝標準中零件的整個加工過程中走刀路線、工序工步以及工藝參數等都比較規范，為了具體說明零件數控加工工藝標準中的方法，在此選取了在零件加工工藝中差異較為顯著的兩個加工工序來做相應的對比分析。

1）例子1：平頂直側類零件的加工工藝標準化流程。平頂直側類零件其形狀特征是頂面為直平面，側面為直平面，且頂面與側面垂直，其加工工藝標準化流程為：大開粗全部 光基準外形 偏置光基準平面精加工 偏置光平面 光直身等高精加工。2）例子1：平頂斜側續粗類零件的加工工藝標準化流程。平頂斜側續粗類零件其形狀特征為頂面為直平面，側面為斜平面或者曲面，頂面與側面垂直，有多個形狀相同的凸臺，這類的零件模型則需要采用的是續粗的加工工藝，具體流程為：大開粗全部 續粗 光基準外形 偏置光基準平面精加工 偏置光平面 光陡斜面等高 光直身等高精加工。

可見，對于直側類和斜側類的零件，其加工工藝的標準化最大的區別在于續粗這一環節。

（2）成組零件數控加工工藝標準化方法分析。在具體的加工工藝中需按照這些特點進行加工，采用復合零件法和復合線路法兩種方法進行具體的操作。采用復合路線法的成組零件數控加工工藝過程需要滿足兩個特征：一是加工工藝流程長，二是加工工序差異大，這兩個不同的特征反映了加工工序的規范性。下面以復合路線法為例介紹成組數控零件加工工藝標準。1）加工工序的選取。按粗精加工工序劃分、按不同的加工部位進行劃分和按不同的刀具這三種劃分類型將零件的加工工序劃分為3類[2]。在加工過程的操作中，一般采用由粗到精的加工方式進行層切，因此，成組零件數控工藝的加工工序為：全部開粗 粗加工基準 精加工基準 精加工零件。2）加工方法的選擇。數控加工中的走刀路線是數控加工工藝中的重要環節，加工方法的選擇不僅決定著成組零件表面的加工質量，還對加工時間有著重要的影響作用。因此，成組零件中數控加工的方法選擇就尤為重要，在具體的操作中，是采用粗加工、半精加工、還是精加工還往往受加工材料和加工曲面類型而影響。3）刀具的選擇。目前，數控加工刀具已基本上實現了標準化和系列化刀具材料、刀具類型和刀具幾何參數三個方面決定著數控加工中刀具的選擇。常用的刀具材料有高速鋼、硬質合金鋼和涂層硬質合金鋼等。一般常使用的刀具類型有端銑刀、球頭刀和圓角端銑刀等。針對不同的加工區域可以根據區域的尺寸、位置以及零件的尺寸形狀等要素來選擇合適的刀具。4）工藝參數的設置。工藝參數的設置是決定數控加工工藝是否標準和精準的重要衡量因素。在總結了大量優秀工藝文件的基礎上，對零件的工藝參數設置如下：切削速度，主要與刀具所使用的材料有關，一般隨著刀具材料硬度的增加而增加，考慮到某些材料硬度較小，因此可以適當提高其加工時的切削速度；切削深度，與數控加工過程中所涉及的硬件因素有關，如機床、刀具以及零件的剛度等，其中主要是受數控機床的限制，一般在零件由粗到精的加工工序中，為保證零件的加工精度，切削深度也在不斷減小；進給量，主要與機床的剛度、機床的驅動系統和數控系統有關，一般都是根據實際的經驗值進行合理設置進給量。

數控加工工藝對數控在具體的領域中有著廣泛的應用，對其加工工藝過程中的標準化進行分析有利于提升數控加工工藝的標準度和精準度，這將有利于我國制造業的進一步發展，也將有利于增強我國的工業綜合實力。

參考文獻：

[1]王樹逵，齊濟源.數控加工技術[M].清華大學出版社，2009.

[2]韋清等.數控加工過程質量控制的關鍵環節研究[J].現代制造工程，2014（06），58-63.

作者簡介：姚雪瓊（1984-），女，廣西柳州人，教師，主要從事數控系統控制技術方面的研究。