關(guān)于數(shù)控加工工藝標準化的探討

張本忠

關(guān)于數(shù)控加工工藝標準化的探討

張本忠

（韶關(guān)市技師學院，廣東 韶關(guān)512023）

隨著科學技術(shù)水平的不斷提升，數(shù)控技術(shù)得以快速發(fā)展。建構(gòu)數(shù)控加工工藝標準化體系具有必要性，能夠規(guī)范數(shù)控技術(shù)操作。文章主要論述了數(shù)控加工工藝標準過程與內(nèi)容的設(shè)計，并提出數(shù)控加工工藝標準化的設(shè)計。

數(shù)控加工；工藝標準化；設(shè)計

1　數(shù)控加工工藝標準過程設(shè)計

（1）標準工藝過程的設(shè)計方法。數(shù)控加工工藝過程設(shè)計的方法主要復(fù)合零件法和復(fù)合路線法兩種。首先，復(fù)合零件法是將零件組成要素進行復(fù)合疊加，進而施以加工工藝的方式。零件要素可以是已有模型，也可是人為的虛擬模型，統(tǒng)稱為加工要素。利用數(shù)控加工工藝進行操作時，復(fù)合零件可適用于同類型全部零件中，但當加工新零件時，將不必要的零件內(nèi)容進行剔除，并采取有針對性的加工工藝，則可完成零件的工藝標準設(shè)計。其次，復(fù)合線路法主要針對不規(guī)則的零件，將其分組，并選擇相對較為復(fù)雜的工藝路線為典型路線，并增添系列工序，形成數(shù)控加工路線。

（2）標準工藝過程設(shè)計。復(fù)合路線法在數(shù)控加工工藝過程中有著諸多應(yīng)用，操作人員在諸多不規(guī)則的零件加工工序中，選擇最為復(fù)雜的，且加工工序最長的路線作為典型路線，作為數(shù)控加工的標準工藝參考。在加工操作進行中，工作人員可以根據(jù)具體零件加工工藝而對典型路線進行增刪，以推動數(shù)控加工工藝的有效實施。該施工工藝能夠自動保存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。后續(xù)加工中，同類零件加工即可自動施以該施工工藝操作，大大提升加工效率。

2　數(shù)控加工工藝標準內(nèi)容設(shè)計

（1）加工定位。對數(shù)控加工工藝標準內(nèi)容進行加工定位具有必要性。首先，確定零件加工的基準。在零件加工中，為確定零件點線面的位置，需要參照物，稱之為基準。基準定位直接影響零件加工工序的規(guī)劃與實施，進而對其質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，因此應(yīng)以精基準為主。在定位過程中，通常先在毛坯表面進行定位。其次，對零件加工的區(qū)域進行合理規(guī)劃。零件加工過程中，曲面類型相對多樣化，而曲面的復(fù)雜程度決定著零件加工工藝的復(fù)雜性。只有對零件加工區(qū)域進行合理規(guī)劃，才能使相關(guān)人員確定加工工藝。

（2）加工策略。首先，合理選擇加工工序。現(xiàn)階段，加工工序可以分為粗加工和精加工兩種，通常按照由粗到精的方式進行層切。加工工序以粗加工——粗基準加工——精基準加工——精加工的過程為標準。其次，加工策略對數(shù)控加工的走刀路線有重要影響，只有擬定合理的加工策略，才能確保施工路線正確，進而提升施工質(zhì)量。如果加工策略相對較為合理，則能夠節(jié)省數(shù)控加工工藝時間，提升工作效率，有利于推動加工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（3）加工工具。合理選擇加工刀具尤為重要，能夠決定著數(shù)控加工工藝的質(zhì)量。為實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的標準化，應(yīng)對刀具材料、刀具類型、刀具參數(shù)等方面。首先，數(shù)控加工刀具的材料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、涂層硬質(zhì)合金鋼等，能夠確保對堅硬零件的層切。其次，端銑刀、球頭刀、圓角端銑刀是常用的刀具工具，不僅刀具結(jié)構(gòu)比較規(guī)范，而且能夠有效應(yīng)用于零件的數(shù)控加工中。最后，針對刀具參數(shù)設(shè)置方面，主要表現(xiàn)在顏色選擇、走刀區(qū)域、路線等方面，針對不同零件的數(shù)控加工，應(yīng)對刀具進行不同的參數(shù)設(shè)置，確保零件加工的質(zhì)量。

（4）工藝參數(shù)。合理設(shè)置工藝參數(shù)，是數(shù)控加工工藝標準化的重要內(nèi)容，包括速度、深度、程度等方面。首先，刀具材料決定著零件加工中的切削速度，材質(zhì)較硬的刀具，可以對質(zhì)地較硬的零件進行深加工；如果零件硬度較小，則適時提升切削的速度。其次，切削深度隨著零件加工精度的變化而不斷減少。最后，對進給量進行合理的工藝參數(shù)設(shè)置，以有效控制系統(tǒng)。通常，根據(jù)以往經(jīng)驗進行合理設(shè)置，能夠為數(shù)控加工工藝標準化提供經(jīng)驗借鑒。

3　數(shù)控加工工藝標準化的設(shè)計

（1）整體設(shè)計。對數(shù)控加工工藝標準化設(shè)計主要包括功能設(shè)計和框架設(shè)計兩方面。

對于功能設(shè)計而言，主要包括零件曲面自動識別、工藝選擇、工藝參數(shù)修改、工藝信息提取和存儲、工藝文件輸出等多種功能。首先，數(shù)控加工工藝實施過程中，應(yīng)對加工零件的表面進行有效識別，并進行分類管理；其次，針對完成的零件而合理選擇施工工藝，包括工序、策略、工具選擇等相關(guān)內(nèi)容；再次，在零件加工中，施工工藝仍然不能滿足加工需求，則對工藝參數(shù)進行修改，以達到完成零件加工的目的；第四，將加工成功的零件信息內(nèi)容進行存儲，為后續(xù)加工工藝選擇提供標準化依據(jù)；最后，加工工藝相關(guān)信息可以形成文件，并輸出，為相關(guān)人員提供紙質(zhì)參考依據(jù)。

在數(shù)控加工工藝標準化的框架設(shè)計中，主要分為三個層次，每一層次分別為下一層次奠定基礎(chǔ)，以確保標準化體系的最優(yōu)化。一是顯示層，對加工過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)處理等信息進行顯示；二是邏輯層，能夠有效處理用戶的請求，在數(shù)控加工工藝標準化系統(tǒng)中占據(jù)重要地位和發(fā)揮重要作用；三是數(shù)據(jù)庫層，對加工過程中的全部數(shù)據(jù)信息進行存儲。

數(shù)控加工工藝標準化系統(tǒng)建立具有一定的優(yōu)勢，能夠為加工提供有利的技術(shù)基礎(chǔ)，促進我國加工工藝水平的提升。首先，該系統(tǒng)具有可維護性。一旦用戶需求發(fā)生改變，則可以對系統(tǒng)內(nèi)部相對代碼進行修改，則可對系統(tǒng)進行維護管理，十分方便。其次，該系統(tǒng)具有可擴展性。當用戶需求不斷增多時，可以在已有框架的基礎(chǔ)上而增添用戶新功能，以延伸系統(tǒng)的功能。最后，具有可管理性，相關(guān)管理人員可以對程序進行有效管理，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則管理步驟越多。

（2）操作流程。該系統(tǒng)的操作流程相對簡單，具體如下：首先，進入主界面，并導(dǎo)入模型。其次，判斷系統(tǒng)是否對導(dǎo)入模型的曲面進行識別，如果識別，則進入下一環(huán)節(jié)；如果不識別，則循環(huán)該步驟。再次，判斷模型類型，如果是，進行下一程序；如果否，則返回上一層。第四，錄入標準化的數(shù)控加工工藝，判斷是否需要修改工藝信息，如果是，則形成數(shù)據(jù)，再度錄入信息數(shù)據(jù)；如果否，則選擇工藝工具，再進行是否修改工藝信息判斷。最后，經(jīng)過工藝信息修改、工具選擇等步驟的循環(huán)，最終對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理，完成操作流程，實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的標準化。

4　結(jié)語

隨著加工行業(yè)的快速發(fā)展，對數(shù)控加工工藝水平有著較高的要求。數(shù)控編程之前，應(yīng)確立工藝方案，為編程提供重要依據(jù)。工藝對數(shù)控加工有著決定性作用，只有確保工藝的有效性，才能確保數(shù)控加工工作深入開展。由此可見，對數(shù)控加工工藝標準化問題進行深入研究具有必要性。

［1］杜少華.開放式數(shù)控系統(tǒng)可重構(gòu)技術(shù)研究［D］.沈陽：中國科學院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所），2012.

［2］楊揚.基于改進GEP的數(shù)控銑削過程物理建模及工藝參數(shù)優(yōu)化方法研究［D］.武漢：華中科技大學，2013.

［3］賈順.面向低碳制造的機械加工工藝過程能量需求建模與智能計算研究［D］.杭州：浙江大學，2014.

Study on CNC Machining Processing Standardization

ZHANG Ben-zhong
（Shaoguan Technician Institute，Shaoguan，Guangdong 512023，China）

With the improvement of science and techno1ogy，the numerica1 contro1 techno1ogy has deve1oped rapid1y.It is necessary to construct a NC machining process standardization system to regu1ate the operation of CNC techno1ogy.This paper main1y discusses the process and content of NC machining process design，and puts forward the design of NC machining process standardization.

CNC processing；processing standardization；design

TG659

A

2095-980X（2016）03-0068-02

2016-03-16

張本忠（1987-），男，大學本科，助理講師，主要研究方向：數(shù)控加工、CAD/CAM技術(shù)。