數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)原則及方法研究

摘 要：我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步促進(jìn)了制造業(yè)的發(fā)展，其中數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。合理應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，能夠在很大程度上提高機(jī)床零件加工的準(zhǔn)確性與精度。基于此，本文詳細(xì)介紹數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)方法，為提高數(shù)控加工工藝水平奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝；工藝設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）01-0046-02

Research on the Design Principles and Methods of NC Machining Process

CHEN Rongqiang

（Department of Electrical Engineering， Xingtai Polytechnic College，Xingtai Hebei 054035）

Abstract： The development of China’s economy and the advancement of science and technology have promoted the development of the manufacturing industry， and the NC machining technology plays a more and more important role in the manufacturing industry. The rational application of NC machining technology can improve the accuracy and accuracy of machine tool parts processing to a great extent. Based on this， the design principle and design method of NC machining process were introduced in detail， which lays the foundation for improving the level of NC machining process.

Keywords： numerical control processing technology；process design；design principle；design method

近年來，我國制造業(yè)不斷發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)了數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)步，反過來又推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展。但是，需要注意的是，與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的數(shù)控加工技術(shù)仍然較為落后，需要不斷改進(jìn)。

1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容復(fù)雜且控制嚴(yán)謹(jǐn)

我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，顯著提高了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)水平。與傳統(tǒng)的加工工藝設(shè)計(jì)相比，數(shù)控加工具有非常嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)且復(fù)雜的設(shè)計(jì)內(nèi)容，因而對(duì)相關(guān)工作人員的專業(yè)素質(zhì)及技能要求較高，需要其具備成熟且精湛的數(shù)控加工技術(shù)，才能夠在實(shí)際操作過程中有效應(yīng)對(duì)各種問題，從而提高工作效率。

1.2 設(shè)計(jì)難度大且過程繁瑣

數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)需要考慮的因素眾多，不僅包括對(duì)工具、零件等的檢查，而且需要詳細(xì)地檢查設(shè)計(jì)圖紙等。只有確保全面考慮了各方面因素，才能確定最終的設(shè)計(jì)方案。因此，在設(shè)計(jì)過程中，除了要求相關(guān)工作人員具備豐富的經(jīng)驗(yàn)及足夠的耐心，如在選擇相關(guān)零件時(shí)需要對(duì)零件尺寸及大小進(jìn)行準(zhǔn)確判斷外，還需要考慮數(shù)控加工編程，確保能夠用最低的成本實(shí)現(xiàn)最大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 加工工序劃分

通常數(shù)控加工工序可以分為以下3種：①按部位加工，此種方式主要應(yīng)用于對(duì)內(nèi)容較少的工件進(jìn)行加工，比如，在對(duì)外形進(jìn)行加工時(shí)以內(nèi)腔夾緊，在對(duì)內(nèi)腔進(jìn)行加工時(shí)以外形夾緊等；②按粗精加工，通常采取先粗后精的方式，主要適用于在加工中容易變形的零件；③按所用刀具，此種方式在實(shí)際應(yīng)用中能夠顯著減少空程時(shí)間及換刀次數(shù)，廣泛應(yīng)用于加工中心及專用數(shù)控機(jī)床[1]。

2.2 工藝設(shè)計(jì)原則

2.2.1 工序最大限度集中。一般工作人員為了能夠盡可能減少不必要的定位誤差，最大限度地提高生產(chǎn)效率，需要確保在加工中心或者數(shù)控機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，盡可能讓零件在一次裝夾中完成相關(guān)的加工工序，從而確保最大限度地集中工序。而對(duì)于同軸度具有很高要求的孔系加工來說，在實(shí)際操作中為了能夠消除重復(fù)定位誤差所造成的影響，同時(shí)盡可能地提高孔系同軸度，需要相關(guān)人員在一次安裝完成后按照相關(guān)的順序連續(xù)換刀來完成同軸孔系的全部加工。

2.2.2 刀具最少調(diào)用次數(shù)。此項(xiàng)原則主要指的是在加工零件的過程中按照刀具集中工序方式，防止同一把刀具在實(shí)踐操作過程中多次安裝與調(diào)用。同時(shí)，還應(yīng)盡可能用同一把刀具對(duì)零件表面的相同切削部分進(jìn)行加工，當(dāng)完成該刀具的所有加工工序后再換第二把刀具。通過此種方式能夠有效減少換刀次數(shù)，顯著縮短空程時(shí)間踐，最終提高生產(chǎn)效率。

2.2.3 先近后遠(yuǎn)，先面后孔。為了能夠盡量縮短空行時(shí)間以及刀具之間的移動(dòng)距離，相關(guān)人員需要先對(duì)離刀點(diǎn)近的部位進(jìn)行加工，加工完成后再對(duì)遠(yuǎn)部位進(jìn)行加工。在加工零件的過程中，面對(duì)既有銑平面又有鏜孔的零件，為了能夠確保孔的加工精度，可以按照先銑平面后鏜孔的順序[2]。而對(duì)于車削來說，采用此種加工順序能夠有效地確保半成品或者坯件的剛性，還能在一定程度上改善切削條件。

2.2.4 程序段最少。在編制加工程序時(shí)，應(yīng)盡可能以最少程序段數(shù)來完成所有的加工工序，從而有效減少在實(shí)際操作過程中程序段輸入的衰減、計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量的占有量。此外，還能夠控制程序的出錯(cuò)率，提高工作效率。

2.2.5 先粗后精。此種工藝設(shè)計(jì)原則主要指的是在加工過程中采取先粗加工，全部完成后再進(jìn)行半精加工及精加工的方式。需要注意的是，在對(duì)零件進(jìn)行粗加工的過程中，要最大限度地控制走刀次數(shù)，同時(shí)切除大部分加工余量，主要目的在于盡可能地縮短粗加工的時(shí)間。此外，采取粗精加工之間應(yīng)間隔一段時(shí)間，目的在于充分地恢復(fù)粗加工后零件的變形狀況。而在對(duì)零件進(jìn)行精加工時(shí)，應(yīng)留有0.2～0.6mm的余量，并要確保零件加工表面的質(zhì)量及精度[3]。

2.2.6 先內(nèi)后外，內(nèi)外交叉。對(duì)于需要加工外表面和內(nèi)表面的零件，一般按照先加工內(nèi)表面再加工外表面的方式，同時(shí)還需結(jié)合先粗加工后精加工的原則。此外，需要注意的是，在一次裝夾的過程中不能夠在加工完零件上某一部分表面后再對(duì)其他表面進(jìn)行加工。

3 設(shè)計(jì)方法

3.1 走刀路線的合理性

數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法的主要目的在于盡可能提高生產(chǎn)效率，在此前提下采用各種方式對(duì)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。這就要求相關(guān)人員在實(shí)際操作過程中需要對(duì)走刀線路進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，最大限度地確保走刀路線最短。通過科學(xué)合理地規(guī)劃走刀路線，不僅能夠在一定程度上提高工作效率，而且能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)要求。

3.2 完善加工工序

制造零件的過程由許多加工工序構(gòu)成，因而對(duì)于工序的安排需要做到以下兩方面：①建立健全加工工序規(guī)章制度；②確保相關(guān)人員的技術(shù)水平及數(shù)控加工編程工作達(dá)到要求。

3.3 制訂切削計(jì)劃

在對(duì)數(shù)控加工進(jìn)行切削前，需要結(jié)合切削過程中涉及的各個(gè)方面來制訂科學(xué)合理的切削計(jì)劃，同時(shí)需要確定數(shù)控加工方法及切削用量。這就表明無論采取半加工、粗加工方式，還是精加工方式，相關(guān)人員均不能根據(jù)自身的主觀臆斷來決定切削用量，必須嚴(yán)格按照數(shù)控加工規(guī)章制度實(shí)施[4]。

4 結(jié)語

數(shù)控加工工藝能夠在很大程度上影響企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)效率。因此，在制造業(yè)中對(duì)于數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)員有較高的要求，不僅要求其能夠全面分析出不同種類的零件，正確合理地劃分加工工序，同時(shí)需要按照最短走刀線路、一次定位、先近后遠(yuǎn)、先粗后精及先面后外孔等設(shè)計(jì)原則，確定科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法，從而滿足生產(chǎn)需求，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙煥武，趙博鋅.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].通訊世界，2016（12）：218-219.

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[3]張熾榮.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].科技視界，2016（1）：204.

[4]郭晟，陽彥雄，劉勇，等.NX8.0在殼體模具型腔設(shè)計(jì)與數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2014（11）：43-46.