研究基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法

劉思其

摘 要：基于科技水平的增強(qiáng)，促使國內(nèi)制造業(yè)處于穩(wěn)步發(fā)展的狀態(tài)，特別為數(shù)控加工領(lǐng)域，其發(fā)展尤為客觀。而工藝設(shè)計(jì)作為數(shù)控加工的基礎(chǔ)，是通過普通工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)間的融合，為后續(xù)加工設(shè)計(jì)提供方向，以便更好保證其產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)床運(yùn)作效率。對此，本文通過對數(shù)控加工特點(diǎn)的思考，探討其工藝設(shè)計(jì)原則及方法，以供借鑒。

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

數(shù)控技術(shù)即為在數(shù)字化的支撐下，對機(jī)械設(shè)備予以有效控制的技術(shù)手段，即借助數(shù)字、符號、文字間的組合，構(gòu)成執(zhí)行指令，再對相關(guān)設(shè)備加以控制的方式。該種技術(shù)的使用，不僅可對機(jī)械加工過程中的工藝問題施行處理，還比傳統(tǒng)加工技術(shù)存在極高的運(yùn)作效率、準(zhǔn)確性。對此，若要更好增強(qiáng)數(shù)控加工的運(yùn)作效率和工作質(zhì)量，則可在精準(zhǔn)把控其加工設(shè)計(jì)原則的同時，對指令編輯方式予以改進(jìn)，否則難以達(dá)到預(yù)期效果。

1 對數(shù)控機(jī)床的思考

按照控制功能，可將其分為點(diǎn)位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)據(jù)機(jī)床等。即點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，多在平面內(nèi)孔加工中常見，包含數(shù)控鉆、沖床、鏜及三坐標(biāo)測量機(jī)等設(shè)備；直線控制數(shù)據(jù)機(jī)床，作為簡易性數(shù)控車，可對臺階軸予以加工，屬于現(xiàn)代組成機(jī)床的核心；輪廓控制數(shù)控機(jī)床，存在極強(qiáng)的多軸聯(lián)動性，涉及平面輪廓、空間輪廓控制數(shù)控機(jī)床等。

另外，還可依據(jù)進(jìn)給伺服系統(tǒng)，將數(shù)控機(jī)床分為開環(huán)數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)數(shù)控機(jī)床等；依據(jù)工藝通途，可分為切削加工類機(jī)床、成形加工類機(jī)床、特種加工類機(jī)床。但是，無論是何種機(jī)床，在精度項(xiàng)目檢測中均涉及幾何精度（精密水平儀、直角尺、精密方箱和平尺、測微儀、千分表、高精度主軸心棒）、切削精度、定位精度等，且按照《金屬切削機(jī)床精度檢測通則》（JB2670-82）執(zhí)行各類操作。

2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

筆者通過對數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的思考，結(jié)合其作業(yè)流程，將其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)總結(jié)為內(nèi)容復(fù)雜、過程繁雜兩點(diǎn)。具體表述如下：

首先，內(nèi)容復(fù)雜。伴隨數(shù)控加工工藝技術(shù)的優(yōu)化改善，其和工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容的把控存在必然聯(lián)系。即由于數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)，相關(guān)人員應(yīng)在熟練掌握各項(xiàng)數(shù)控加工技術(shù)的同時，具備較強(qiáng)的應(yīng)變能力，以此促進(jìn)自身工作效率的提高。此外，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過程中，往往需要人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識儲備的支撐，即在處理各項(xiàng)問題的前提下，能夠讀其工藝設(shè)計(jì)加以創(chuàng)新，滿足其運(yùn)作效率最優(yōu)化的目的。

其次，過程繁雜。對于數(shù)控加工工藝來講，其設(shè)計(jì)因素相對較多，不僅包含零件、工具的檢查，還要求對相關(guān)圖紙的合理性與科學(xué)性予以審查，以便能夠保證在工作中達(dá)到萬無一失的標(biāo)準(zhǔn)，而這也在某種程度上證明數(shù)控加工工藝的冗雜性。例如：在日常工作中，不僅要對相關(guān)人員的工作態(tài)度、工作經(jīng)驗(yàn)加以考核，還要求其掌握數(shù)控加工的編程問題，如零件大小和尺寸是否合格；是否能夠滿足成本最低的標(biāo)準(zhǔn)；是否可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的原則

3.1 設(shè)計(jì)分析

可行性：數(shù)控加工前期準(zhǔn)備中，應(yīng)做好其工藝性的思考，即以合理性、可行性為導(dǎo)向，為數(shù)控加工后續(xù)作業(yè)奠定基礎(chǔ)。特別為數(shù)控加工的可行性，作為工藝設(shè)計(jì)的前提與基礎(chǔ)，對數(shù)控加工各項(xiàng)工序和過程的落實(shí)存在推進(jìn)作用。對此，在鑒別數(shù)控加工可行性的同時，應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對零件予以科學(xué)分類，且堅(jiān)守質(zhì)量最高的原則；精準(zhǔn)挑選零件，對其進(jìn)度、復(fù)雜程度加以審核。

方便性：在數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)期間，應(yīng)對其方便程度加以思考。即在方便性分析中，應(yīng)遵循以下程序：對零件圖紙?zhí)幧婕暗某叽鐢?shù)據(jù)予以計(jì)算，鑒別其是否和編程方便性標(biāo)準(zhǔn)相吻合；鑒別零件邊緣處設(shè)計(jì)圖形條件是否和預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)相契合；鑒別圖紙尺寸處的注釋方式是否準(zhǔn)確。

3.2 原則

先粗后精：無論是數(shù)控機(jī)床加工，還是傳統(tǒng)機(jī)床加工，均應(yīng)在零件設(shè)計(jì)中按照粗加工、半精加工、精加工的原則，使其能夠在逐步增強(qiáng)加工精度的前提下，保證加工零件、零件圖間的吻合性，以此滿足預(yù)期加工設(shè)計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。即在粗加工時，將“生產(chǎn)率”納入準(zhǔn)繩，最大限度上減少切削次數(shù)，預(yù)防人力、物力、財(cái)力等資源的浪費(fèi)；半加工時，若要更好達(dá)到次表面的加工精度，則可在做好表面準(zhǔn)備工作的同時，禁止在零件表面處存在劃痕，即刀具更換時應(yīng)小心謹(jǐn)慎；精加工時，依據(jù)相關(guān)程序加工即可。

先進(jìn)后遠(yuǎn)：數(shù)控加工過程中，走刀路線的把控，應(yīng)以最短為基準(zhǔn)，通過對刀具移動距離的有效把控，使其能夠?qū)Α跋冉筮h(yuǎn)”的原則予以科學(xué)利用。即在粗加工期間，預(yù)先加工和刀具相近部位，再逐步向遠(yuǎn)部位施行加工，不僅可對毛坯、半成品剛性予以保持，還可對其切削條件加以改善。該種原則的使用，既是對刀具移動距離的縮短，更是在增強(qiáng)其加工精確性的情況下，便于對零件加工質(zhì)量的把控，促進(jìn)相關(guān)人員工作效率的提高。

最短進(jìn)給路線：是指以刀點(diǎn)為基準(zhǔn)，逐步施行運(yùn)動，再返回該點(diǎn)的加工程序期間的路線，涉及切削路徑、刀具切入或切出行程等，對零件質(zhì)量、效率間的把控存在極大的影響。對此，為在數(shù)控加工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，達(dá)到預(yù)期使用狀態(tài)，則可依據(jù)“最短進(jìn)給路線”的原則，對零件加工時的刀具類型予以選擇，以便能夠在科學(xué)布設(shè)進(jìn)給路線的情況下，提高零件加工質(zhì)量、工作效率。

4 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的方法

對于數(shù)控加工工作設(shè)計(jì)而言，不僅要對相關(guān)設(shè)計(jì)原則予以掌握，還應(yīng)在融合各項(xiàng)設(shè)計(jì)方法的前提下，將繁瑣、冗雜的工藝設(shè)計(jì)予以簡化，便于掌握，以便能夠?qū)Ω黜?xiàng)工作加以突破，保證數(shù)據(jù)加工設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性、準(zhǔn)確性。

4.1 路線選擇

即在數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法制定中，應(yīng)做好相關(guān)路線的選擇。若數(shù)控車床加工的不同，決定其工藝路線的差別，往往需要借助多元化和合理化工藝的施行，為工藝設(shè)計(jì)方案的擬定夯實(shí)基礎(chǔ)。其工作內(nèi)容如下：通過對零件部位的科學(xué)把控，施行有效的數(shù)控加工流程，再借助各流程順序的把控，繪制其工藝路線，以便能夠?yàn)閿?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)工作的另行創(chuàng)造條件。另外，路線設(shè)定過程中，還應(yīng)對其貫穿工藝整體的特性加以衡量，按照“瞻前顧后”的行為準(zhǔn)則，將各路線具體化和詳細(xì)化，以便能夠在保證其有序性、清晰性的同時，保證數(shù)控加工作業(yè)的井然有序，避免各項(xiàng)遺漏問題的出現(xiàn)。

4.2 制定設(shè)計(jì)方案

針對數(shù)控加工設(shè)計(jì)方案的制定，即在滿足相關(guān)工藝路線標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對工程各方因素予以思考，特別是在車床加工過程中，則可在統(tǒng)籌把控各項(xiàng)因素與要點(diǎn)的同時，依據(jù)工程特點(diǎn)，擬定科學(xué)化、合理化意見，改進(jìn)措施。例如：部分工程由于設(shè)計(jì)方案較為繁瑣，零件需求量較大，則可對各零件分配狀況加以思考，預(yù)防零件遺漏問題的出現(xiàn)；借助零件使用流程、用途間的控制，使其能夠在精準(zhǔn)控制各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，按照工程因素對相關(guān)方案加以制定，這也成為數(shù)控車床加工時的必備內(nèi)容。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加工間的比較，可知現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)顯著優(yōu)化，而其工藝設(shè)計(jì)也已得到改善。對此，若要更好滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則可在數(shù)控加工設(shè)計(jì)中，切實(shí)與時俱進(jìn)的行為準(zhǔn)則，以產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率為導(dǎo)向，堅(jiān)守“先粗后精”、“先近后遠(yuǎn)”、“最短進(jìn)給路線”的原則，以便可在精準(zhǔn)把控?cái)?shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法的情況下，逐步增強(qiáng)企業(yè)的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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