數控加工技術的工藝優化研究

馬 娜 中國中車長春軌道客車股份有限公司轉向架制造中心

一、數控加工工藝優化的重要性

數控加工制造非常靈活，通過對數控機床進行編寫不同的程序，即可生產出不用的產品，只要是程序合理，即可生產出我們想要的各種零件，特別是形狀不規則的零件給手動加工提高了很大的難度，而數控加工則可以輕松的加工出來。同時，數控機床還可以存儲程序，只要輸入和存儲一次程序，就可以反復調用對應程序，與手動加工相比，只需簡單操作控制面板即可，不需要人為的一步一步生產加工操作，很大的提高了生產效率。數控加工的控制自動化，可以極大程度的減少人為誤差，并且生產加工精度也非常高，可以不用量級的生產我們想要的工件。一位操作員可以同時應用數個數控機床，極大的降低了公司的人力成本，一旦輸入程序，無需人為干預，數控機床即可一次又一次的生產出相同精度的產品，可以說數控機床高效、省力，還可靠。

憑借著諸多優點，數控加工技術被我國機械制造領域廣泛的應用，非常有效推動了我國機械加工領域的健康成長。也正因為采用的是自動化、智能化的加工方式，所以數控加工的工藝也越發的重要。重視數控加工工藝，企業可以將更多的資源用在提高生產精度上；重視數控加工工藝，企業可以更進一步的高效生產；重視數控加工工藝，企業可以更進一步的減少人力成本。

二、數控加工工藝的特性

(一)工藝內容要求更加詳盡

由于數控機床是按照程序來工作的，因此對零件加工中所有的要求都要體現在數控工藝加工中。不僅包括詳細描述的切削加工步驟，而且還包括工夾具型號、規格、切削用量和其他特殊要求的內容以及標有數控加工坐標位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數。

(二)工藝要求更精準

生產加工中會出現不同的問題，應用普通機床加工時，操作員可以人為的及時控制操作每一步，而數控機床加工時連續性作業，不能自行控制與調節。所以在設計數控加工工藝時，需要更加的細致考慮每一步可能會遇到的問題，從而更加合理正確的設計工藝過程。

(三)要對零件圖進行數字處理和編程

數控加工控制程序的邏輯與零件圖上的設計邏輯不同，所以需要對零件圖再次計算與處理，才能確定合理的編程尺寸。普通加工工藝中，工序、刀具等的選擇屬于重點的內容，但是數控加工的關鍵是將以上這些轉換成數字和程序來讓機床自行控制執行，比如刀具的選擇和執行路線都不是人為手動的運行，都需要程序來控制。這也是數控和普通工藝的根本區別。

(四)要考慮進給速度的影響

普通機床的進給速度是人為手動控制的，可快可慢可及時調整，但是數控機床的進給速度一旦設定是不可調整的。經驗可知，刀具的進給速度直接影響著加工精度，也影響著工件的變形程度，所以在數控加工工藝設計時也要考慮刀具的進給速度。

(五)強調刀具選擇的重要性

數控機床也具有各種不同的形狀，尺寸，速度和其他尺寸，是精密工程和制造業的主力軍。數控加工的工件多數都是需要多步工序完成的，而每個工序用到的刀具可能會不同，不同的刀具加工不同的表面，如果其中一個刀具選擇不當，就需要重新設計。

三、數控加工工藝改善策略

(一)加工精度優化

影響數控加工精度的因素有許多，比如機床的狀態、加工原點的設置、加工工序、刀具進給量等。數控機床在使用一段時間后，如果不進行合理的保養，由于機床零部件間的摩擦和使用，有一定的磨損和損耗。所以對于加工精度優化，首要要對數控機床要進行的正確合理的保養與維護，在日常使用時還要注意機床的清潔。

數控加工過程中，刀具的加工路線選擇也會對加工精度帶來影響，特別是在退刀和換刀時容易影響加工精度，如果退刀和換刀后加工的是同一位置，對應的位置加工精度很大的可能會精度下降，并且對于不同形狀的工件還要注意加工原點的選擇，選擇不用的加工原點也會給精度帶來影響，所以在用數控機床加工工件時，要注意減少退刀和換刀的次數，并且要根據工件的形狀等綜合考慮確定加工原點位置和合理的工序路線。

對于精度要求比較高的表面，先要進行粗加工，再經過半精度加工和精加工三步。對應的刀具進給量可以按照先多后少的原則進行刀具進給，特別是精加工這步的進給量要相對盡可能少，同時還要考慮加工時材料高溫變形的可能，所以要控制加工表面的溫度，注意用冷卻液及時冷卻加工表面和刀具。

(二)加工效率優化

影響數控加工效率的因素也有很多，比如機床自身問題、換刀次數過多、進刀退刀路線和速度等都會影響數控加工的效率。由于數控加工都是通過編寫程序來控制加工過程的，所以對于提高加工效率的計算機程序編寫至關重要，計算機程序的編寫決定著以上諸多問題的執行效率。當然，提高效率的前提是機床的正常穩定運行，所以操作員要具備規范編寫程序的能力，并對數控機床進行合理的維護和保養，對重要的位置也要進行定期的檢查和維護。

數控加工的計算機程序多數都是存儲在控制面板中的，在程序編寫時要注意程序的邏輯清晰簡潔易懂，這樣在每次調用和檢查程序時可以快速準確的找到；在設計加工工序時，要盡可能減小換刀的次數，每一次換刀都需要經過先經過退刀的過程，再換刀再進給，這將耗費很多的時間，減少換刀次數可以很大程度的減少工件加工時間；不同的加工材料和加工表面也需要不同的運轉速度和進給量，對于粗加工和半精度加工，可以提高速度、提高進給量，這樣也會減少加工時間。

四、結語

數控加工工藝技術的優化研究具有很大的實際應用價值，通過對加工過程中一些細微點的強調和改進可以很好的提高加工精度和效率，對于企業的實際生產，可以很好的降低人力成本和時間成本。但是本文也沒有進行更加深度的挖掘和研究，期待進一步的研究以推動數控加工領域的快速發展。■