基于数控加工的工艺设计原则及方法研究

【摘 要】数控加工技术的诞生是一项挑战力比较高的技术，因此它不管在工艺设计方面还是编程方面都将使得人力物力财力的投注付出较多。同时优化数控加工的程序设计也是为了编程效率得到更好的发展，从而我们就能更好的把数控机床的各个使用范围进行一个合理的利用，以便于在此基础上进行更好的升级。接下来本文将从数控加工的特点及零件数控加工的特点等方面阐释一下其的工艺设计原则，同时探讨一下数控加工技术的方法以便于它更好的发展。

【关键词】数控加工 工艺设计 方法研究

首先我们要明确的一点是，数控加工技术的变革应该算是一个比较大的飞跃，因为我们是在以往的基础之上结合镗、铰等多种加工范围，所以可以说这种数控加工的工艺还有一个较为明显的特点就是它的复合型。它可以熔铸百家之长而为一己只所用，这样我们就可以把单个零件所需要的加工时间以及专用夹具的需要量适当减少了，从这个方面来看，也使得零件的使用率和精密程度得到了一个质的飞跃。

从实例来看，我们在数控加工中所出现的失误和误差大多数都是由于编程时的考虑不当以及粗心大意。除了要注意加工过程中的每一个细节之外，我们还要注意的是工艺设计方案，因为设计方案直接关系到后期的成品质量，如果设计方案不合理或者缺乏可行性，那就意味着我们要增加工作量，或者直接重新来过。因此，数控加工中的工艺设计是数控加工中的重中之重，设计好坏直接关系到零件加工程序的正确性和合理性，以及我们刚刚所提到的加工质量和编程效率。

1 数控加工工艺的特点

（1）从以往的大量的数控加工的实例不难看出来，数控加工在运行的过程中还是难以避免许多失误，而导致这些失误的原因暂时无法一一道明，但是最主要的两大因素就是在工艺制作方面的考虑不当以及在制作过程中太多草率粗心。因为数控加工工艺可以说是比较精细的一项动作，如果在制作前期缺少一定的规划或者是没有制定比较恰当的预期进度，我们就难以避免因为考虑不周而带来的多种突发性问题，同时，正是由于数控加工工艺的精细度，在制作过程中尤其需要细心和谨慎，但是从大多数实例来看，我们的粗心大意还是使得数控加工无法太过尽善尽美，还有最重要的一点，刚刚提到过，前期制作方案不合理或者是缺少一个比较系统的规划，往往只是走个形式，这样就难以避免我们的工作量大幅度增加，大幅度增加已经使得人心不齐，更有甚者还会推翻重来，虽然现在是讲究效率而不仅仅拘泥于速度的时代，但是这样推翻重来的影响我想也是不言而喻的吧。另外一点，与普通机床加工工艺想比较而言，数控机床的加工工序明显少了很多，这样以来，就克服了传统加工工艺的弱点，不过，虽然加工工序少了许多，但是在编程来看，又比普通机床复杂了不少，因为采用数控加工之后，工件能一次性完成镗、铰、等多种加工。

（2）数控加工技术比起传统的加工来说，它是大大简化了加工过程中所需要的步骤，因为加工工序相比之前少了，所以那些普通工艺长期存在的问题比如加工步骤繁琐已经被逐步克服。但也正是由于这点，我们在数控加工中所要面临的挑战也会逐渐增多，光是前期的精密规划就是一项很大的挑战。

2 浅析零件的数控加工工艺性

（1）零件由于比较精细，所以它的制作难度也会相应提高，同时它的多品种的特点也使得数控加工的经济效益得到了一定程度上的提升，这也会让机床效率获得和理想程度所差不多的效果。零件壁的厚度比较薄而且容易变形，所以孔的直径一般为IT7，精密轴套可以是IT6，控制在孔径公差的二分之一到三分之一，表面粗糙程度值为Ra1.6-0.16um。此外直径小于30的孔，可以没有毛坯孔：刀具可以选择直径为0.25 英寸球头铣刀，加工余量设定为0.1mm。最新型号的CNC都使用32位甚至64位微处理器技术，最小移动单位可达0.1um，最大进给速度可达100m/min，高速主轴的转速可达40 000—50 000r/rain。

（2）零件对于数控加工来说可以说是一个举足轻重的作用，但是我们在一开始就要对零件图纸进行比较精密的规划，我们要具体分析零件图纸中的尺寸、编程特点、定位基础的可靠性等多个方面，因为数控加工技术是一个技术活也是一个脑力活，如果只是笼统的制定计划，就难以避免在操作过程中由于安装定位产生的误差导致了形状误差。

3 数控加工的工艺设计原则

（1）要区别于以往的传统工艺耗时大、所需人力多的弊端，数控加工是一个新的技术变革，因此我们要着重倾力的范围也难免会多，首先，我们要保证零件的加工精度，这就需要多方面的配合，比如，我们一开始就要根据零件的变形程度、加工精度制定相应的加工程序，这样就可以在一定范围上避免前面所说的由于在制作过程中的粗心大意所导致的成品问题。

（2）要注意先粗后精的原则，举一个不太贴切的例子，我们在淘米的时候都会先简单的把米整个洗一洗，然后在第二遍的时候在认真的挑出杂质米或者是发霉的米，零件加工也是相同的道理，这样的统筹划分就能在加工工序上省下不少时间和精力。因为走刀次数减少了，加工质量就能得到保证，加工质量一有保证，那我们有可能要面临的问题都会自然而然的迎刃而解了。我们还要根据机床性能之间的差异性对零件制定不同的要求，对数控零件进行分类，这样会使我们的经济效益和工作效率均得到大幅度的提升，此外，前面也提到过，要对零件图纸进行仔细的分析，这些分析中就有对数控加工的工艺性能的分析，首先我们要分析并确保零件图纸中的尺寸是否符合后期的编程制作，其次就是确定零件元素的几何轮廓是否条件充分，因为如果在前期中没有精确好零件的几何轮廓条件，那我们就无法精确出每一个零件的基点坐标，换句话说，将会阻碍编程效果。

（3）走刀路线的设定也是至关重要的，因为我们不仅要保证轮廓在外形方面的要求，在内部也要尽可能的做到精益求精，走刀是一项精细活，我们一般都是采用立铣刀的侧刃切削，这就使我们所担心的外形有可能不够光滑的问题得到了很好的解决，同时为了避免在表面产生裂痕，我们还要确保立铣刀在其轮廓延伸线逐渐切离，这样就能在最大程度上保证零件的平稳光滑少裂痕。

因为现代的数控加工工艺和传统工艺相比，不论是制作方面还是设备等方面都有很大的不同，这就使得实施起来的困难会大大高于预期设想的模式，我们只有在不断是实验中努力把可能发生的问题一一解决好，其中，编程所占据的角色举足轻重，同时，工艺设计也是占了很大一个版块，这些因素直接关系到数控机床的优秀与否，而我们判别数控机床优秀与否的标准很多，比如零件的加工精密程度、数控机床的使用效率和经济效益，零件毕竟比较精小，所以在真正加工起来的时候还有很多预想不到的问题，俗话说，百密一疏，不管前期准备的预期设想效果有多么滴水不漏，等真正实施起来的时候问题还是会接踵而至的，所以我们要做就是把困难缩小化，这个的重点就在于我们要把握整体，从整体出发，把数控机床的合理性和零件的工艺性都做一个详尽的规划，同时，加工路线也非常重要，这就使这些任务需要经验丰富的实操人员，这些人须具备临危不乱的思想及认真细致的工作精神，只有这样，我们的零件的的利用率才会更高，避免产生没有必要的废品。

4 结语

总之，编程所占据的角色举足轻重，同时工艺设计也是占了很大一个版块，这些因素直接关系到数控机床的优秀与否，而我们判别数控机床优秀与否的标准很多，比如零件的加工精密程度、数控机床的使用效率和经济效益，零件毕竟比较精小，所以在真正加工起来的时候还有很多预想不到的问题。可以说每一项工作的开展都是需要非常繁琐的步骤和相当细致的思维的，不止数控加工技术，在各个领域也是如此，数控加工还需要很多方面如加工方式、退刀方式的因素。

参考文献：

[1] 董玉红.数控技术[M].北京高等教育出版社，2011.

[2] 覃玲.数控加工工艺基础[M].重庆大学出版社，2011.

[3] 戴向国.数控加工基础教程[M].北京人民邮电出版社，2011.

作者简介：邹伟全（1980—），男，广东河源人，本科，毕业于华南理工大学，中级，研究方向：机械工程、机械加工。