数控加工工艺标准化分析

严婷婷

1 数控加工工艺的特点和流程

1.1 数据加工工艺的特点

进行数据加工工艺的具体操作过程中当零件的形状复杂时只需要对零件的加工程序进行修改[1]。因此，可以大幅度降低工装数量。在进行数控加工过程当中，采用数控加工工艺可以有效保障加工质量以及精确度[2]。

1.2 数控加工工艺流程

数控加工工艺需要采用计算机进行编程，而计算机编程是进行数控加工工艺的关键一环[3]。在编程之前，还需进行重组的准备工作以及编程后要进行一系列的后续工作，方可保证数控加工工艺质量[4]。

2 数控加工工艺标准过程设计

2.1 标准工艺过程的设计方法

在进行数控加工工艺标准过程设计时常用的方法有复合路线法以及复合零件法。其中复合零件法是根据不规则的零件进行分组之后选择较为复杂的工艺路线将这一路线作为典型路线[5]，并在此基础上整合一系列的工序，进而形成数据加工路线。复合零件法是指通过符合叠加各个零件的组合要素，并在此基础上施加工艺的方式，零件要素可以是人为虚拟模型也可以是实际存在的模型，这两类模型均被称之为加工要素[6]。而通过数控加工工艺来进行操作过程当中，复合零件可以应用于相同类型的全部零件加工当中，但是在进行新零件的加工过程并不需要将零件的内容进行剔除，而是需要选择更具针对性的加工工艺，进而可以完成零件的工艺标准设计[7]。

零件的尺寸特征以及结构加工的具体要求均对数控加工工艺标准化具有直接影响。通常情况下，零件的加工特征包括：形状特征、精度特征、制造资源特征、材料特征以及工艺特征等几个方面[8]。在进行零件加工时其特征表现主要包含加工要求和加工方两个层面。在进行不同特征的零件加工时所选用的工艺流程也不尽相同。零件加工工序又包括清角类以及续粗类。清角类工序主要应用于具有槽特征的零件加工过程中。续粗的工序应用于平顶直侧类存在凸台时的零件加工中。为了实现数控加工工艺的标准化，应对加工过程中的工序工步、走刀路线以及工艺参数等进行规范化和标准化。比如在进行平顶直侧类零件的加工时，由于该类零件的底面以及侧面均为直平面，且两面相互垂直，因此在进行平顶直侧类零件的加工过程中，其标准化流程如图1所示。

图1 标准化流程

2.2 标准工艺过程设计

复合路线法进行数控加工工艺设计具有十分广泛的应用，在进行标准数控加工工艺标准化过程当中操作人员会将加工工序时间最长、工艺最为复杂的路线作为典型的路线以及标准的工艺参考。在数控加工工艺标准化操作的过程当中，应根据具体实际情况对典型路线的适当增减，进而促进数控加工工艺的有效实施。复合路线法能够将系统数据进行自动保存，并将所有数据保存至数据库当中，在后续加工过程中相同类型的零件加工就可以自动从施工工艺操作当中进行实施，进而可以有效提高数控加工效率。

3 数控加工工艺标准内容设计

在进行零件加工过程中应严格按照零件的特点和加工工艺来进行工艺标准划分方法的确定。上文已经提到进行数控加工工艺标准化包括复合线路法以及复合零件法两种。采用符合零件路线法进行零件加工过程中，其零件需要满足以下两个特点：第一，加工的工序差异较大；第二，加工的工艺流程较长，只有具备了上述两个特征，方能满足数控加工工艺的标准化和规范化。比如采用复合路线法进行成数控零件加工工艺时的标准化流程如下。

3.1 加工定位

加工定位是进行数控加工工艺标准的主要内容之一。因此，在加工定位时首先应确定零件加工的基准。在进行零件加工过程中为了有效确定零件的点、线、面的位置，需要选择参照物作为基准。其次，进行基准定位对于零件加工工序的规划以及实施都具有直接的重要影响，对于零件加工质量具有直接关系。因此，应提高基准定位的精确度。在进行基准定位过程当中，首先应对毛坯表面进行定位，之后合理的规划零件的加工区域。在进行零件的加工时由于曲面类型具有多样化的特点，而曲面的复杂程度与零件的加工工艺复杂度具有直接的关系，想要合理规划零件的加工区域就必须提高工作人员的综合素质水平。

3.2 加工策略

第一，应合理确定加工工序。目前加工工艺包括精加工和粗加工两种方式。一般情况下，在进行数控加工工艺过程当中都是由粗到精的方式来进行层切。一般情况下，加工工序以粗加工——粗基准加工——精基准加工——精加工的过程为标准的。除此之外，加工策略的选择对于数控加工的走刀路线具有十分重要的影响。因此，只有合理确定加工策略方可有效保证施工路线的准确性，进而方能保证数控加工工艺质量。当所选择的加工策略合理时就能够有效节约加工时间，进而提升加工效率，不同区域及精度要求对应的加工策略如图2所示。

图2 加工策略

3.3 加工工具

加工工具的选择对于数控加工工艺标准化具有十分重要的影响，能够直接影响加工工艺的质量。因此，为了有效保证数控加工工艺的标准化，对刀具的参数类型以及材料进行合理确定。第一，数控加工刀具材料包括涂层硬质合金钢、硬质合金钢以及高速钢等多种类型。高质量的数控加工刀具能够提高坚硬零件层切的准确性；第二，常用的加工工具包括圆角端铣刀、端铣刀以及球头刀几种类型，由于加工工具的规范化，使得数控加工工艺标准化得以有效实现；第三，在进行刀具参数的设置过程当中，主要包括走刀区域、颜色选择以及路线设计等多个方面。对于不同零件的数控加工应设置不同的参数，进而保证数控加工的质量。

3.4 工艺参数

工艺参数的合理设置是进行数控加工工艺标准化的关键内容，包括深度、速度以及程度等多个方面。第一，刀具的材料对于零件加工过程当中的切削速度具有直接影响。因此，较硬材质的刀具可以用于加工质地较硬的零件。而当零件的硬度较小时就可以根据实际情况适当提高切削的速度。第二，根据零件的加工深度精度的变化应不断地降低切削的深度。第三，在进行工艺参数的设置时应根据进给量加以确定。通常情况下，应在总结过去经验的基础上来进行数控加工工艺的标准化。

4 数控加工工艺标准化的发展方向

4.1 模糊控制技术在数控加工工艺中的应用

模糊控制技术是在原有的理论基础之上使用语言及推理进一步完善智能技术。模糊本身是具有不确定概念的，是人类根据现实情况或者自身实践经验得到的不十分清楚确定的判断，并不一定是最真实准确的事实，但是对行为的执行能够提够一定的参考价值。但是这种模糊控制在数控加工工艺标准化中得到应用可以有效提高工艺的标准化程度，能够减少工作的时间。模糊控制在数控加工中的应用主要依据是人类的思维能力及推理能力，因此此项技术可以算是一种模拟人类思维行动的技术，因此提高了自动化的管理程序的运行。此系统能够对自动输入系统内的模糊量主动进行模拟的推理工作，并且执行有效的决策控制，在模拟中能够得到模糊数据，工作人员可以以模糊数据作为参考更快更好地对数控加工的运行得到了解。模糊数据在理论上是有不确定因素，但是得到数据的推理和思维过程却是科学的，这也是保证模糊数据具有很高地参考价值的依据，这些数据还是有很高价值存在的。正是因为这种不确定因素可以使人类的思维得到解放，可以更好地发挥自己的想象，对于数控加工中无法解决的问题得到解决办法。

4.2 专家系统在数控加工工艺中的应用

专家系统能够将数控加工的自动化专家智能控制运用专家两个字来形容，主要还是由于它的功能和对数控加工中经常出现的情况解决的能力变得比以前更加强大。例如数控加工工艺标准化过程中经常会遇到各类问题，但是工作人员可能由于某些因素无法及时的出现解决，将专家系统引入到智能化控制之后，系统能够对所出现的问题在第一时间内自动做出解决，此系统不仅能够对技术问题做出更好的解决办法，还能够将系统快速的恢复，提高数控加工工艺的效率和标准化程度。

4.3 神经网络在数控加工工艺中的应用

人类的神经是人类完成思维及各种社会活动最主要的条件，如果人类失去神经将无法存活。目前很多专家就根据这种现象开始了对神经系统的研究，并且发明了模拟神经系统的软件，称之为人工神经网络。这个系统在很多行业中得到了应用，正处在不断完善的阶段，目前在计算与模型构造方向进步神速。数控加工工艺标准化也可以应用神经网络系统，这项计算能够提高数控加工工艺的标准化程度，对零件的加工将更加精确。

5 结论

数控加工工艺不仅可以处理常规的几何形面，而且能够对不规则形面进行加工处理。当进行小批量以及多品种生产时采用数控加工工艺其效率更高、效果更加显著、适用范围也更加广泛。当数控加工工艺标准化得以提升，就能有效提升加工速度与零件质量。数控加工工艺标准化正向着多维方向发展，通过采用先进的方法能够有效提高数控加工工艺的自动化、智能化和标准化。

参考文献：

［1］郑锦标，陈思涛.数控铣床金属构件加工工艺应用分析［J］.中国包装工业，2016（06）：56，59.

［2］肖溱鸽.基于数据分析的数控加工工艺参数能效优化方法研究［D］.重庆：重庆大学，2016.

［3］张本忠.关于数控加工工艺标准化的探讨［J］.时代农机，2016（03）：68-69.

［4］姚雪琼.数控加工工艺标准化分析［J］.山东工业技术，2016（06）：26.

［5］柳洲.“互联网+”与产业集群互联网化升级研究［J］.科学学与科学技术管理，2015（08）：73-82.

［6］张国政，周元枝.轮辋数控加工工艺分析及其加工中心夹具设计［J］.机床与液压，2014（14）：30-32.

［7］刘华.数控加工工艺标准化的研究［D］.广州：广州大学，2013.

［8］伍伟杰，李文辉，覃岭.典型五轴零件的数控加工工艺分析与编程加工［J］.机械工程师，2011（09）：90-92.