基于数控加工的工艺设计原则及方法研究

王作鹏

摘 要： 目前我国社会经快速发展，进一步提升了社会生产力水平，在加工工件领域开始广泛应用数控车床。原本设计工件时需要充分利用车床，以此将生产效率提高。然而这样的加工工艺极易在加工中产生废料，并且会有较大的占地面积。针对这一情况可知，有效研究数控加工下设计工艺的原则和方法具有重要意义。本文将结合数控工艺设计原理、特点以及现状，分析其设计原则和方法，以供参考。

关键词： 数控加工;工艺设计原则;零部件

【中图分类号】TG659 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0169-02

工业加工行业在发展过程中不断更新自身应用的方法和技术，目前现代化和电子信息技术不断发展，在工业生产中数控加工能够发挥越来越大的作用，在一定程度上提升加工精准度，并保证生产统一规范。在近些年数控加工技术朝着自动化和智能化方向发展与优化。在技术层面上，数控加工工艺对于技术以及专业度都有较高要求，这将联系着后期零件加工的规范性，在准备零件加工环节具有重要意义。设计数控加工工艺应在完成编制电子程序编制前将设计工作完成，将设计数据加工方案确定下来，以此来保障后期编制电子程序有所依据。设计数控加工的工艺很重要，科学、合理进行设计可以将后期加工工作量减少，并提升数控机床编程效率，因此要重视设计工艺的原则和方法。

1 数控加工工艺设计

1.1 原理

设计数控加工工艺的目的主要是为提升零件数控加工质量，重视对于控制数控加工零件程序进行确定，将实际加工中换刀次数减少，对于空程时间全面加以控制，数控加工工艺通过集中方式对数控加工精度进行控制。合理设计数控加工工艺能够使零件加工更具针对性，重视加工过程中的零件数控加工结构特征以及工艺方法，以此保证更熟练开展数控加工工作。设计数控加工的工艺应该从数控机床实现因素入手，确保数控加工完整性以及精准度。严谨设计数控加工的工艺内容，这将高要求着从业人员掌握的技术，设计期间确保准确和规范的开展加工操作，从而来优化设计和改进不同零件[1]。此外，需要做好数控加工操作前期准备工作，完善编程方法和设计方案，应该重视设计细节，以此提升加工有效性，将数控加工时间以及成本进一步降低，以此达到高质量加工目标。

1.2 数控加工工艺特征

（1）内容具体

设计数控加工工艺是较为具体的生产过程，主要的任务是生产出所需要的零件，这一过程并不复杂。这一工作具有明确对象，在设计期间需要对每一个细节进行严格把控。一般传动工艺具有一定缺陷，而数控机床具有一定的优势，因此受到了人们的广泛欢迎和使用。在设计生产过程中应用新型生产方式，将有效减少加工过程，也需要较少的仪器设备。这一方法有利于人们开展加工工作，但是在某些方面具有严格要求，这会使数控加工过程比较复杂。由于数控加工涉及到编程，完成这些操作的生产者需要具备较高知识水准和专业技能。除此之外，生产设计过程中需要严格要求细节问题，这对于相关人员职业素养有较高要求。

（2）工艺复合性

应用数控加工进行生产，需要保证各环节相互配合，并有效利用和设计生产资源。通常情况下需要多个机器同时工作来生产一个零件，这一加工方法也可看作是有效結合传统生产设计方法，使生产过程更加简便，同时能够将使用机器的效率提高，应用这一方法也能够节省一定的资源。由于传统生产方法应该在每一设计生产环节需使用专门工具将生产零件夹正，而应用数控工艺能够将这一步骤省略掉，节省一定时间，并且不需要使用过多的工具，加上机器间配合良好，这会缩短生产时间，从而有效提升工作效率。在生产零件前需要完成设计数控加工工艺这一步骤，这对于工业生产有重要意义[2]。为了将生产效率合理提高，需要在生产过程当充分运用各个生产资源，生产前有效设计和研究加工工艺，以此提升加工效率。

1.3 存在问题

设计数控加工工艺时需要考虑到很多因素，但设计数控加工工艺有较大难度，设计期间需使用各种工具以及零件来检查，以此来明确最终设计方案。进行设计时应保证相关工作人员经验丰富。目前，一些设计数控加工工艺人员存在不具备良好耐心，无法以最优设计方案为基础对加工方案进行反复确定选择;未掌握零件尺寸大小，没有结合实际要求来编程，没有充分考虑最低成本对各道加工工序合理进行控制，从而难以提升零件数控加工的精准度;没有准确选用道具或是没有按照加工顺序开展工作，使得加工零件粗糙，没有充分打磨细节，与零件整体使用要求不符合等问题。因为没有明确对设计数控加工工艺进行定位，对数控机床应用次数没有进行控制和设定，不合理控制加工顺序，都会偏离精细加工的轨迹。

2 基于数控加工的工艺设计原则

2.1 工序划分原则

将零部件使用材料特征与加工要求当做参考依据，划分加工工序为各种类型，以此来合理选择加工方案。比如待加工的零部件材料不具备较强硬度，极易出现变形情况，进行加工时，需根据加工先粗后细原则当做参考标准。结合安装工件的方式，将配合部位当做核心，合理确定加工部位，以此来提高加工工件的完整性。从而可知，加工工件时，需要对加工工序影响工件质量情况加以掌握。

2.2 工艺设计原则

（1）对数控加工工艺进行设计时，需要遵循一次加工以及集中定位原则。绝大部分工件是拼合多个零部件组成的，在保证每一零部件精度情况下，才可以将加工工件过程造成误差情况减少。针对这一问题，对零件进行数控加工时，尽可能保证一次成型，防止二次加工产生误差。（2）在设计数控加工工艺时需要始终遵循先粗后精的原则，设置合理的加工精度，将这一精度作为工件限定标准。在深度切削零部件之后，应用粗加工方式，对零部件轮廓进行整体塑造，接着进行半精度加工，保证合理分配余量，最终实现精加工。（3）设计数控工艺期间，需要遵循先近后远这一原则，结合零件各部位与刀口距离确定合理的加工部位，将这一原则当做指导理念，以此来缩短走刀空行程的距离。在加工特殊部件时，需结合零部件硬度来选择合理的加工工艺。比如，铣具的变形几率较大，镗具有较高硬度，在这样情况下开展数控加工工作时，首先应加工铣具，接着进行镗穿孔，避免出现飞边情况。（4）应根据最短走刀路线的原则。空行程距离和定位误差间呈现为正相关性。刀时间延长会对空行程距离产生影响，使其随之延长，导致定位过程存在较高误差，这对于合理选择换刀后的加工位置有一定阻碍，在粗加工中这一情况比较明显。增加空行程距离也会严重影响切削准确性，不仅会浪费大量物料，也会降加工效率整体降低。针对这一情况，开展数控加工工作时，需要减少走刀时间，以此来简化加工工艺流程[3]。

3 数控加工工艺方法

3.1 合理设计加工工序。

数控机床加工和原本机床加工存在一定的差异，不管是机床设备还是数控技术都具有较高专业要求。实践过程中会出现一些无法预想的困难和意外，因此需要全面、科学的设计加工工序，在设计数控加工工序时应该对其进行整体掌握，基于整体，设计并制定方案，保证数控机床以及零件加工工艺更加合理。进行数控加工工作时，许多环节都要求严格执行编程，例如加工零件表面和切削零件的过程因此在设计数控加工工艺时，应该将工艺以及编程进行完整设定，以此来有效控制数控加工，以此达到应用最少加工成本获得更良好的加工效率以及收益。

3.2 合理选用刀具及走刀路线。

结合从近到远的原则进行加工，需要合理选择刀具路径，以此将加工时间缩短。为了使刀具加工精细水平进一步提升，选择刀具过程中需要考虑到零件塑性特点，当零件具有较高塑性时可以选用较为锋利的刀具，同时加快切削速度，防止刀具损坏零部件表面，最终使加工材料断裂[4]。除此之外，对走刀路径进行科学规划，将移动刀具的时间缩短，最终提升加工的效率和质量。

3.3 切削量科学设定。

在研究数控加工方法时，应根据设计参数开展分析工作。确定走刀路径后，需按照计算结果对每次切削量进行计算，同时制定切削方案。因为切削产生不同切削量都将影响零部件精细，加工中单次切削量出现变化，极易使零件加工材料出现变形问题，严重时会损坏零件，对加工质量有严重影响。因此实际设计切削量时应综合考虑各项因素影响切削量的情况，以确保零部件切削质量[5]。

结束语：在分析数控加工工艺后可以确定现阶段机械加工的方式，并广泛应用在工业生产领域中。为将数控加工质量整体提升，应该确定数控加工工艺设计原则和方法，提升生产效率，促进制造加工行业进一步发展。

参考文献

[1] 刘慧.基于数控加工下工艺设计原则及方法的分析[J].南方农机，2019，50（23）：110.

[2] 李文华.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].内燃机与配件，2019（11）：68-69.

[3] 吴淼.數控加工工艺设计的原则及方法研究[J].内燃机与配件，2019（05）：107-108.

[4] 吴魁魁.数控加工工艺设计原则及方法[J].湖北农机化，2018（12）：39-40.

[5] 羊炳光.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].南方农机，2018，49（15）：171.