基于数控加工的工艺设计原则及方法研究

向棋铭

（湖南省汽车技师学院，湖南 邵阳 422000）

随着当今信息技术的不断发展，各项数控技术也得到了完善革新，并得到了广泛的使用。目前单一的传统加工工艺显然已经不再适用于这个全新的时代，数控加工工艺作为一种将传统加工工艺的精华与先进的信息技术充分融合的复合型全新工艺，可以更好的满足社会的需求，对机械加工制造领域的发展有着重要意义，因此加强基于数控加工的工艺设计原则及方法研究是机械加工领域根据时代要求做出的必然选择，是一次具有时代性意义的改革。

1 数控加工工艺的定义与优势

数控加工是指利用数控机床来对各种机械零件进行加工，即根据图纸与要求来设置数控加工程序并输入进数控机床中，之后再控制机床进行工作，此时机床便会根据设定的要求来完成对应的零件加工。数控加工实现了信息技术与传统加工工艺的结合，使得工艺设计的整体严谨性都有所提高，但在严谨性提高的背后是生产出的机械零件更加精确。此外，数控加工工艺对人力资源的需求量也大大减少，从而有效降低了加工过程中的人工费用。在这个科学技术飞速发展的今天，随着数控加工工艺的不断完善，数控加工工艺已经逐渐成为机械加工的主要方式，无论是对提高加工效率还是保证加工质量都有着很大帮助。数控加工工艺的特点使其的加工要求势必要比传统加工工艺要更为严格，因此要想更好的发挥出数控加工工艺的优势，就要不断的对数控加工的工艺设计原则及方法进行不断研究，在实践中不断完善数控加工工艺，以实现数控加工工艺的长远发展。

2 数控加工工艺的设计原则

数控加工工艺的种种优点使其在进行实际设计时所需注意的事项原则较多，这在对数控机器设计人员提出了新的挑战的同时也对加工人员提出了全新的要求，加工人员在利用数控加工工艺来进行零件的加工时必须遵循规定流程与相关标准，而设计人员在进行设计时也要遵循一定的设计原则，至于这样才能更好的提高数控加工工艺的应用效果，下面便对具体的数控加工工艺的设计原则进行探讨。

2.1 先粗后精，先外后内

数控加工工艺的设计应本着先粗后精、先外后内的原则进行设计，遵循从零件到半成品到成品这个过程来进行生产。为了实现精确加工，在进行数控加工工艺的设计时需充分考虑各种材料的坚硬度与锋利度，对于切割部位一般选择那些硬度与锋利度较大的材料，以保加工效果的精确。此外先外后内也是数控加工工艺的重要设计原则之一，零件多分为内外两面，除了要先对零件的内外部进行粗精加工外，在加工设计时还应遵循先外后内的原则，即无论是粗加工还是精加工都要先对外面进行加工后再对内面进行加工，从而使加工出的零件品质更高。

2.2 尽量缩短走刀路线与程序段

走刀路线的长短将直接影响数控加工的加工效率，在实际的生产加工中，走刀线路如果实现了最短，那么数控加工的时间也会大幅缩短，这就使得尽量缩短走刀路线成了数控加工工艺的重要设计原则。走刀路线的缩短取决于设计人员对走刀线路的了解程度，只有对实际加工环节进行深入分析了解才能找到合适的换刀节点，从而实现对走刀路线的合理规划。此外，在数控加工的工艺设计中还要注意本着尽量减少程序段的原则，程序段如果过多就会造成人员精力的浪费，且过多的程序段也会大大提高差错的出现概率，因此必须尽量减少程序段的数目，对提高数控加工的效率有着重要意义。

2.3 集中工序

数控加工工艺作为一种新型复合型加工技术，其中包含了许多加工工艺，这就要求在进行数控加工工艺设计时必须要集中工序，要做到一次定位，尽量减少额外的反复加工。反复加工不仅会浪费额外的财力人力，在反复的加工过程中还易出现其他新的问题，进而造成恶性循环，对数控加工工艺严重影响。所以在进行数控加工工艺设计时要做到集中工序、一次到位，这样才能减少误差的产生，有利于数控加工工艺的进一步发展。

2.4 刀具的调用

在运用数控加工工艺时需注意尽量减少刀具的调用次数，对此设计人及人员在应根据机器的实际用途来进行全面的分析，并结合每种刀具的特点来确定合适的刀具，从而有效减少加工的过程中刀具的调用。刀具的调用会大大降低生产效率进而增加数控成本，在数控加工的工艺设计方面应引起加工人员的额外注意。

2.5 特殊情况的处理原则

严格按照数控加工技术的设计原则来进行数控加工只能将事故的发生频率降至最低，并不能实现问题的完全避免，在实际的数控加工中难免会有一些特殊情况的出现，如果工作人员处理不当也会引发较为严重的后果。对此除了要做好日常的设备检查工作外，在面对突发情况时要根据具体情况进行合理分析，选择适当的解决方案，而不是仅仅照搬理论知识，只有随机应变才能以最小的代价来解决加工过程中出现的问题。

3 基于数控加工的方法研究

3.1 加工前的准备工作

充分的准备工作是数控加工顺利进行的重要保障，在进行正式加工前首先要对所需加工的零件图纸进行全面的分析研究，检查其是否存在不合理的问题，在确认图纸科学无误后再结合图纸进行加工方案的制定。如果未进行加工前的准备工作或是准备工作过于敷衍没有发现图纸中的问题而进行盲目加工就会产生难以预料的严重后果，因此对零件图纸进行事先的科学分析是后续加工环节顺利进行的基础，在数控加工中应得到广泛关注。

3.2 确立明确的加工方案

明确的加工方案是数控加工进行的重要指标，加工方案必须根据零件图纸，并充分结合机床的性能，从而确定所需使用的数控加工工艺，最终设计出科学合理的加工方案来促进数控加工的进行。施工方案所包含的应是整个施工流程，对于各项施工环节都应有着明确规定，如工艺路线、加工方法等。科学合理的加工方案可以使得整个加工环节井井有条，对避免意外事故的发生与提高零件产品质量都有着很大帮助。

3.3 精化加工工序

零件的加工工序一般分为粗加工与精加工，粗加工即对零件进行大致上的加工，细节工则是在粗加工的基础上进行细节上的处理，两种工序的有机结合最终生产出符合标准的零件。具体为在进行零件加工时首先应对零件进行大致加工后，再进行精准加工，这种先粗后精的加工方式不仅有利于加工效率的提升，还能有效保证零件的质量。在进行粗加工的工序时一般使用普通的加工方法进行，而在进行精加工时才会使用数控加工工艺来完成零件的加工，这种混合型加工方式的使用好处在于实现了普通加工工艺与数控加工工艺的有机结合，对减少加工成本以及提高加工效率都有着重要意义。

3.4 合理进行切削

切削可谓是数控加工工艺的关键环节，各种零件的加工都是通过切削来完成最后的调整，切削步骤的好坏将直接影响加工的最终效果。影响切削加工的因素主要为以下三个要素：进给量、切削速度、背吃刀量，合理把控这三个要素就能有效把控切削质量。在切削过程中如果切削速度过快就会导致刀尖的温度升高，从而产生额外的磨损，另外切削材料的硬度也会对切削刀具的使用寿命造成影响。因此在进行数控加工工艺的研究时要注意切削环节的把控，根据实际情况来及逆行合理的切削，对于切削刀具要定期进行检查与保养，从而保证切削时的精确稳定，使零件的加工质量得到有效提升。

4 结语

现代数控加工可以有效提高零件加工的质量与效率，在我国机械加工领域已经得到了广泛使用，在未来的机械加工领域势必得到更为广泛的关注与使用。但目前我国的数控加工工艺还存在着些许不足，对于许多细节上的处理还不够到位，对于一些未知问题的发生也缺少相应的应对措施，且有关数控加工的工艺设计所需考虑的因素很多，因此要想进一步完善数控加工工艺，进而更多的发挥出数控加工的优势，就要不断加强对数控加工的工艺设计原则与方法的研究，实现数控加工工艺与传统加工工艺的有机结合，从而促进我国机械加工领域在数控加工工艺的帮助下蓬勃发展。