数控加工技术的工艺优化研究

2021-11-22中国中车长春轨道客车股份有限公司转向架制造中心

现代经济信息 2021年6期

马娜中国中车长春轨道客车股份有限公司转向架制造中心

一、数控加工工艺优化的重要性

数控加工制造非常灵活，通过对数控机床进行编写不同的程序，即可生产出不用的产品，只要是程序合理，即可生产出我们想要的各种零件，特别是形状不规则的零件给手动加工提高了很大的难度，而数控加工则可以轻松的加工出来。同时，数控机床还可以存储程序，只要输入和存储一次程序，就可以反复调用对应程序，与手动加工相比，只需简单操作控制面板即可，不需要人为的一步一步生产加工操作，很大的提高了生产效率。数控加工的控制自动化，可以极大程度的减少人为误差，并且生产加工精度也非常高，可以不用量级的生产我们想要的工件。一位操作员可以同时应用数个数控机床，极大的降低了公司的人力成本，一旦输入程序，无需人为干预，数控机床即可一次又一次的生产出相同精度的产品，可以说数控机床高效、省力，还可靠。

凭借着诸多优点，数控加工技术被我国机械制造领域广泛的应用，非常有效推动了我国机械加工领域的健康成长。也正因为采用的是自动化、智能化的加工方式，所以数控加工的工艺也越发的重要。重视数控加工工艺，企业可以将更多的资源用在提高生产精度上；重视数控加工工艺，企业可以更进一步的高效生产；重视数控加工工艺，企业可以更进一步的减少人力成本。

二、数控加工工艺的特性

(一)工艺内容要求更加详尽

由于数控机床是按照程序来工作的，因此对零件加工中所有的要求都要体现在数控工艺加工中。不仅包括详细描述的切削加工步骤，而且还包括工夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内容以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。

(二)工艺要求更精准

生产加工中会出现不同的问题，应用普通机床加工时，操作员可以人为的及时控制操作每一步，而数控机床加工时连续性作业，不能自行控制与调节。所以在设计数控加工工艺时，需要更加的细致考虑每一步可能会遇到的问题，从而更加合理正确的设计工艺过程。

(三)要对零件图进行数字处理和编程

数控加工控制程序的逻辑与零件图上的设计逻辑不同，所以需要对零件图再次计算与处理，才能确定合理的编程尺寸。普通加工工艺中，工序、刀具等的选择属于重点的内容，但是数控加工的关键是将以上这些转换成数字和程序来让机床自行控制执行，比如刀具的选择和执行路线都不是人为手动的运行，都需要程序来控制。这也是数控和普通工艺的根本区别。

(四)要考虑进给速度的影响

普通机床的进给速度是人为手动控制的，可快可慢可及时调整，但是数控机床的进给速度一旦设定是不可调整的。经验可知，刀具的进给速度直接影响着加工精度，也影响着工件的变形程度，所以在数控加工工艺设计时也要考虑刀具的进给速度。

(五)强调刀具选择的重要性

数控机床也具有各种不同的形状，尺寸，速度和其他尺寸，是精密工程和制造业的主力军。数控加工的工件多数都是需要多步工序完成的，而每个工序用到的刀具可能会不同，不同的刀具加工不同的表面，如果其中一个刀具选择不当，就需要重新设计。

三、数控加工工艺改善策略

(一)加工精度优化

影响数控加工精度的因素有许多，比如机床的状态、加工原点的设置、加工工序、刀具进给量等。数控机床在使用一段时间后，如果不进行合理的保养，由于机床零部件间的摩擦和使用，有一定的磨损和损耗。所以对于加工精度优化，首要要对数控机床要进行的正确合理的保养与维护，在日常使用时还要注意机床的清洁。

数控加工过程中，刀具的加工路线选择也会对加工精度带来影响，特别是在退刀和换刀时容易影响加工精度，如果退刀和换刀后加工的是同一位置，对应的位置加工精度很大的可能会精度下降，并且对于不同形状的工件还要注意加工原点的选择，选择不用的加工原点也会给精度带来影响，所以在用数控机床加工工件时，要注意减少退刀和换刀的次数，并且要根据工件的形状等综合考虑确定加工原点位置和合理的工序路线。

对于精度要求比较高的表面，先要进行粗加工，再经过半精度加工和精加工三步。对应的刀具进给量可以按照先多后少的原则进行刀具进给，特别是精加工这步的进给量要相对尽可能少，同时还要考虑加工时材料高温变形的可能，所以要控制加工表面的温度，注意用冷却液及时冷却加工表面和刀具。

(二)加工效率优化

影响数控加工效率的因素也有很多，比如机床自身问题、换刀次数过多、进刀退刀路线和速度等都会影响数控加工的效率。由于数控加工都是通过编写程序来控制加工过程的，所以对于提高加工效率的计算机程序编写至关重要，计算机程序的编写决定着以上诸多问题的执行效率。当然，提高效率的前提是机床的正常稳定运行，所以操作员要具备规范编写程序的能力，并对数控机床进行合理的维护和保养，对重要的位置也要进行定期的检查和维护。

数控加工的计算机程序多数都是存储在控制面板中的，在程序编写时要注意程序的逻辑清晰简洁易懂，这样在每次调用和检查程序时可以快速准确的找到；在设计加工工序时，要尽可能减小换刀的次数，每一次换刀都需要经过先经过退刀的过程，再换刀再进给，这将耗费很多的时间，减少换刀次数可以很大程度的减少工件加工时间；不同的加工材料和加工表面也需要不同的运转速度和进给量，对于粗加工和半精度加工，可以提高速度、提高进给量，这样也会减少加工时间。