计算机辅助在数控加工制造中的应用分析

宁栋 夏青 王洪海 罗妮娜 郝碧莹

摘要：当前经济社会不断进步，科技水平飞速提高，很多行业都实现了创新发展，很多先进科技都被广泛运用到各个行业当中，这给行业发展带来很多便利条件，且促使行业实际运行效率及质量不断提高。数控加工与制造乃是国家建设中的重要内容，尤其在国防军工领域发挥了巨大作用。如今，多数科研团队已经强化对计算机辅助和数控加工间关系的分析研究，同时对计算机辅助原理展开深入探究。本文在对计算机辅助进行概述的基础上，分析计算机辅助和数控系统的关系、数控加工当中计算机辅助的运用，对数控加工中计算机辅助的几种关键技术展开探究，希望能为有关单位以及相关研究提供些许参考。

关键词：数控加工;计算机辅助;数控系统

中图分类号：TP3  文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）29-0138-02

在国家建设当中，数控加工及制造扮演重要角色，最近幾年更是受到有关部门与科研团队的高度重视。因为一些传统制造加工技术和辅助方式早已无法满足当前数控加工及制造的具体需要，所以必须对有关的技术进行更新升级。只有这样，才可为行业未来发展奠定一个良好基础。同时，因多数数控制造及加工团队把计算机当作关键辅助设备，然而实际运用期间却存在不少难点，这对正常加工及制造工作产生较大影响。所以，怎样在数控制造及加工当中发挥出计算机辅助的价值，这是相关科研团队当前亟待探究的重要内容。

1关于计算机辅助的概述

数控加工及控制领域早已无法离开计算机辅助，若想促使数控加工及制造水平不断提高，需明确数控加工和计算机辅助间的关联。对计算机这项技术运用期间，可把加工制造当中的设备、机床和计算机有关技术进行结合，通过操控计算机让机床及设备自动工作。借助此种方式，除了可以促使加工制造整体效率及质量不断提高之外，同时还能减轻操作人员压力，推动加工制造这个行业不断发展。

因数控加工及制造当中涉及许多内容，如产品包装、加工及检测等。尽管以往加工流程可以起到一定作用，然而需要大量人员参与其中，且操作流程非常复杂，十分耗时耗力。然而，运用计算机进行辅助，可以对一些流程及步骤加以简化，使加工制造过程真正实现数字化和自动化。

2计算机辅助和数控系统的关系

若想提升数控加工及制造当中计算机辅助实际应用价值，需对二者间的关系展开深入分析。因为智能化有关技术早已被运用到多个领域当中，同时在数控加工及制造当中发挥出重要作用。因此，在自动化这一系统当中对计算机辅助加以运用，可以促使加工效率有效提高。针对细小零件加工来说，借助计算机辅助和自动化这一系统除了可以精准把控零件大小、尺寸和质量之外，同时还能精细处理零件当中的一些细节部位，进而保质保量地完成加工任务。而数控系统的不断优化以及完善可以确保计算机实际应用效果。

硬件以及软件加工是数控系统运转的关键条件，然而硬件及软件加工原理与模式存在较大差异，需要对二者具有的不同之处加以明确，运用合理科学的计算机辅助方式展开有关工作。硬件加工着重体现在装置检查、传送和计算机的实际操作之上。软件加工则体现在程序编制、数据库具体设计和作业编制方面，需要操控人员掌握足够的专业知识，这样才可展开高效制造。

3数控加工当中计算机辅助的运用

3.1数控加工当中计算机辅助这项技术的应用特点

计算机辅助属于新兴技术，借助这项技术，可有效提高数控加工的效率及精度。相比于以往的生产模式，数控技术能够对生产流程进行有效的编程操作，无需在实际生产当中投入太多人力物力，仅需把编程工作做好即可。而且，由于数控技术可以节省工作时间及人力劳动，所以其具备高效特征，同时还具备高精度这个特点。因为计算机辅助具有的复杂性与精细化，其在开展精度较高的工作期间，可以精准完成工作。

3.2数控加工当中计算机辅助这项技术的运用流程

数控加工及制造当中，计算机辅助运用的基本流程可以分成下面几个步骤。第一，把实际需要当作依据，对零件加工及制造设计图样进行绘制，便于在编程期间有迹可循。第二，根据工艺路线进行手工编程或自动编程。完成编程以后，需把设计图纸当作依据，选择一些合适刀具，同时在数控机床当中输入相应数据。第三，对工艺流程进行审核，尽量发现其中存在的不足，及时采取有关措施进行调整。因为计算机辅助这项技术具有的复杂性，实际规划设计期间，依然会出现不少漏洞。因此，在生产现场，需严格进行程序确认与首件试切，以验证程序编制的正确性。如果发生质量问题，需立即停产，对程序重新进行编制。借助此种方式，能够对计算机辅助这项技术加以有效运用，进而生产出价值性较高的零件。

4数控加工当中计算机辅助的几种关键技术

4.1粗加工刀具路径规划技术

当前，粗加工刀具路径规划技术是国内应用较为广泛的重要技术。假设此种技术并未得到广泛运用，则难以展开数控加工及制造。此种技术具有的精髓是把原始毛坯当中的大量废料或余量去除掉，粗略形成产品雏形，预留合理的半精加工、精加工余量，便于后续加工。在此期间，需把刀具长度与直径等参数当作依据进行合理编程，以免发生刀根交错问题。

近年来，动态铣削技术在数控铣粗加工过程中得到了大量的应用。它充分利用刀具切削刃长度，加大切削深度，实现刀具的高速切削。其优势在于：一是它使用一种动态的运动方式，当刀具不与材料切削时，加速进给运动，所以粗加工效率很高，能降低刀具磨损，最大限度地提高材料去除率。二是由于排屑流畅，大部分热量被切屑带走，工件加工中温升较小，同时刀具的热量积累也比较小;三是保证主轴负载的恒定，可防止加工时断刀。

4.2精加工刀具路径规划技术

精加工刀具路径规划技术同样是数控加工及制造当中计算机辅助应用的关键技术。此种技术的运用质量会对零件数控加工及制造精度产生直接影响。假设此种技术无法得到有效开发以及应用，则难以突显出计算机辅助这项技术具有的优势。实际应用期间，主要运用的是螺旋刀轨这种方法。对此种方法加以运用，需要展开精确计算。实际计算期间，需对参数增量方法进行运用。借助此种方法能够帮助工程技术人员对刀具实际运动路径进行精准计算，进而实施精加工。

4.3机械精度控制技术

借助计算机辅助进行数控加工以及制造期间，不能为了节省一味忽略整体具有的精准度。反之，需要对细节问题带来的具体结果加以重视。同时，进行初步探测，需再次实施精度控制以及模拟实验，保证设备可以达到具体生产需求，之后大范围进行运用。此种技术具有的精髓是把精度控制在一个合适范围当中，促使数控加工及制造效率有效提高。在此期间，需对精度控制具有的准确度加以注意，以免产生精度偏差。如果产生此种问题，不仅无法生产所需产品，同时还会给设备带来较大伤害。假设精度太高，可能会浪费不少生产时间，并且导致生产成本不斷提升。假设精度太低，则产品极有可能无法符合相应要求。所以，需对精度范围加以严格控制，确保精度适中。便捷式机械生产可以对很多资源进行节约，同时减少污染，能够产生极大效益。在数控加工及制造当中对计算机辅助这项技术加以运用，需要引进最新的精度控制有关算法，结合国内现状进行积极创新，进而促使加工制造的实际效率有效提升[1-2]。

4.4机械产品检查技术

其实，只有对精度控制这个系统模型加以严格分析，才可更好发挥计算机辅助这项技术具有的特性。精度控制这个模型，对应的故障现象指的就是精度控制系统和总控系统产生的交互问题，尤其是精度与标准偏离太多时，极易出现此类现象。因此，此种情况之下，需要深入分析精度控制这一系统模型。通过对此种技术实际应用过程进行观察可知，经过对各种误差实际范围加以有效计算，能够有效防治一些常见故障，有效提高产品质量。若想借助计算机辅助这项技术有效进行数控加工及制造，需要严格进行审查，要在专业人员帮助之下展开此类工作[3-4]。

现阶段，我国在数控加工及制造方面的专业人才较为缺乏。此种情况之下，相关单位需对工程技术人展开安全知识方面培训，定时督促并引导操作人员展开精度控制这项工作，以免发生一些事故。同时，还需全面调查基层的设备管理人员，不断提高其安全意识，并定期展开专业性的安全培训，进而有效杜绝安全事故的产生。此外，还需把专业人才有效培养这项工作做好，推动数控加工及制造这个产业持续、高效、健康发展[5-7]。

5结论

综上可知，如今在国内工业生产当中，计算机辅助这项技术能够对数控加工及制造提供重要的技术保障。在数控制造与加工领域当中，可以对计算机辅助具体原则以及技巧加以有效掌握，对计算机辅助具体过程当中存在的一些难点问题展开全面分析以及研究，同时把数控加工及制造情况当作依据，制定合理科学的优化方案，进而促使计算机辅助实际应用效果以及价值不断提高。然而，进行数控加工及制造期间，由于并未充分掌握计算机辅助的一些要点以及注意事项，不少不良因素对数控加工及制造效果产生较大影响。所以，在今后发展期间，数控加工及制造除了要深入分析及探究计算机辅助有关要点及原则之外，同时还需有效控制计算机辅助的实际效果，对一些新兴技术加以运用，这样才可促使数控加工及制造整体水平不断提高。

参考文献：

[1]王坚，唐太财，柳荣华.CAXA数控车在数控加工实训中的运用[J].造纸装备及材料，2020，49（4）：26-27.

[2]郑伶俐.基于NURBS 曲线插补方法的数控加工品质探究[J].内燃机与配件，2020（5）：83-84.

[3]关海英.CAXA制造工程师在数控编程中的应用分析[J].数字通信世界，2019（11）：193.

[4]李哲.基于UG 的精密凹槽零件数控加工初探[J].设备管理与维修，2019（19）：141-142.

[5]闫梅.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用分析[J].河北农机，2019（9）：61.

[6]李晟锴.基于VR技术的数控加工系统的研发[J].长春大学学报，2019，29（8）：6-9，18.

[7]任素惠，王金甫.基于计算机辅助软件的模具型腔数控加工探讨[J].科技创新导报，2019，16（5）：102-103.

[8]周敏，洪展钦.Mastercam 2017数控加工自动编程经典实例[M].北京：机械工业出版社，2020.

【通联编辑：张薇】