數(shù)控加工的工藝
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摘 要：數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)是將普通加工工藝與計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起發(fā)展而來(lái)的，該文針對(duì)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體的探討。通過(guò)對(duì)數(shù)控加工的概念及其發(fā)展、數(shù)控加工的內(nèi)容闡述，簡(jiǎn)單說(shuō)明了數(shù)控加工的內(nèi)涵。另外詳細(xì)介紹了數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)、方法、過(guò)程及數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 工藝 設(shè)計(jì)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械加工技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)地更新?lián)Q代，工藝要求也逐漸變得嚴(yán)格。為了保證加工成品的合格率，必須調(diào)整工作里的每個(gè)細(xì)節(jié)。提高產(chǎn)品的精度避免成品不合格造成的負(fù)面影響。隨著不規(guī)則形狀零件對(duì)現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)越來(lái)越高，加工技術(shù)的提高也急不可待。數(shù)控加工工藝取代傳統(tǒng)加工技術(shù)成為主要加工技術(shù)也是時(shí)代發(fā)展的潮流。
1 數(shù)控加工的內(nèi)涵
1.1 數(shù)控加工的概念及其發(fā)展
數(shù)控加工是指在機(jī)床上利用數(shù)控技術(shù)對(duì)零件進(jìn)行加工的一個(gè)過(guò)程。數(shù)控加工和非數(shù)控加工的流程從整體上來(lái)說(shuō)是大致相同的。但在技術(shù)上卻大相徑庭。采取數(shù)字信息控制加工零件的數(shù)控加工方法是針對(duì)零件種類多樣、相同型號(hào)產(chǎn)量少、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高等現(xiàn)實(shí)狀況達(dá)到高效化和自動(dòng)化加工的有效方法。數(shù)控加工的發(fā)展方向是高速和高精度。20世紀(jì)50年代，MIT設(shè)計(jì)了APT。APT具有程序簡(jiǎn)潔，方法靈活等優(yōu)勢(shì)。但也有很多不足之處如對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀，無(wú)法表達(dá)幾何即視感[1]。為修正APT的不足，1978年，法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開(kāi)發(fā)了CATIA。這個(gè)系統(tǒng)有效的解決了幾何形狀復(fù)雜、難以表達(dá)即視感的缺陷。目前，數(shù)控編程系統(tǒng)正向高智能化方向發(fā)展。
1.2 數(shù)控加工的內(nèi)容
數(shù)控加工的內(nèi)容有挑選適宜在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，對(duì)數(shù)控加工方案進(jìn)行確定;詳細(xì)繪制所加工零件的圖紙;確定數(shù)控加工的詳細(xì)流程，如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數(shù)控加工的流程;確定數(shù)控加工中的允許誤差;指揮數(shù)控機(jī)床上一些工藝部分工作等。
2 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)
2.1 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)
采用數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)具有加工程序簡(jiǎn)單，解放枯燥工作的勞動(dòng)力等特點(diǎn)。改進(jìn)了傳統(tǒng)機(jī)床工藝的工序繁多，勞動(dòng)強(qiáng)度大的弱點(diǎn)。如此便使數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)形成了自身的獨(dú)特的特點(diǎn)。正常來(lái)講，數(shù)控加工的內(nèi)容要比傳統(tǒng)機(jī)床加工的內(nèi)容繁多。數(shù)控加工的內(nèi)容非常精確、工藝設(shè)計(jì)工作十分邏輯明確。數(shù)控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項(xiàng)工作項(xiàng)目。而這些工作如果換成傳統(tǒng)工藝則需要多個(gè)步驟才能做好[1]。所以，數(shù)控加工具有工作效率高的特點(diǎn)。將傳統(tǒng)加工工作中的幾個(gè)步驟在數(shù)控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟，這讓零件加工所需要的專業(yè)工具數(shù)量大幅下降，零件需要加工的工序和所用時(shí)間也節(jié)省出很了多，進(jìn)而大大提高所加工產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率。此外，在普通機(jī)床加工時(shí)，很多具體的工藝問(wèn)題如加工時(shí)各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等，在實(shí)際工作中都是靠工作人員根據(jù)自己的多年工作經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來(lái)解決的。傳統(tǒng)加工的工藝設(shè)計(jì)正常情況下不需要加工人員在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)做出過(guò)多的計(jì)劃，實(shí)際工作做好就可以了。而在數(shù)控加工時(shí)，每個(gè)實(shí)際工藝問(wèn)題必須事無(wú)巨細(xì)的都考慮到，而且每一個(gè)細(xì)節(jié)都必須在程序編輯時(shí)編入完全正確的加工指令，其結(jié)果也會(huì)是非常精細(xì)，這是數(shù)控加工最大的特點(diǎn)。
2.2 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)方法
工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)就是明確零件的什么部位需要數(shù)控加工，經(jīng)過(guò)什么流程，如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數(shù)控加工時(shí)確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法：按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數(shù)，節(jié)省時(shí)間，可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來(lái)確定工作步驟。在一個(gè)工序中使用同一個(gè)工作器具的全所有步驟率先集中，統(tǒng)一完成后然后再使用第二種工作器具進(jìn)行該種工作器具所要加工的所有步驟，以此類推。平面孔系零件一般使用點(diǎn)位、直線操控?cái)?shù)控機(jī)床來(lái)加工，制定加工的工作步驟時(shí)，著重于控制加工精度、成品率和加工所需時(shí)間。旋轉(zhuǎn)體類零件通常使用數(shù)控車床或磨床加工。在車床上加工時(shí)，一般加工成品冗余多，使用粗加工方法。數(shù)控車床上用到低強(qiáng)度加工器具加工細(xì)小凹槽的情況很頻繁，因此適于斜向進(jìn)刀，一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數(shù)控機(jī)床加工。方法上應(yīng)該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床在加工不規(guī)則零件的曲線輪廓時(shí)，一定要用最短的直線段或圓弧段來(lái)無(wú)限逼近零件輪廓，讓零件的誤差在合格的基礎(chǔ)上加工的直線段或弧段的數(shù)量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件：某些形狀的零件被加工時(shí)，由于零件的形狀和表面質(zhì)量等多方面問(wèn)題致使零件強(qiáng)度較差。機(jī)床的插補(bǔ)方法可以解決這一難題。在加工飛機(jī)大梁直紋曲面時(shí)，如果加工機(jī)床是三軸聯(lián)動(dòng)便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機(jī)床是四軸聯(lián)動(dòng)，則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。
2.3 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程
數(shù)控加工的一般過(guò)程要經(jīng)過(guò)閱讀零件，工藝分析，制定工藝，數(shù)控編程，程序傳輸。數(shù)控加工之前應(yīng)該繪制好零件的加工設(shè)計(jì)圖稿。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，應(yīng)該先按照之前繪制好的零件圖稿來(lái)分析零件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、幾何形狀、大小和精度要求，并采用分析結(jié)果作為確定零件數(shù)控加工工藝過(guò)程的基礎(chǔ)。確定數(shù)控加工工藝過(guò)程，要先詳細(xì)了解零件數(shù)控加工的內(nèi)容和原則;之后再設(shè)計(jì)加工過(guò)程，挑選機(jī)床和加工零件所需的器具，確定零件的加工位置和裝夾，確定數(shù)控加工中工作的步驟和順序，確定每個(gè)工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫(xiě)數(shù)控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗(yàn)等。通過(guò)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，單純的按照之前設(shè)定的數(shù)控加工程序來(lái)實(shí)際操作加工零件依然存在很多缺陷。因?yàn)槿肆ぷ骺赡軐?duì)程序的具體步驟和原理不夠明確，對(duì)編程人員的本意理解也不是很透徹，通常需要編程人員在零件加工時(shí)對(duì)加工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)，這種情況對(duì)于零件數(shù)量較少的加工狀況還能勉強(qiáng)正常工作，但對(duì)于時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)量大的生產(chǎn)情況，就會(huì)生出很多問(wèn)題。所以，編程人員對(duì)數(shù)控加工程序比較復(fù)雜和不易理解的部分進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和說(shuō)明的作用是不可小覷的，尤其是要針對(duì)那些需要長(zhǎng)時(shí)間和大批量生產(chǎn)零件的數(shù)控加工程序特別關(guān)鍵。
2.4 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
在數(shù)控加工中一定要注意并且預(yù)防工作所使用的器具在工作中和零件等出現(xiàn)不必要的摩擦，所以一定要明確的強(qiáng)調(diào)工作人員數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)編程中的加工器具的加工路線，使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置好夾緊零件的位置，如此便可以減少不必要的問(wèn)題出現(xiàn)。除此之外，對(duì)于某些程序問(wèn)題需要調(diào)整程序及加工器具路線和位置時(shí)必須事先告知操作人員，以防出現(xiàn)不必要的問(wèn)題。
3 結(jié)語(yǔ)
由于我國(guó)目前處在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)飛速發(fā)展階段，關(guān)于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)技術(shù)引進(jìn)速度非常迅猛，同時(shí)卻缺乏對(duì)數(shù)控加工技術(shù)操作完全了解和掌握的人才，因此加快對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的了解和學(xué)習(xí)，加大這方面人才的培養(yǎng)力度也急不可待。
參考文獻(xiàn)
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