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數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及步驟分析論文
摘要：本文從數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)入手，著重分析了數(shù)控加工的工藝性和數(shù)控加工的設(shè)計(jì)原則，并探索了數(shù)控加工的設(shè)計(jì)步驟，以促進(jìn)數(shù)控加工工藝的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝設(shè)計(jì)；原則；步驟
工藝設(shè)計(jì)是數(shù)控加工的重要內(nèi)容，在數(shù)控加工的過程中居于重要的導(dǎo)向地位。如果設(shè)計(jì)人員沒有合理安排數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)，很容易導(dǎo)致數(shù)控加工過程中的錯(cuò)誤，增大數(shù)控加工的工作量，進(jìn)而造成材料、人力資源等資源的浪費(fèi)。因此，合理的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)是數(shù)控加工工作開展的基礎(chǔ)。因此，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)成為數(shù)控加工的首要工作，數(shù)控加工技術(shù)人員積極探索數(shù)控加工工藝的合理設(shè)計(jì)。研究數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則和步驟不僅能夠優(yōu)化數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，而且對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展有著深刻意義。
1數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)
根據(jù)數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)分析，大多數(shù)數(shù)控加工失誤是由于計(jì)算編程不細(xì)致和工藝技術(shù)考慮不周全導(dǎo)致的，因此，在數(shù)控加工設(shè)計(jì)的過程中必須注重?cái)?shù)控加工的細(xì)節(jié)，合理設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝的方案。并且，數(shù)控加工工藝具有內(nèi)容具體、工藝技術(shù)復(fù)合性強(qiáng)的特點(diǎn)。其中內(nèi)容具體主要指數(shù)控加工的工序和用具較多，需要全面考慮數(shù)控加工中每一個(gè)細(xì)致的環(huán)節(jié)。而且，數(shù)控加工的內(nèi)容比較復(fù)雜，只有將每一個(gè)加工細(xì)節(jié)做好，才能夠使所有復(fù)雜的環(huán)節(jié)整合起來，形成高效的數(shù)控加工。而數(shù)控加工的工藝技術(shù)復(fù)合性主要指在數(shù)控加工過程中需要采用攻絲、鉸、銑等多種工具，并且，數(shù)控加工運(yùn)用多種工具將各種工序集合了起來，減少了零件和夾具的使用，提高了數(shù)控加工工藝的精度和效率。另外，數(shù)控加工工藝需要做好準(zhǔn)備工作，在程序編制之前完成自動(dòng)編程或手動(dòng)編程，并作好技術(shù)準(zhǔn)備工作，合理分析數(shù)控加工過程中的技術(shù)問題，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)計(jì)的優(yōu)化。
2數(shù)控加工的工藝性分析
2.1數(shù)控加工的合理性
數(shù)控加工過程中的零件審核加工具有合理性的特征，在選擇數(shù)控加工內(nèi)容的時(shí)候需要根據(jù)工作現(xiàn)狀選擇合理的加工內(nèi)容，不能將數(shù)控加工機(jī)床當(dāng)作普通的工作機(jī)床。并且，在選擇數(shù)控加工零件的時(shí)候，不能將零件所涉及的所有內(nèi)容進(jìn)行加工，而要對(duì)其中最需要進(jìn)行數(shù)控加工的零件進(jìn)行加工。另外，數(shù)控加工的工序較為復(fù)雜，對(duì)加工工藝的精確度要求較高，需要采用合理的加工工藝和加工內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)不同的零件有著不同的技術(shù)要求，因此，數(shù)控加工事先分類加工零件，并為加工零件尋找最合適的數(shù)控機(jī)床，以提高數(shù)控加工生產(chǎn)效率。
2.2數(shù)控加工的工藝性
數(shù)控加工的工藝性具體包括數(shù)控加工的可行性和數(shù)控加工的方便性這兩個(gè)方面。因此，在數(shù)控加工之前需要事先分析數(shù)控加工的工藝性。首先，數(shù)控加工人員應(yīng)對(duì)數(shù)控加工設(shè)計(jì)圖紙中德數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷數(shù)據(jù)是否符合數(shù)控加工編程。具體來說，數(shù)控加工工藝應(yīng)合理分析數(shù)控加工圖紙的幾何元素和尺寸標(biāo)注是否合理，確保數(shù)控加工數(shù)據(jù)條件的充分性；其次，數(shù)控加工人員應(yīng)對(duì)圖紙中的加工部位和加工工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，合理掌握零件數(shù)控加工的特點(diǎn)。具體來說，數(shù)控加工技術(shù)人員應(yīng)判斷零件外形和零件內(nèi)腔的類型和尺寸，盡量選擇統(tǒng)一尺寸的零件，以減少刀具的使用，并且，數(shù)控加工人員應(yīng)對(duì)零件基準(zhǔn)定位的可靠性進(jìn)行分析，采用統(tǒng)一的定位標(biāo)準(zhǔn)，避免數(shù)控加工過程中的位置誤差；最后，數(shù)控加工人員應(yīng)對(duì)零件的精確度條件進(jìn)行分析，保證零件加工技術(shù)和加工環(huán)節(jié)的精確性。具體來說，技術(shù)人員應(yīng)充分了解零件加工過程中的工藝路線和加工工具，采用精細(xì)工藝的手法進(jìn)行數(shù)控加工。
3數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)原則
3.1一次定位原則
在數(shù)控技工的過程中，要十分注重?cái)?shù)控加工工序的集中性，最大限度地將機(jī)床加工的全部工序或大部分工序在一次加工過程中完成，以減少工件夾裝次數(shù)和機(jī)床的使用數(shù)量，減少機(jī)床加工過程中的工序誤差，提高數(shù)控加工生產(chǎn)率。并且，在數(shù)控加工中，應(yīng)在一次安裝之后再處理孔系加工，并采用連續(xù)換刀的方式來完成全部的孔系加工，消除加工過程中重復(fù)定位的現(xiàn)象。
3.2先粗后精原則
在數(shù)控加工過程中應(yīng)根據(jù)零件的剛度、精度等因素來對(duì)加工工序進(jìn)行劃分，先進(jìn)行較為粗略的加工工序，再進(jìn)行較為細(xì)致的加工工序，將粗略的加工工序和細(xì)致的加工工序分開。并且，數(shù)控加工人員應(yīng)再處理完全部粗略加工工序之后再對(duì)細(xì)致加工工序進(jìn)行精加工。另外，數(shù)控加工應(yīng)該按照由表及里的順序進(jìn)行，先進(jìn)行表面的數(shù)控加工，再進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工。
3.3由遠(yuǎn)及近原則
根據(jù)加工刀點(diǎn)和加工部位之間的距離來計(jì)算，在加工過程中一般先加工離刀點(diǎn)較近的距離，以減少刀具的空間移動(dòng)。并且，在車削的過程中要遵循先近后遠(yuǎn)的原則，保持半成品和坯件的剛性，進(jìn)而優(yōu)化其切削條件。另外，在對(duì)于鏜孔和銑平面的零件加工，需要先對(duì)銑平面進(jìn)行加工，再對(duì)鏜孔進(jìn)行加工，以避免銑平面加工過程中較大的切削力度對(duì)零件的損害，進(jìn)而保證零件的功能性。
3.4最少用刀原則
在數(shù)控加工過程中為了減少數(shù)控加工的時(shí)間和數(shù)控加工的換刀次數(shù)，需要遵循最少用刀的原則，按照所用的刀具來確定加工的步驟和加工順序。并且，數(shù)控加工技術(shù)人員需要集中同一刀具的工序進(jìn)行加工，使用同一刀具來完成加工零件的編面切削部門，減少換刀時(shí)間，避免同一把刀具的多次使用。另外，在裝夾過程中，數(shù)控加工人員應(yīng)再加工完一種刀具工序之后，再換其他刀具進(jìn)行加工。
3.5附件最少調(diào)用原則
在保證數(shù)控加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，數(shù)控加工人員應(yīng)堅(jiān)持附件最少調(diào)用原則，將涉及同一附件的程序一次性完成，并且在每次使用附件的過程中最大限度地對(duì)加工零件進(jìn)行切削，減少同一附件的多次安裝和調(diào)用。
3.6走刀最少原則
在保證數(shù)控加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，數(shù)控加工人員應(yīng)堅(jiān)持走刀最少原則，以節(jié)省數(shù)控加工的時(shí)間，減少數(shù)控加工過程中的資源消耗和刀具磨損。而數(shù)控加工過程中走刀路徑需要根據(jù)零件的輪廓確定，選擇最合理的換刀點(diǎn)和起刀點(diǎn)，合理安排走刀路線的空間銜接，最大限度地縮短走刀行程。
3.7程序段最少原則
在數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的過程中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都希望運(yùn)用最少的程序段來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工零件的控制，簡(jiǎn)化數(shù)控加工程序，在保證數(shù)控加工誤差的同時(shí)，保證數(shù)控編程效率，減少數(shù)控加工程序輸入的時(shí)間和數(shù)控加工計(jì)算機(jī)設(shè)備的內(nèi)存量。
3.8與普通工序銜接原則數(shù)控加工經(jīng)常與普通工序相交叉，這就要求數(shù)控加工與普通工具能夠?qū)崿F(xiàn)良好銜接，如果數(shù)控加工和普通工序銜接不好很容易導(dǎo)致數(shù)控加工和普通工序之間的矛盾。因此，數(shù)控加工應(yīng)堅(jiān)持與普通工序銜接的原則，使每一道工序能夠先后照應(yīng)，以達(dá)到數(shù)控加工和普通工序的要求，保證數(shù)控加工質(zhì)量。
4數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的步驟
4.1加工方案和加工方法的確定
首先，加工方法的選擇需要保證加工零件表面的粗糙程度和林間表面的精度，合理考慮加工零件的形狀和尺寸大小。例如，當(dāng)加工零件尺寸較小的時(shí)候可以選擇鉸孔，而加工零件孔徑較大則需要選擇鏜孔；其次，加工方案的確定需要考慮加工零件的表面加工和內(nèi)部加工，充分了解零件加工的要求，根據(jù)加工零件表面的粗糙程度和精度來確定合適的加工工藝步驟。
4.2加工工序的劃分
首先，數(shù)控加工需要合理劃分零件加工的工序，具體來說，零件加工工序應(yīng)采取集中性原則，盡可能在一次加工過程中完成大部分的加工工序，以節(jié)省加工時(shí)間，提高表面加工質(zhì)量；其次，工步的劃分需要充分考慮數(shù)控加工的效率和數(shù)控加工的精度，根據(jù)數(shù)控加工的精度和效率來劃分加工的步驟，保證加工步驟的合理性。
4.3刀具的確定
首先，刀具的選擇。數(shù)控加工需要充分考慮刀具的選擇，以保證數(shù)控加工質(zhì)量。為此，在編程的過程中，數(shù)控加工刀具選擇應(yīng)充分考慮零件的材料，根據(jù)零件材料來選擇合適的刀具。在生產(chǎn)過程中，要根據(jù)零件的類型來選擇刀具。例如，平面零件的輪廓加工通常采用立銑刀進(jìn)行加工，而在切削平面的過程中多采用合金刀片類的銑刀；其次，確定切削量。數(shù)控加工過程中的切削量主要包括切削速度和切削深度。其中，切削速度主要指切削過程中的運(yùn)動(dòng)大小，而切削深度主要指切削過程中的背吃刀量，合理的切削量既能夠保證切削工序質(zhì)量，又能夠減少切削時(shí)間，提高切削效率。
4.4確定對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)
首先，對(duì)刀點(diǎn)的確定。對(duì)刀點(diǎn)主要指切削過程中工件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)的選擇需要根據(jù)編程，選擇便于數(shù)據(jù)處理的地方，以減少數(shù)控加工過程中的數(shù)據(jù)誤差；其次，換刀點(diǎn)點(diǎn)的確定。換刀點(diǎn)主要指刀架轉(zhuǎn)換的位置。數(shù)據(jù)加工人員可以隨意設(shè)定換刀點(diǎn)，也可以根據(jù)零件特點(diǎn)選擇固定的換刀點(diǎn)。
4.5加工路線的確定
首先，加工路線的確定應(yīng)保證加工精度，選擇最優(yōu)加工路線來提高生產(chǎn)效率。并且，數(shù)控加工路線要根據(jù)編程的要求選擇，保證編程的方便性。另外，數(shù)控加工路線選擇需要充分考慮刀具的軸向運(yùn)動(dòng)和輔助尺寸；其次，數(shù)控加工人員應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)加工路線的合理性，避免平面零件延長(zhǎng)線上的切口和零件表面的切口痕跡，選擇零件輪廓的交叉點(diǎn)作為路線的切入點(diǎn)，以保證零件表面和輪廓的光滑性。
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