研究基于数控加工的工艺设计原则及方法

刘思其

摘 要：基于科技水平的增强，促使国内制造业处于稳步发展的状态，特别为数控加工领域，其发展尤为客观。而工艺设计作为数控加工的基础，是通过普通工艺、計算机技术间的融合，为后续加工设计提供方向，以便更好保证其产品质量、机床运作效率。对此，本文通过对数控加工特点的思考，探讨其工艺设计原则及方法，以供借鉴。

关键词：数控加工；设计原则；工艺方法

数控技术即为在数字化的支撑下，对机械设备予以有效控制的技术手段，即借助数字、符号、文字间的组合，构成执行指令，再对相关设备加以控制的方式。该种技术的使用，不仅可对机械加工过程中的工艺问题施行处理，还比传统加工技术存在极高的运作效率、准确性。对此，若要更好增强数控加工的运作效率和工作质量，则可在精准把控其加工设计原则的同时，对指令编辑方式予以改进，否则难以达到预期效果。

1 对数控机床的思考

按照控制功能，可将其分为点位控制、直线控制、轮廓控制数据机床等。即点位控制数控机床，多在平面内孔加工中常见，包含数控钻、冲床、镗及三坐标测量机等设备；直线控制数据机床，作为简易性数控车，可对台阶轴予以加工，属于现代组成机床的核心；轮廓控制数控机床，存在极强的多轴联动性，涉及平面轮廓、空间轮廓控制数控机床等。

另外，还可依据进给伺服系统，将数控机床分为开环数控机床、半闭环数控机床、闭环数控机床等；依据工艺通途，可分为切削加工类机床、成形加工类机床、特种加工类机床。但是，无论是何种机床，在精度项目检测中均涉及几何精度（精密水平仪、直角尺、精密方箱和平尺、测微仪、千分表、高精度主轴心棒）、切削精度、定位精度等，且按照《金属切削机床精度检测通则》（JB2670-82）执行各类操作。

2 数控加工工艺设计的特点

笔者通过对数控加工工艺设计现状的思考，结合其作业流程，将其设计的特点总结为内容复杂、过程繁杂两点。具体表述如下：

首先，内容复杂。伴随数控加工工艺技术的优化改善，其和工艺设计内容的把控存在必然联系。即由于数控加工工艺设计的内容相对复杂、严谨，相关人员应在熟练掌握各项数控加工技术的同时，具备较强的应变能力，以此促进自身工作效率的提高。此外，数控加工工艺设计过程中，往往需要人员实践经验、知识储备的支撑，即在处理各项问题的前提下，能够读其工艺设计加以创新，满足其运作效率最优化的目的。

其次，过程繁杂。对于数控加工工艺来讲，其设计因素相对较多，不仅包含零件、工具的检查，还要求对相关图纸的合理性与科学性予以审查，以便能够保证在工作中达到万无一失的标准，而这也在某种程度上证明数控加工工艺的冗杂性。例如：在日常工作中，不仅要对相关人员的工作态度、工作经验加以考核，还要求其掌握数控加工的编程问题，如零件大小和尺寸是否合格；是否能够满足成本最低的标准；是否可实现经济效益最大化的目标。

3 数控加工工艺设计的原则

3.1 设计分析

可行性：数控加工前期准备中，应做好其工艺性的思考，即以合理性、可行性为导向，为数控加工后续作业奠定基础。特别为数控加工的可行性，作为工艺设计的前提与基础，对数控加工各项工序和过程的落实存在推进作用。对此，在鉴别数控加工可行性的同时，应满足以下标准：依据相关标准，对零件予以科学分类，且坚守质量最高的原则；精准挑选零件，对其进度、复杂程度加以审核。

方便性：在数控加工工艺设计期间，应对其方便程度加以思考。即在方便性分析中，应遵循以下程序：对零件图纸处涉及的尺寸数据予以计算，鉴别其是否和编程方便性标准相吻合；鉴别零件边缘处设计图形条件是否和预期标准相契合；鉴别图纸尺寸处的注释方式是否准确。

3.2 原则

先粗后精：无论是数控机床加工，还是传统机床加工，均应在零件设计中按照粗加工、半精加工、精加工的原则，使其能够在逐步增强加工精度的前提下，保证加工零件、零件图间的吻合性，以此满足预期加工设计的质量标准。即在粗加工时，将“生产率”纳入准绳，最大限度上减少切削次数，预防人力、物力、财力等资源的浪费；半加工时，若要更好达到次表面的加工精度，则可在做好表面准备工作的同时，禁止在零件表面处存在划痕，即刀具更换时应小心谨慎；精加工时，依据相关程序加工即可。

先进后远：数控加工过程中，走刀路线的把控，应以最短为基准，通过对刀具移动距离的有效把控，使其能够对“先近后远”的原则予以科学利用。即在粗加工期间，预先加工和刀具相近部位，再逐步向远部位施行加工，不仅可对毛坯、半成品刚性予以保持，还可对其切削条件加以改善。该种原则的使用，既是对刀具移动距离的缩短，更是在增强其加工精确性的情况下，便于对零件加工质量的把控，促进相关人员工作效率的提高。

最短进给路线：是指以刀点为基准，逐步施行运动，再返回该点的加工程序期间的路线，涉及切削路径、刀具切入或切出行程等，对零件质量、效率间的把控存在极大的影响。对此，为在数控加工设计设计中，达到预期使用状态，则可依据“最短进给路线”的原则，对零件加工时的刀具类型予以选择，以便能够在科学布设进给路线的情况下，提高零件加工质量、工作效率。

4 数控加工工艺设计的方法

对于数控加工工作设计而言，不仅要对相关设计原则予以掌握，还应在融合各项设计方法的前提下，将繁琐、冗杂的工艺设计予以简化，便于掌握，以便能够对各项工作加以突破，保证数据加工设计的精准性、准确性。

4.1 路线选择

即在数控加工工艺设计方法制定中，应做好相关路线的选择。若数控车床加工的不同，决定其工艺路线的差别，往往需要借助多元化和合理化工艺的施行，为工艺设计方案的拟定夯实基础。其工作内容如下：通过对零件部位的科学把控，施行有效的数控加工流程，再借助各流程顺序的把控，绘制其工艺路线，以便能够为数控加工工艺设计工作的另行创造条件。另外，路线设定过程中，还应对其贯穿工艺整体的特性加以衡量，按照“瞻前顾后”的行为准则，将各路线具体化和详细化，以便能够在保证其有序性、清晰性的同时，保证数控加工作业的井然有序，避免各项遗漏问题的出现。

4.2 制定设计方案

针对数控加工设计方案的制定，即在满足相关工艺路线标准的情况下，对工程各方因素予以思考，特别是在车床加工过程中，则可在统筹把控各项因素与要点的同时，依据工程特点，拟定科学化、合理化意见，改进措施。例如：部分工程由于设计方案较为繁琐，零件需求量较大，则可对各零件分配状况加以思考，预防零件遗漏问题的出现；借助零件使用流程、用途间的控制，使其能够在精准控制各项设计内容的基础上，按照工程因素对相关方案加以制定，这也成为数控车床加工时的必备内容。

5 结束语

综上所述，通过和传统数据加工间的比较，可知现代数控加工技术已经显著优化，而其工艺设计也已得到改善。对此，若要更好满足相关标准，则可在数控加工设计中，切实与时俱进的行为准则，以产品质量、工作效率为导向，坚守“先粗后精”、“先近后远”、“最短进给路线”的原则，以便可在精准把控数控加工工艺设计方法的情况下，逐步增强企业的社会效益、经济效益。

参考文献

[1]刘健民.大数据时代下的数控加工工艺设计方法及研究[J].科技创新导报，2017（31）：1-2.

[2]李国发，董精华，许彬彬，等.基于贝叶斯群判断理论的数控机床装配可靠性保障方法研究[J].组合机床与自动化加工技术，2016（12）：152-156.