关于制定数控实训中加工工艺标准化的思考

余姚技师学院(筹) 浙江 余姚 315400

数控加工是指编程人员按照零件的结构、尺寸、所用的材料和精度等要求,进行手工编程或在CAM软件平台上设置零件加工的工艺,包括设备、刀具、进给量、余量和加工策略等,然后生成相应的刀具路径,通过对这些刀具路径进行仿真来不断修正零件加工的工艺参数,最后导出零件加工的数控代码到数控加工机床上进行零件的加工。

目前,零件的数控编程受编程人员的影响很大,不同的学生对CAM平台的熟悉程度、个人的技术水平和经验以及知识掌握情况等方面不尽相同,同一个零件或相似零件不仅反复编程,编程质量也参差不齐,这样不但增加学生的负担,而且使得零件的可使用数控程序不断增加,已经用于加工的且验证有效地加工程序不能重复使用和继承,造成时间和材料上的浪费,从而增加实训成本,影响课堂的效率。其实,在零件的数控加工编程中其流程是比较规范,尤其是在一些结构、材料等类似的零件如内外轮廓、切槽、螺纹加中可以采用相似的加工工艺,很多时候忽视了这些零件之间在结构和工序等工艺方面的相似性和一致性,以及在工艺上应用的继承性。

数控加工作为一种自动化加工技术,其不仅精度高、零件的加工质量能够得到保证,而且其生产效率高,因此,数控加工不可避免地形成了其自身的特点:

1．数控加工工艺内容要求具体而详细;

在对零件进行数控加工时,许多加工操作都完全由数控机床根据事先规划好的加工方案来完成,方案中包括零件加工的工序、使用的刀具、加工策略以及相应的工艺参数等,因此,必须对零件的数控加工工艺进行详细的分析,然后再生成零件的加工程序。

2．数控加工工艺要求更严密而精确;

由于数控加工机床机身的特点,如加工过程人工干预少、加工精度高、质量稳定等,使得机床在加工过程中的自适应性较差,比如说在零件的数控加工过程中出现了一点问题时,则不能比较自由地人为进行调整。而且,数控加工机床是按照事先规划好的程序一条一条严格执行的,对于程序中的一点小误差都有可能导致产品或零件的加工达不到指定的要求,甚至可能会造成机械事故。

3．制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算:

在对零件进行编程的过程中,其相应的尺寸不仅与零件的几何尺寸有关,而且与零件的加工要求如尺寸公差、粗糙度和形位公差等有关,因此,必须综合考虑各方面的因素来对零件进行较为优化的设计。

4．制定数控加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响;

因为在零件的数控加工过程中,刀具从一点移动到另一点是通过插补的方式来完成,根据插补原理的知识,刀具在既定的情况下,进给速度越快,则插补后在零件表面形成的形状精度就越低,因此,在制定数控加工工艺时,需要针对不同的形状精度要求来设置进给速度,尤其是一些高精度加工要求的零件,进给速度的考虑就显得尤为重要。

5．制定数控加工工艺时对刀具的选取尤为重要;

由于数控加工刀具的规范化和标准化,对刀具的选取仅需考虑其材料、尺寸以及类型等三方面的因素,但是,目前大部分二轴或三轴联动数控加工机床刀具补偿功能缺失,因此,在对零件的数控编程过程中必须先选取刀具,然后才可以生成零件的刀具路径,若刀具选择不当,则需要重新编写程序。

6．数控加工工艺的特殊要求:

(1)因为数控加工机床具有刚度较高的特点,而且,机床加工时所使用的刀具也较普通机床的刀具好,因此,在满足加工要求的情况下,可以尽可能的增加数控加工过程中零件的切削用量,此时,机床的加工效率也会得到提高。

(2)由于数控加工多采用二轴或三轴联动的机床,零件也较为复杂,因此,在选取零件的装夹方式和设计夹具时,要综合考虑其与刀具和零件的干涉情况。

目前,在各年级各专业数控加工实训中如何建立合理有效的加工工艺来提高课堂效率是普遍存在的问题,而且,在现实的实训中还存在着数控编程不规范,因人而异,且编程质量层次不齐,本课题主要是针对这些不规范的问题而提出数控加工工艺的标准化,并建立起了一个标准化数控加工规范,通过对这个课题的研究得出了几点结论,现总结如下:

1．借助成组技术的相似性原理能够很好的将零件按照其形状特征和工序进行合理的分类,并建立起零件分类成组的相似性标准,这为数控加工工艺的标准化奠定了基础。

2．将数控加工工艺信息的标准化分为成组零件数控加工工艺过程的标准化和具体的工艺内容的标准化,其中工艺过程决定了整个零件加工所涉及到的工序,对于不同的零件工艺过程不一样,且工艺过程中的具体内容也不一样。因此,能够满足零件对标准化数控加工工艺的需要。

3．收集不同形式的工艺信息进行存储,使得质量较高的工艺信息能够相互继承和再次使用,且通过一定形式的拓展能够跨平台进行数据共享。同时,工艺信息的再次使用为零件的数控自动编程节省不少的时间,提高零件的生产效率。

4．数控加工工艺标准化的制定和实现,不仅可以使得工艺文件的管理规范化,而且,能够使优化的工艺信息得到继承。并且,能够实现对零件数控加工工艺的标准化过程。