数控加工技术在印章加工中的应用

王益飞

关键词： 数控加工技术 计算机控制 加工精度 优化路径 设备优化

中图分类号： TG65 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2024）01-0082-04

近年来，随着现代科技的不断发展，数控加工技术逐渐应用于各个领域，印章加工也不例外。数控加工技术是指利用计算机控制机床进行精密加工的技术，具有高效、精准、稳定等特点。在传统的印章加工中，由于手工操作的局限性，加工精度难以保证，而数控加工技术则可以完美地解决这一问题。因此，数控加工技术在印章加工中的应用越来越广泛，不仅可以提高加工质量，还可以节约人力、物力和时间成本。

1 数控加工技术概述

1.1 数控加工技术定义

1.1.1 数控加工技术的基本原理

数控加工技术是利用计算机控制机床进行零件加工的一种现代化加工方法。其基本原理是将加工零件的三维图形信息转化为数控程序，通过计算机控制机床按照程序指定的加工路线进行自动化加工。数控加工技术的出现，极大地提高了加工效率和精度，是现代制造业不可或缺的一部分。

1.1.2 数控加工技术的发展历程

数控加工技术是随着计算机技术的发展而逐步兴起的一种新型加工技术。在20 世纪50 年代，数控加工技术开始出现，但由于计算机技术不发达，数控加工技术的应用和发展受到了很大的限制。随着计算机技术的不断进步，数控加工技术的应用范围越来越广泛，成为了现代制造业不可或缺的一种技术手段［1］。目前，数控加工技术已经广泛应用于航空、汽车、机械、模具等领域，成为了制造业的重要组成部分。

1.2 数控加工技术的优点

1.2.1 高效率

相比传统加工技术，数控加工技术的优点之一是高效率。通过数控程序的编写，可以实现自动化加工，不需要人工操作，大幅度节约了时间和人力成本。

1.2.2 高精度

数控加工技术最大优点是高精度。相比于传统机械加工，数控加工可以实现更高精度的加工，因为其采用了计算机控制，可以准确控制加工过程中的各个参数，如刀具的位置、转速、进给速度等。这使数控加工可以生产出更精确的零部件，满足更高的工业要求。这也是当前数控加工技术能在印章加工当中得到应用的一个重要因素。

1.2.3 高稳定性

高稳定性同样是数控加工技术的优点之一，它可以保证加工精度的稳定性和一致性。相较于传统的手工加工或者半自动加工，数控加工技术可以通过计算机程序控制加工过程中的各个参数和工艺，从而避免了人为操作带来的误差和变化［2］。高稳定性是数控加工技术能够广泛应用于高精度、复杂形状零部件加工的重要原因之一。

2 数控加工技术在印章加工中存在的问题

2.1 技术问题

2.1.1 加工精度不稳定

当然，数控加工技术并不是完美的，也存在各种问题，接下来将对数控加工技术中存在的问题进行探讨。在数控加工技术中存在的第一个问题就是加工的精准度是不稳定的。这主要是由于加工过程中受到多种因素的影响［3］，如加工设备、材料和刀具的不同，以及加工过程中的温度、压力等。这些因素的变化会导致加工精度的波动，从而影响加工品质和生产效率。因此，如何提高数控加工技术的稳定性和精度，是当前需要解决的重要问题之一。

2.1.2 加工效率不稳定

数控加工技术在加工效率方面存在一些问题。之所以会存在加工效率不稳定的问题，一方面，是由于编制加工程序需要时间，而且程序的调试也需要耗费一定的时间，这都会影响加工效率；另一方面，由于数控机床的加工速度和进给速度受到一定限制，加工效率也会受到影响。因此，需要进一步研究和优化数控加工技术，提高加工效率。

2.1.3 加工成本高

在实际应用中数控加工技术的加工成本往往比传统加工方式更高，这也逐渐成为了一个需要解决的问题。这是因为数控加工所需的设备和技术较为先进，需要更高的投入成本。此外，数控加工所需的材料和工具也往往较为昂贵，且加工过程中需要进行多次计算和调整，从而导致加工成本进一步提高。因此，如何降低数控加工的成本，是当前需要解决的一个重要问题。

2.2 设备问题

2.2.1 数控加工设备的价格昂贵

数控加工技术的发展受到了设备价格昂贵的制约。由于数控加工设备需要高精度、高稳定性的部件和技术，所以导致其价格相对较高。这对于一些中小型企业来说是难以承受的，即便想要应用数控加工技术也无能为力。这是不利于一些中小型企业的发展和转型的。因此，这也成为了数控加工技术在普及和推广方面的一大难题。

2.2.2 数控加工设备的维护难度大

数控加工设备的维护难度大是数控加工技术存在的一个比较明显的问题。由于数控加工设备的复杂性和精密性，设备的维护需要专业的技术人员进行操作，而这些技术人员的培养需要一定的时间和经费。此外，数控加工设备的零部件较为精细，一旦出现故障，修复难度也会较大，需要专业的技术人员进行修复，这也会导致设备维护的成本较高。因此，如何提高数控加工设备的可靠性和维护性，也成为了当前急需解决的重点问题。

2.2.3 数控加工设备的使用寿命短

由于数控设备主要由电子元器件和机械部件组成，所以其使用寿命受到多种因素的影响，如设备的制造工艺、材料质量、使用环境等。同时，由于数控设备的高精度、高速度等特点，设备运行过程中的磨损和损坏也较为常见。因此，为了提高数控设备的使用寿命，需要加强设备的维护保养，加强设备的制造工艺和材料质量控制，同时也需要在设计上充分考虑设备的可靠性和耐用性。

2.3 加工过程中的问题

2.3.1 加工精度与稳定性

數控加工技术是一种高精度的加工方法，也是印章加工中常用的一种工艺。然而，在实际的生产过程中，数控加工技术仍面临着一些问题。数控加工机床的精度和稳定性对印章加工至关重要，但在印章制作过程中，由于批量较小且客户需求多样化，因此，往往会选择一些低成本、低精度的数控设备进行加工，这导致了生产效率和印章质量难以提高。

2.3.2 设计人员理解程度不足

在印章设计阶段，由于部分设计人员对数控编程不熟悉或理解不透彻，可能会出现编程错误或路径优化不足等问题。这些问题可能导致零件制作失误、切割深度不均等，从而严重影响印章的质量。

2.3.3 加工效率及成本

印章制作往往需要考虑加工效率及成本。当采用数控加工技术时，由于机床耗能较大、切削液消耗较多等，使每个零件的成本相对较高。这就需要进行参数优化和节能减排等方面的探索，以提高印章加工效率和降低成本。

此外，在数控加工技术的发展过程中，固定加工方法和材料对印章制作产生的影响需要进一步研究。通过技术创新、设备升级、人员培训等方式，可以改进数控加工技术在印章加工中的应用，提高印章的质量和生产效率。

3 数控加工技术在印章加工中应用的优化路径

3.1 技术优化

3.1.1 加工精度提升

技术优化是指在数控加工过程中，通过对加工工艺、工艺参数、设备性能等方面的优化，提高加工效率和加工质量，降低加工成本为目的的一系列技术措施。其中，加工精度提升是技术优化的重要方面之一，通过优化加工工艺和加工参数，采取更精细的加工方式，可以有效地提升加工精度，从而提高产品的质量和竞争力。

3.1.2 加工效率提高

随着市场竞争的加剧和客户需求的不断提升，加工效率的提高已经成为企业生产经营的重要目标。通过技术创新和设备升级，可以采用更加高效的加工工艺和工具，优化加工路径，提高加工效率，实现生产效益的最大化。同时，还需要加强对加工过程的监控和管理，及时发现并解决印章加工中的问题，确保加工过程的稳定性和质量的可靠性。

3.1.3 加工成本降低

加工成本降低是数控加工技术优化路径中一个非常重要的途径，通过优化加工工艺、提高加工效率、减少废品率等手段，可以降低加工成本。其中，优化加工工艺是非常关键的一步，通过选择合适的刀具、加工参数、加工路径等来实现。此外，加强设备维护和保养，提高设备的稳定性和寿命，也可降低维护成本。这些措施有效地降低了数控加工的成本，提高企业的经济效益。

3.1.4 加工难度降低

通过对加工程序的优化和调整，使加工过程更加稳定和可靠，减少误差和损耗，提高加工質量和效率。在印章加工中，数控加工技术的应用可以使加工过程更加简单和高效，降低加工难度，提高加工质量和效率。因此，在印章加工中，应用数控加工技术是一条优化路径，可以有效地提高加工效率和质量。

3.2 设备优化

3.2.1 数控加工设备的价格降低

数控加工设备的价格降低，是设备优化的一个重要方向［4］。随着科技的不断进步和生产技术的不断提高，数控加工设备的价格也逐渐趋于合理化，从而使更多的企业和个人可以购买和使用这些设备，提高了生产效率和加工质量。

3.2.2 数控加工设备的维护简易化

数控加工设备的维护简易化，是数控加工技术在印章加工中应用的优化路径之一。通过对设备进行维护，可以提高设备的运行效率和稳定性，减少设备故障率和维修成本，从而提高生产效率和经济效益［5］。简化维护的方法包括定期检查设备的各项指标，及时清洁设备内部和外部的杂物，保持设备的良好状态，以及对设备进行定期保养和维修。同时，还可以采用智能化的维护方法，如使用远程监控技术和数据分析技术，实现对设备的远程监控和预测性维护，从而提高维护效率和精度。

3.2.3 数控加工设备的使用寿命延长

使用寿命延长是优化印章加工设备的主要方法，因为延长设备寿命可以减少设备更换的频率，降低生产成本，提高生产效率，同时也能保障印章加工的质量稳定。为了延长设备寿命，需要加强设备的维护保养，定期进行清洁、润滑和检修，及时发现和解决设备故障。同时，也需要避免过度使用或错误使用导致设备损坏。通过加强设备的维护保养和规范使用，可以有效延长数控加工设备的使用寿命，提高生产效率和经济效益。

3.2.4 数控加工设备的适用范围扩大

数控加工设备的适用范围扩大，可以实现更多种类、更复杂的印章加工。传统的手工加工或机械加工无法完成的形状和结构，数控加工设备可以通过编程和控制实现精准加工，提高加工效率和加工质量［6］。同时，随着数控加工技术的不断发展，设备适用范围也在不断扩大，可以适用于更广泛的材料和工件形状。因此，扩大数控加工设备的适用范围，是印章加工技术优化的一条重要路径。

3.3 加工过程优化

数控加工技术已经成为印章加工中最常用的工艺之一，其高精度、高效率、低成本的优点得到了广泛的认可。然而，在实际生产过程中，数控加工技术仍然面临着一些问题。如何优化数控加工技术在印章加工中的应用，提高生产效率和产品质量，是当前亟待解决的问题。

3.3.1 优化机床和刀具配备

选择合适的数控加工机床对印章制作至关重要。新型的数控机床能够自动完成编程和路径规划等复杂操作，还可以根据不同零件的需求自动调节切削速度和深度，从而提高加工的精度和效率。同时，在购买数控刀具时需要根据零件结构形状、材料硬度等因素进行选购，并在使用后定期检修或更换，以保障切削质量。

3.3.2 优化数控编程

在印章制作前，需要根据设计图纸进行数控编程。合理的编程可以保证每个零件都能够按照预定路径完成加工任务。一些常见的优化方法包括：优化刀具路径，减少切削空隙和相交问题，提高加工效率；选择最优的切削参数，如切削速度、进给量、切割深度等，以保证加工质量和生产效率；重新考虑零件结构形状，尽可能减少不必要的边缘加工，从而降低成本。

4 数控加工技术在印章加工中的应用

4.1 加工工艺分析

在程序编制之前，对程序进行处理是非常必要的，如何选择合适的数控制造技术，是实现数控制造高质量、高效率、低成本的关键。封底部件轮廓规整，待处理的每一种部件大小与表面光洁度都做了详细的标记，曲面包括凹曲线、凸曲线、外沟槽、外螺纹等。当计算机数字控制机床（Computer Numerical Control，CNC）加工的工件有较大余量和复杂的外形时，程序就变得比较麻烦了，这时就要选择组合的周期命令。当使用此命令时，只要确定了切割的工艺参数，确定了精车的路径，CNC 就能根据需要进行粗车的路径和数量，实现对工件的自动控制［7］。所以，采用组合周期的命令会极大地方便程序的编写。在实际生产中，通常使用G73 命令和G70 命令来完成高精度的工件磨削。

4.2 刀具的选择

印章零件右侧R20 凹圆弧在选择刀具时，要留意刀具的副切削刃与已加工表面之间的干扰。在必要的情况下可以用模拟仿真软件进行验证，也可以用画图的方式确保刀具选择的准确性。这种工件的外圆刀具最好选用35°或55°的锐角刀具，在对封口把手右边进行加工时，选用55°的锐利刀具T0101，适用于右边轮廓的粗加工和精加工［8］。在进行印章手柄左边的加工时，可以选用90°的外圆车刀T0202，是用来对印章手柄左边的外部外形进行车削。宽度不超过3 mm 的切槽刀T0303，是用来对凹槽进行切割的，而60°T0404 型，适用于对M22×2 的外丝线进行车切。

5 结语

总而言之，数控加工技术是一种高效、高精度、高稳定性的加工技术，已在印章加工和其他领域得到广泛应用，然而，数控加工还存在技术、设备和人才方面的问题，如加工精度不稳定和设备价格昂贵等。为了解决这些问题，需要进行技术和设备的优化。技术上需要提升加工精度、提高效率、降低成本和难度；设备上需要降低价格、简化维护、延长使用寿命和扩大适用范围。数控加工过程中需要优化机床、刀具配备和数控编程。只有通过这些优化措施才能更好地发展数控加工技术，推动制造业的高质量发展。