梁保然

摘要 本文主要圍繞數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容，重點分析了數(shù)控加工工藝的特點、數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化存在的問題以及數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的途徑，以期能為相關(guān)部門的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù)；加工工藝；標(biāo)準(zhǔn)化

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床加工制造因其特有的核心競爭力被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工中。數(shù)控加工作為先進(jìn)的制造工藝，設(shè)計人員水平的高低決定著數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)劣。人員的因素會導(dǎo)致數(shù)控加工結(jié)果出現(xiàn)各種差異，因為數(shù)控程序編程人員是數(shù)控加工的關(guān)鍵因素。數(shù)控加工程序的設(shè)計質(zhì)量對零部件的加工質(zhì)量具有直接影響，數(shù)控加工效率會因設(shè)計較差的數(shù)控程序而嚴(yán)重降低，從而造成程序具有較差的復(fù)用性，浪費大量毛料，嚴(yán)重情況下還會造成安全事故的發(fā)生。因此，需要盡快實現(xiàn)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化，使制造企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大幅提高。

1.數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國通過長期實踐已具有相對完善的數(shù)控加工工藝。其中包括以下6個方面的內(nèi)容：

1）經(jīng)過分析和研究零件，判斷其零件的加工生產(chǎn)能否在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，隨后將加工工序方案制定出來。

2）對零件的工程圖紙進(jìn)行設(shè)計和分析，對零件加工內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行確定，對零件的加工方案、加工路線以及工序流程進(jìn)行分析。

3）初步設(shè)計零部件的數(shù)控加工工藝，在加工工藝中確定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工序劃分，確認(rèn)參數(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)材料、工具。

4）生產(chǎn)試運行，根據(jù)實際加工需求適當(dāng)調(diào)整數(shù)控加工工序。另外及時調(diào)整相關(guān)刀具、材料以及技術(shù)指標(biāo)。

5）對編程中存在的誤差進(jìn)行分析，并通過適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整來修正和控制誤差。

6）對工藝文件進(jìn)行相應(yīng)的編著，有效處理機(jī)床的輸入編程。

2.數(shù)控加工工藝的特點

自動化加工作為制造業(yè)生產(chǎn)的新技術(shù)，數(shù)控加工其精度較高、質(zhì)量較好且效率較快，能夠很好地適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需求。

1）具有詳細(xì)具體的內(nèi)容要求。施工以前具體詳細(xì)地規(guī)劃了零部件的加工方案、技術(shù)指標(biāo)、工藝參數(shù)等。

2）具有嚴(yán)密且精確的要求。數(shù)控加工過程中，很少出現(xiàn)人為干預(yù)，具有較快的生產(chǎn)速度。大量產(chǎn)品可能會因為一條指令的錯誤而全部作廢，嚴(yán)重情況下會損壞機(jī)床自身。同時數(shù)控加工系統(tǒng)具有較長的自適應(yīng)機(jī)制，即使出現(xiàn)問題也很難迅速進(jìn)行調(diào)整。所以，數(shù)控加工技術(shù)具有更加精細(xì)和準(zhǔn)確的要求。

3）具有具體的工藝設(shè)計要求。工藝設(shè)計過程中，需要將相關(guān)的數(shù)學(xué)處理融入到零件圖形中，在編程過程中對零部件所需要的設(shè)定值進(jìn)行計算。

4）具有嚴(yán)格的刀具選取要求。現(xiàn)如今，大部分機(jī)床的刀具補償機(jī)制尚不完善，根據(jù)編程要求選取對應(yīng)的刀具，如果刀具出現(xiàn)變更，則需要對編程進(jìn)行重新規(guī)劃。因此在對刀具進(jìn)行準(zhǔn)確選擇時需要對材料、工藝和類型進(jìn)行綜合考慮。

3.數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化存在的問題

在數(shù)控編程中，很多問題的出現(xiàn)都是因為編程人員經(jīng)驗不足和知識缺乏造成的，編程人員素質(zhì)參差不齊導(dǎo)致數(shù)控程序出現(xiàn)較大的差異，有些程序出現(xiàn)問題后造成零件達(dá)不到加工的要求，這不但使生產(chǎn)效率有所降低，同時也無法保證零件的加工質(zhì)量。另外，一些加工單位沒有繼承和重復(fù)使用比較優(yōu)秀的數(shù)控程序，導(dǎo)致堆積大量的工藝文件，對工藝文件的規(guī)范管理造成不利影響，使管理成本有所增加。上述問題的出現(xiàn)，主要原因是沒有合理利用零件的優(yōu)秀數(shù)控加工工藝。在實際編程中，零件數(shù)控加工編程具有比較規(guī)范的流程，而且能夠重復(fù)使用編程時所涉及的優(yōu)秀工藝信息，比如電極、攘件等結(jié)構(gòu)材料的加工均可重復(fù)使用，有些時候加工單位對零件之間的結(jié)構(gòu)和工序等方面相似性有所忽視，導(dǎo)致優(yōu)秀工藝得不到繼承。

4.數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的途徑

所謂的數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化，主要是指分析零件工藝、設(shè)定零件參數(shù)、確定加工刀具以及確定工序流程時利用標(biāo)準(zhǔn)化的理論和方法進(jìn)行一體化和規(guī)范化處理。標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的是對類似或相同要求下的零件進(jìn)行高效、大量的生產(chǎn)，不但能夠避免工藝多樣化造成的損失，而且可以使生產(chǎn)效率得到提高。下面主要圍繞四個方面進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的方法分析。

1）加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。在進(jìn)行數(shù)控加工時，加工工藝參數(shù)會因設(shè)計人員的不同而出現(xiàn)不同的選取結(jié)果，這就造成數(shù)控加工程序加工出來的零部件會因不同設(shè)計人員的設(shè)計而出現(xiàn)不一樣的參數(shù)，這樣進(jìn)一步降低了零部件的施工質(zhì)量，同時使機(jī)械制造產(chǎn)品的競爭力大幅下降。對于加工企業(yè)來說，需要根據(jù)機(jī)械制造發(fā)展方向和實際需求對于不同的加工工藝參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，不斷優(yōu)化設(shè)計各類零部件的加工參數(shù)，在對工藝參數(shù)全面優(yōu)化后進(jìn)行匯總，制定出參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)手冊來規(guī)范數(shù)控加工工藝參數(shù)，使設(shè)計人員在數(shù)控設(shè)計時能夠根據(jù)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊進(jìn)行，從而使設(shè)計的兼容性和通用性大幅提高。

2）加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化。在數(shù)控加工中，數(shù)控加工工藝策略是最為重要的部分，與零部件的機(jī)械加工質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系，影響著數(shù)控加工的程序設(shè)計。加工零部件的精度和數(shù)控機(jī)床的使用效率受加工策略選取的直接影響。其中，設(shè)置加工切削參數(shù)、匹配走刀路線、選擇加工策略模型、優(yōu)化切削參數(shù)以及設(shè)計工序步驟等內(nèi)容均屬于數(shù)控加工的策略。與此同時，加工策略標(biāo)準(zhǔn)化還需要對工序的設(shè)計路徑、設(shè)計劃分、生產(chǎn)路線選擇、優(yōu)先級進(jìn)行綜合考慮，實現(xiàn)加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化，能夠使加工零部件的質(zhì)量得到保障，使零件精度大幅提高。

3）數(shù)控加工設(shè)計軟件標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)如今，國內(nèi)有非常多的機(jī)械數(shù)控加工設(shè)計軟件，不一樣的軟件之間具有較差的兼容性。將一個設(shè)計軟件移植到另一個軟件需要耗費大量的人力和時間，軟件程序在不同的設(shè)計平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)換會提升程序的出錯概率，使數(shù)控設(shè)計程序的管理難度大幅增加，大大降低工作效率，浪費人力資源。在加工企業(yè)內(nèi)部對數(shù)控加工設(shè)計軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，能夠使不同軟件平臺程序移植問題得到很好的解決。軟件的使用情況及通用性根據(jù)實際情況在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計，企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控加工設(shè)計可以選用具有較高使用率和通用性的軟件，將唯一指定的數(shù)控加工設(shè)計軟件應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部，能夠使數(shù)控加工程序設(shè)計質(zhì)量和效率大大提升，對新員工加快入門培訓(xùn)，使新員工能夠?qū)?shù)控加工程序設(shè)計快速上手，從而使設(shè)計人員的設(shè)計效率得到提高。

4）加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化?，F(xiàn)如今，大部分機(jī)床缺少刀具的補償反饋功能，加工所用的刀具需要對應(yīng)著編程進(jìn)行設(shè)置，如果刀具出現(xiàn)變更，則需要對程序進(jìn)行重新編寫，因此加工刀具的選取在數(shù)控機(jī)床中極其關(guān)鍵，將相同的數(shù)控加工設(shè)計程序應(yīng)用到不同的刀具中，所制造出的零部件也大不相同。加工企業(yè)需要根據(jù)機(jī)械加工的需求，實現(xiàn)加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化，對刀具的幾何尺寸、材料以及切削參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計。加工過程中，可以將標(biāo)準(zhǔn)化后的刀具直接應(yīng)用于某個零部件加工中，另外詳細(xì)的說明和具體數(shù)控編程設(shè)計都可以在機(jī)械加工刀具標(biāo)準(zhǔn)手冊中查出。通過對刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，能夠減少刀具參數(shù)錯誤的問題出現(xiàn)在數(shù)控加工設(shè)計中，可以使數(shù)控設(shè)計人員的設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量大幅提高。

5.結(jié)論

通過以上內(nèi)容能夠看出，數(shù)控加工在現(xiàn)代制造行業(yè)中應(yīng)用的越來越廣泛。針對目前數(shù)控加工工藝中存在的通用性差、質(zhì)量較差、精度偏低以及效率不高的問題，將標(biāo)準(zhǔn)化概念引入數(shù)控加工工藝中能夠很好地解決上述問題。通過對數(shù)控加工設(shè)計軟件標(biāo)準(zhǔn)化、加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化和加工策略標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面的標(biāo)準(zhǔn)化改造，能夠使數(shù)控設(shè)計的效率不斷提高，使產(chǎn)品加工質(zhì)量得到保障，進(jìn)而使機(jī)械加工零部件的精度更加精確。與此同時，通過對加工工藝的研究能夠使企業(yè)以往的工藝信息和資源得到有效挖掘，使企業(yè)的生產(chǎn)工藝得到優(yōu)化，另外能夠防止零件加工工藝因編程人員的調(diào)動而不斷增加，從而使企業(yè)的工作效率得到提高，大大降低了企業(yè)生產(chǎn)的成本，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升明顯。