嚴(yán)婷婷

1 數(shù)控加工工藝的特點和流程

1.1 數(shù)據(jù)加工工藝的特點

進(jìn)行數(shù)據(jù)加工工藝的具體操作過程中當(dāng)零件的形狀復(fù)雜時只需要對零件的加工程序進(jìn)行修改[1]。因此，可以大幅度降低工裝數(shù)量。在進(jìn)行數(shù)控加工過程當(dāng)中，采用數(shù)控加工工藝可以有效保障加工質(zhì)量以及精確度[2]。

1.2 數(shù)控加工工藝流程

數(shù)控加工工藝需要采用計算機進(jìn)行編程，而計算機編程是進(jìn)行數(shù)控加工工藝的關(guān)鍵一環(huán)[3]。在編程之前，還需進(jìn)行重組的準(zhǔn)備工作以及編程后要進(jìn)行一系列的后續(xù)工作，方可保證數(shù)控加工工藝質(zhì)量[4]。

2 數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)過程設(shè)計

2.1 標(biāo)準(zhǔn)工藝過程的設(shè)計方法

在進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)過程設(shè)計時常用的方法有復(fù)合路線法以及復(fù)合零件法。其中復(fù)合零件法是根據(jù)不規(guī)則的零件進(jìn)行分組之后選擇較為復(fù)雜的工藝路線將這一路線作為典型路線[5]，并在此基礎(chǔ)上整合一系列的工序，進(jìn)而形成數(shù)據(jù)加工路線。復(fù)合零件法是指通過符合疊加各個零件的組合要素，并在此基礎(chǔ)上施加工藝的方式，零件要素可以是人為虛擬模型也可以是實際存在的模型，這兩類模型均被稱之為加工要素[6]。而通過數(shù)控加工工藝來進(jìn)行操作過程當(dāng)中，復(fù)合零件可以應(yīng)用于相同類型的全部零件加工當(dāng)中，但是在進(jìn)行新零件的加工過程并不需要將零件的內(nèi)容進(jìn)行剔除，而是需要選擇更具針對性的加工工藝，進(jìn)而可以完成零件的工藝標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計[7]。

零件的尺寸特征以及結(jié)構(gòu)加工的具體要求均對數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化具有直接影響。通常情況下，零件的加工特征包括：形狀特征、精度特征、制造資源特征、材料特征以及工藝特征等幾個方面[8]。在進(jìn)行零件加工時其特征表現(xiàn)主要包含加工要求和加工方兩個層面。在進(jìn)行不同特征的零件加工時所選用的工藝流程也不盡相同。零件加工工序又包括清角類以及續(xù)粗類。清角類工序主要應(yīng)用于具有槽特征的零件加工過程中。續(xù)粗的工序應(yīng)用于平頂直側(cè)類存在凸臺時的零件加工中。為了實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)對加工過程中的工序工步、走刀路線以及工藝參數(shù)等進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。比如在進(jìn)行平頂直側(cè)類零件的加工時，由于該類零件的底面以及側(cè)面均為直平面，且兩面相互垂直，因此在進(jìn)行平頂直側(cè)類零件的加工過程中，其標(biāo)準(zhǔn)化流程如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化流程

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工藝過程設(shè)計

復(fù)合路線法進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計具有十分廣泛的應(yīng)用，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化過程當(dāng)中操作人員會將加工工序時間最長、工藝最為復(fù)雜的路線作為典型的路線以及標(biāo)準(zhǔn)的工藝參考。在數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化操作的過程當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)具體實際情況對典型路線的適當(dāng)增減，進(jìn)而促進(jìn)數(shù)控加工工藝的有效實施。復(fù)合路線法能夠?qū)⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動保存，并將所有數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，在后續(xù)加工過程中相同類型的零件加工就可以自動從施工工藝操作當(dāng)中進(jìn)行實施，進(jìn)而可以有效提高數(shù)控加工效率。

3 數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容設(shè)計

在進(jìn)行零件加工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照零件的特點和加工工藝來進(jìn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)劃分方法的確定。上文已經(jīng)提到進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化包括復(fù)合線路法以及復(fù)合零件法兩種。采用符合零件路線法進(jìn)行零件加工過程中，其零件需要滿足以下兩個特點：第一，加工的工序差異較大；第二，加工的工藝流程較長，只有具備了上述兩個特征，方能滿足數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。比如采用復(fù)合路線法進(jìn)行成數(shù)控零件加工工藝時的標(biāo)準(zhǔn)化流程如下。

3.1 加工定位

加工定位是進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一。因此，在加工定位時首先應(yīng)確定零件加工的基準(zhǔn)。在進(jìn)行零件加工過程中為了有效確定零件的點、線、面的位置，需要選擇參照物作為基準(zhǔn)。其次，進(jìn)行基準(zhǔn)定位對于零件加工工序的規(guī)劃以及實施都具有直接的重要影響，對于零件加工質(zhì)量具有直接關(guān)系。因此，應(yīng)提高基準(zhǔn)定位的精確度。在進(jìn)行基準(zhǔn)定位過程當(dāng)中，首先應(yīng)對毛坯表面進(jìn)行定位，之后合理的規(guī)劃零件的加工區(qū)域。在進(jìn)行零件的加工時由于曲面類型具有多樣化的特點，而曲面的復(fù)雜程度與零件的加工工藝復(fù)雜度具有直接的關(guān)系，想要合理規(guī)劃零件的加工區(qū)域就必須提高工作人員的綜合素質(zhì)水平。

3.2 加工策略

第一，應(yīng)合理確定加工工序。目前加工工藝包括精加工和粗加工兩種方式。一般情況下，在進(jìn)行數(shù)控加工工藝過程當(dāng)中都是由粗到精的方式來進(jìn)行層切。一般情況下，加工工序以粗加工——粗基準(zhǔn)加工——精基準(zhǔn)加工——精加工的過程為標(biāo)準(zhǔn)的。除此之外，加工策略的選擇對于數(shù)控加工的走刀路線具有十分重要的影響。因此，只有合理確定加工策略方可有效保證施工路線的準(zhǔn)確性，進(jìn)而方能保證數(shù)控加工工藝質(zhì)量。當(dāng)所選擇的加工策略合理時就能夠有效節(jié)約加工時間，進(jìn)而提升加工效率，不同區(qū)域及精度要求對應(yīng)的加工策略如圖2所示。

圖2 加工策略

3.3 加工工具

加工工具的選擇對于數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化具有十分重要的影響，能夠直接影響加工工藝的質(zhì)量。因此，為了有效保證數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，對刀具的參數(shù)類型以及材料進(jìn)行合理確定。第一，數(shù)控加工刀具材料包括涂層硬質(zhì)合金鋼、硬質(zhì)合金鋼以及高速鋼等多種類型。高質(zhì)量的數(shù)控加工刀具能夠提高堅硬零件層切的準(zhǔn)確性；第二，常用的加工工具包括圓角端銑刀、端銑刀以及球頭刀幾種類型，由于加工工具的規(guī)范化，使得數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化得以有效實現(xiàn)；第三，在進(jìn)行刀具參數(shù)的設(shè)置過程當(dāng)中，主要包括走刀區(qū)域、顏色選擇以及路線設(shè)計等多個方面。對于不同零件的數(shù)控加工應(yīng)設(shè)置不同的參數(shù)，進(jìn)而保證數(shù)控加工的質(zhì)量。

3.4 工藝參數(shù)

工藝參數(shù)的合理設(shè)置是進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵內(nèi)容，包括深度、速度以及程度等多個方面。第一，刀具的材料對于零件加工過程當(dāng)中的切削速度具有直接影響。因此，較硬材質(zhì)的刀具可以用于加工質(zhì)地較硬的零件。而當(dāng)零件的硬度較小時就可以根據(jù)實際情況適當(dāng)提高切削的速度。第二，根據(jù)零件的加工深度精度的變化應(yīng)不斷地降低切削的深度。第三，在進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)置時應(yīng)根據(jù)進(jìn)給量加以確定。通常情況下，應(yīng)在總結(jié)過去經(jīng)驗的基礎(chǔ)上來進(jìn)行數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。

4 數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展方向

4.1 模糊控制技術(shù)在數(shù)控加工工藝中的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)是在原有的理論基礎(chǔ)之上使用語言及推理進(jìn)一步完善智能技術(shù)。模糊本身是具有不確定概念的，是人類根據(jù)現(xiàn)實情況或者自身實踐經(jīng)驗得到的不十分清楚確定的判斷，并不一定是最真實準(zhǔn)確的事實，但是對行為的執(zhí)行能夠提夠一定的參考價值。但是這種模糊控制在數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化中得到應(yīng)用可以有效提高工藝的標(biāo)準(zhǔn)化程度，能夠減少工作的時間。模糊控制在數(shù)控加工中的應(yīng)用主要依據(jù)是人類的思維能力及推理能力，因此此項技術(shù)可以算是一種模擬人類思維行動的技術(shù)，因此提高了自動化的管理程序的運行。此系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣虞斎胂到y(tǒng)內(nèi)的模糊量主動進(jìn)行模擬的推理工作，并且執(zhí)行有效的決策控制，在模擬中能夠得到模糊數(shù)據(jù)，工作人員可以以模糊數(shù)據(jù)作為參考更快更好地對數(shù)控加工的運行得到了解。模糊數(shù)據(jù)在理論上是有不確定因素，但是得到數(shù)據(jù)的推理和思維過程卻是科學(xué)的，這也是保證模糊數(shù)據(jù)具有很高地參考價值的依據(jù)，這些數(shù)據(jù)還是有很高價值存在的。正是因為這種不確定因素可以使人類的思維得到解放，可以更好地發(fā)揮自己的想象，對于數(shù)控加工中無法解決的問題得到解決辦法。

4.2 專家系統(tǒng)在數(shù)控加工工藝中的應(yīng)用

專家系統(tǒng)能夠?qū)?shù)控加工的自動化專家智能控制運用專家兩個字來形容，主要還是由于它的功能和對數(shù)控加工中經(jīng)常出現(xiàn)的情況解決的能力變得比以前更加強大。例如數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化過程中經(jīng)常會遇到各類問題，但是工作人員可能由于某些因素?zé)o法及時的出現(xiàn)解決，將專家系統(tǒng)引入到智能化控制之后，系統(tǒng)能夠?qū)λ霈F(xiàn)的問題在第一時間內(nèi)自動做出解決，此系統(tǒng)不僅能夠?qū)夹g(shù)問題做出更好的解決辦法，還能夠?qū)⑾到y(tǒng)快速的恢復(fù)，提高數(shù)控加工工藝的效率和標(biāo)準(zhǔn)化程度。

4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)控加工工藝中的應(yīng)用

人類的神經(jīng)是人類完成思維及各種社會活動最主要的條件，如果人類失去神經(jīng)將無法存活。目前很多專家就根據(jù)這種現(xiàn)象開始了對神經(jīng)系統(tǒng)的研究，并且發(fā)明了模擬神經(jīng)系統(tǒng)的軟件，稱之為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這個系統(tǒng)在很多行業(yè)中得到了應(yīng)用，正處在不斷完善的階段，目前在計算與模型構(gòu)造方向進(jìn)步神速。數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化也可以應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這項計算能夠提高數(shù)控加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化程度，對零件的加工將更加精確。

5 結(jié)論

數(shù)控加工工藝不僅可以處理常規(guī)的幾何形面，而且能夠?qū)Σ灰?guī)則形面進(jìn)行加工處理。當(dāng)進(jìn)行小批量以及多品種生產(chǎn)時采用數(shù)控加工工藝其效率更高、效果更加顯著、適用范圍也更加廣泛。當(dāng)數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化得以提升，就能有效提升加工速度與零件質(zhì)量。數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化正向著多維方向發(fā)展，通過采用先進(jìn)的方法能夠有效提高數(shù)控加工工藝的自動化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化。

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