數(shù)控加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)化研究

王子兵

(沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所,遼寧沈陽 110035)

數(shù)控加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)化研究

王子兵

(沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所,遼寧沈陽 110035)

在航空制造中,數(shù)控機(jī)床應(yīng)用已經(jīng)非常普及。數(shù)控加工如何提高數(shù)控程序的復(fù)用性,如何提高數(shù)控加工的效率和加工質(zhì)量是數(shù)控加工中迫切需要解決的問題。數(shù)控加工中加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高數(shù)控設(shè)計程序的通用性和魯棒性,使數(shù)控程序的復(fù)用性更好,縮短了機(jī)械零部件的制造周期,提高了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和制造精度,大幅提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,降低企業(yè)的制造成本。本文通過對數(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,大幅提高數(shù)控設(shè)計的質(zhì)量和效率,通過工廠實(shí)際檢驗(yàn),在進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化改造后,數(shù)控加工質(zhì)量提高14%,數(shù)控設(shè)計加工的效率提高21%。

數(shù)控加工 加工工藝 標(biāo)準(zhǔn)化

1 引言

在航空制造工業(yè)中，大多數(shù)機(jī)械加工都是數(shù)控機(jī)床加工制造，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)是航空制造企業(yè)的核心競爭力，作為先進(jìn)的制造工藝，數(shù)控加工技術(shù)主要體現(xiàn)在數(shù)控加工設(shè)計人員的設(shè)計水平。數(shù)控加工中數(shù)控程序的編程設(shè)計人員顯得非常關(guān)鍵，人員的因素會導(dǎo)致數(shù)控加工的結(jié)果千差萬異。數(shù)控加工程序的設(shè)計質(zhì)量直接影響著零部件的建工質(zhì)量，設(shè)計較差的數(shù)控程序嚴(yán)重降低了數(shù)控加工的生產(chǎn)效率，程序的復(fù)用性較差，造成零部件毛料的浪費(fèi)，有時還會因?yàn)槌绦蛟O(shè)計的質(zhì)量問題導(dǎo)致機(jī)械加工中出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故。

數(shù)控加工如何提高數(shù)控程序的復(fù)用性，如何提高數(shù)控加工的效率和加工質(zhì)量是數(shù)控加工中迫切需要解決的問題。本文主要針對這個問題，在數(shù)控加工中把工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，主要是對數(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，通過這個方法來提高航空制造企業(yè)的零部件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2 數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化主要包括數(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。具體如圖1所示，下面詳細(xì)闡述這四個方面。

2.1 數(shù)控加工設(shè)計軟件標(biāo)準(zhǔn)化

目前機(jī)械數(shù)控加工設(shè)計軟件非常多，不同軟件之間的兼容性較差。在不同的設(shè)計軟件上進(jìn)行移植費(fèi)時費(fèi)力，在不同的設(shè)計軟件上進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換和移植，會增加數(shù)控設(shè)計程序的管理難度和出錯概率，導(dǎo)致嚴(yán)重的人力資源浪費(fèi)和效率低下。在航空制造企業(yè)內(nèi)部對數(shù)控加工設(shè)計軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，將會很好的解決不同軟件平臺程序移植問題。在企業(yè)內(nèi)部根據(jù)實(shí)際設(shè)計軟件使用情況及軟件通用性，選用通用性和使用率較高的數(shù)控設(shè)計軟件作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控加工設(shè)計軟件，在企業(yè)內(nèi)部使用唯一指定的數(shù)控加工設(shè)計軟件，將會大大提升數(shù)控加工程序設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，加快新員工的培訓(xùn)快速入門，使新員工能夠快速上手進(jìn)行數(shù)控加工程序設(shè)計，提高設(shè)計人員的設(shè)計效率。

2.2 加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)控加工中，不同的設(shè)計人員會選取不同的加工工藝參數(shù)，因人而異，這樣導(dǎo)致不同設(shè)計人員設(shè)計出來的數(shù)控加工程序加工出來的零部件參數(shù)會有差異，這樣不利于零部件的質(zhì)量提升，大大降低了機(jī)械制造產(chǎn)品的競爭力。在企業(yè)內(nèi)部，對不同加工零部件的加工工藝參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，工藝參數(shù)根據(jù)企業(yè)實(shí)際需要和機(jī)械制造的發(fā)展方向，對每一類零部件的數(shù)控加工參數(shù)進(jìn)行合理化、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)化設(shè)計，將優(yōu)化后的分門別類工藝參數(shù)制造成數(shù)控加工工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)手冊，讓設(shè)計人員有章可循，嚴(yán)格按照數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊進(jìn)行數(shù)控設(shè)計，提高設(shè)計的通用性和兼容性。

2.3 加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化

目前的數(shù)控機(jī)床大部分沒有對刀具的補(bǔ)償反饋，需要刀具和數(shù)控編程一一對應(yīng)來進(jìn)行數(shù)控加工設(shè)計制造，更換刀具需要對既有數(shù)控程序進(jìn)行重新編程，數(shù)控機(jī)床的加工刀具的選取非常關(guān)鍵，選用不同的刀具用同樣的數(shù)控加工設(shè)計程序會制造出大不同的零部件。針對機(jī)械加工需求，綜合制造材料、零部件類型和數(shù)控加工工藝分門別類進(jìn)行刀具標(biāo)準(zhǔn)化，對刀具的材料、刀具的幾何尺寸、刀具的切削參數(shù)進(jìn)行歸一化。加工某個零部件直接選取進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的刀具，在機(jī)械加工刀具標(biāo)準(zhǔn)化手冊中都會有詳細(xì)的說明和具體數(shù)控編程設(shè)計。經(jīng)過刀具標(biāo)準(zhǔn)化后，可以防止數(shù)控設(shè)計人員錯誤的將刀具參數(shù)設(shè)置錯誤，會大幅提高數(shù)控設(shè)計人員的設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。

2.4 加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)控加工工藝策略是數(shù)控加工中最為重要的部分，與數(shù)控加工的程序設(shè)計和零部件的機(jī)械加工質(zhì)量都密切相關(guān)。加工策略的選取將直接影響數(shù)控機(jī)床的使用效率和加工零部件的精度。數(shù)控加工的策略主要包括加工策略模型選擇、加工切削參數(shù)設(shè)置、切削參數(shù)的優(yōu)化、走刀路線匹配、工序步驟設(shè)計等。數(shù)控切削參數(shù)主要是切削速度、切削深度、切削寬度和給進(jìn)量的標(biāo)準(zhǔn)化。對工序的設(shè)計劃分、工序的優(yōu)先級、工序的設(shè)計路徑、工藝生產(chǎn)路線選擇等也是加工策略標(biāo)準(zhǔn)化需要考慮的方面。對加工策略的標(biāo)準(zhǔn)化，將會大幅提高加工零部件的質(zhì)量和精度。

3 結(jié)語

數(shù)控加工中加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高數(shù)控設(shè)計程序的通用性和魯棒性，使數(shù)控程序的復(fù)用性更好，縮短了機(jī)械零部件的制造周期，提高了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和制造精度，大幅提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，降低企業(yè)的制造成本。針對目前機(jī)械加工中存在的數(shù)控設(shè)計質(zhì)量不高，數(shù)控設(shè)計程序的通用性太差，數(shù)控加工的零部件精度不高，如何提高數(shù)控加工的效率和加工質(zhì)量，在數(shù)控加工中引入工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化概念，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，大幅提高數(shù)控設(shè)計的質(zhì)量和效率，進(jìn)而提高機(jī)械加工零部件的精度和加工質(zhì)量。通過工廠實(shí)際檢驗(yàn)，在進(jìn)行數(shù)控加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化改造后，數(shù)控加工質(zhì)量提高14%，數(shù)控設(shè)計加工的效率提高21%，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升明顯。

[1]楊叔子.再論先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].機(jī)械工程學(xué)報,2006 (01).

[2]周中克.數(shù)控加工工藝信息平臺[D].西北工業(yè)大學(xué),2001.

[3]陳洪濤主編.數(shù)控加工工藝與編程[M].高等教育出版社,2003.