基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究

張熾榮

【摘 要】隨著我國(guó)科技水平的逐漸進(jìn)步，我國(guó)的制造業(yè)也一同發(fā)展起來(lái)，特別是數(shù)控加工的發(fā)展?fàn)顟B(tài)非常可觀。而數(shù)控加工的第一步便是工藝設(shè)計(jì)，數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)是結(jié)合普通工藝與計(jì)算機(jī)技術(shù)的難度比較高的環(huán)節(jié)，它為數(shù)控加工的施工提供方向。為了機(jī)床的高效率運(yùn)作和提高工藝產(chǎn)品的質(zhì)量，首先應(yīng)該把數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)處理妥當(dāng)，這樣才能使數(shù)據(jù)加工工作高質(zhì)量完成，從而促進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】工藝設(shè)計(jì)；原則；方法

工藝設(shè)計(jì)作為數(shù)控加工工程重要的組成部分，對(duì)數(shù)控加工起著主導(dǎo)的作用，如果工藝設(shè)計(jì)不能安排妥當(dāng)，則因此造成施工中的錯(cuò)誤以及工作量的增加和原料的浪費(fèi)等一系列問(wèn)題。一套優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)方案是數(shù)控加工的基礎(chǔ)。

1 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

要想做好數(shù)據(jù)加工的工藝設(shè)計(jì)工作，首先要了解工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)程序相對(duì)簡(jiǎn)便，不需要復(fù)雜的勞動(dòng)力，改善了傳統(tǒng)機(jī)房工藝的內(nèi)容粗糙且繁雜的缺點(diǎn)。但是數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容的明確性也同時(shí)增加了工作的難度，很多工作人員因?yàn)椴涣私夤に囋O(shè)計(jì)的特點(diǎn)而不能準(zhǔn)確完成工作任務(wù)。

1.1 工藝設(shè)計(jì)工作內(nèi)容復(fù)雜而嚴(yán)密

一項(xiàng)數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)工作，不僅需要工作人員具有熟練的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)應(yīng)對(duì)繁瑣的工作內(nèi)容，還需要具有可以隨時(shí)處理復(fù)雜的工作帶來(lái)的突發(fā)意外的能力。數(shù)控加工的內(nèi)容很精確，往往數(shù)控車(chē)床加工具有鮮明的邏輯，所以大大提高了工作效率，但是這背后需要工作人員多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對(duì)繁瑣工作的耐心。一般來(lái)講數(shù)控加工工作效率很高，這不僅證明我國(guó)的數(shù)控加工人員有較高的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和設(shè)備的優(yōu)秀，也在很大程度上也反映了工藝設(shè)計(jì)工作的成功。只有在工藝設(shè)計(jì)工作時(shí)每一個(gè)實(shí)際問(wèn)題都被考慮周全并在程序編輯中加入了合適正確的處理指令信息，并且在設(shè)計(jì)中不斷改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)計(jì)劃，才會(huì)在數(shù)控加工時(shí)大大提高工作效率。工藝設(shè)計(jì)工作內(nèi)容需要考慮的問(wèn)題全面而系統(tǒng)，從而導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)工作內(nèi)容很復(fù)雜，這是工藝設(shè)計(jì)工作最主要的特點(diǎn)。

1.2 過(guò)程繁瑣并且需要經(jīng)過(guò)多次合理性分析和比較

數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程繁瑣，工藝設(shè)計(jì)工作需要在車(chē)床加工前期完成，需要對(duì)零件、圖紙、工具等一系列方面進(jìn)行合理的分析和研究，在每一個(gè)步驟都要經(jīng)過(guò)多次系統(tǒng)的比較最終才能確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，所以不難看出數(shù)據(jù)加工的工藝設(shè)計(jì)工作非常繁瑣。在每一步的比較和分析中，需要工作人員豐富的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和耐心。例如在零件的選擇工作上，要從可能性與便利性兩個(gè)角度來(lái)比較分析，不僅要選取大小性能合適的零件，還要使其組裝之后整體車(chē)床工作便利，除此之外，還要考慮到編程的靈活度，使選擇的零件能夠進(jìn)行有效的編程工作，最后還要考慮所選擇的零件是否能夠達(dá)到要求的精確程度，才能保證數(shù)控車(chē)床工作的正常運(yùn)行。所以數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)工作是繁瑣的，多次合理性的分析和比較也是必要的。多次的比較和分析對(duì)提高數(shù)控加工效率和優(yōu)化車(chē)床程序設(shè)計(jì)都具有著相當(dāng)重要的意義。

2 數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)的原則

數(shù)據(jù)加工的工藝設(shè)計(jì)工作不僅內(nèi)容繁瑣，過(guò)程復(fù)雜，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要遵循一定的原則來(lái)保證數(shù)控車(chē)床工作的效率。分析工藝設(shè)計(jì)要遵循的原則，就相當(dāng)于掌握了工藝設(shè)計(jì)的主要要領(lǐng)，可以應(yīng)對(duì)一般情況下的數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)。保證工藝設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，不僅能使設(shè)計(jì)方案更加簡(jiǎn)便，還能保證數(shù)據(jù)加工工作的質(zhì)量和效率。

2.1 大致上需要遵循固定的原則使工作簡(jiǎn)便化

數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使加工方便，需要遵循很多固定的原則。大體上來(lái)說(shuō)，在數(shù)控機(jī)床的零件加工順序上，要求工作人員首先加工工序集中的部位，在首次零件組裝時(shí)盡可能最大限度地完成所有部位工序的設(shè)定。在零件的加工上，要遵循先粗后精的原則，先把零件粗加工，確定零件大體的輪廓和位置，在大體成型的基礎(chǔ)上提高精度，分別進(jìn)行半精加工和精加工以保證加工質(zhì)量。在零件的加工順序上，為了提高工作效率，加工人員要按照加工位置與刀點(diǎn)的距離，遵循先近后遠(yuǎn)的原則工作，即優(yōu)先加工距離刀點(diǎn)近的部位。還有很多類(lèi)似的原則，都是大量工作人員通過(guò)實(shí)踐而得出的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，這樣的原則我們要遵循，不僅能夠大大提高工作效率，還能減少由于偶然因素而造成的誤差。

2.2 個(gè)別情況下特殊問(wèn)題需要特殊處理

雖然有很多可以使工藝設(shè)計(jì)工作變得更簡(jiǎn)便的原則，但是還存在一些特殊情況需要特殊對(duì)待和處理。工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)靈活的工作，需要工作人員制定靈活可變的方案，要以實(shí)際情況為主。有的設(shè)計(jì)方案上無(wú)法按照原則進(jìn)行，例如組裝零件時(shí)由于零件的缺失導(dǎo)致不能在首次完成所有部位工序的設(shè)定，所以就要等到以后的組裝過(guò)程中去改進(jìn)和完善。還有的設(shè)計(jì)方案如果遵循設(shè)計(jì)原則反而會(huì)使方案復(fù)雜化，例如如果在零件加工中，距離刀點(diǎn)近的部位需要相當(dāng)繁瑣的工作內(nèi)容，而距離刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位工作內(nèi)容很少，而且在距離遠(yuǎn)的部位安裝完成后會(huì)使距離近的部位的安裝更便利，這就需要工作人員先對(duì)距離刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位進(jìn)行加工。這兩種情況也不能只一味地遵循方案而不懂得靈活變通。

3 數(shù)據(jù)加工的工藝設(shè)計(jì)的方法

在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了掌握加工設(shè)計(jì)原則的同時(shí)，還需要掌握加工設(shè)計(jì)的方法，這樣才能使數(shù)據(jù)加工的工藝設(shè)計(jì)從繁瑣復(fù)雜變得易于掌握，面對(duì)一項(xiàng)難度系數(shù)很高的工作，只有想出辦法層層突破，才能全面掌握工藝設(shè)計(jì)工作。努力設(shè)計(jì)出易于操作的工藝方案，才能提高數(shù)據(jù)加工工作的準(zhǔn)確度。

3.1 根據(jù)工藝路線確定合適的方法

工藝設(shè)計(jì)方法的設(shè)定，首先要根據(jù)工藝路線來(lái)選擇。工藝路線不相同的數(shù)控車(chē)床加工，所對(duì)應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)方法必然會(huì)有很大差異，所以根據(jù)工藝路線來(lái)選擇工藝設(shè)計(jì)方法是制定工藝設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)。工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)就是明確零件的什么部位需要數(shù)控加工，經(jīng)過(guò)什么流程，如何確定這些流程的前后順序等等，而明確這些工作任務(wù)都需要熟悉數(shù)據(jù)加工的工藝路線。而工藝路線的設(shè)定，也需要經(jīng)過(guò)細(xì)致的分析和研究。由于工藝路線具有貫穿整個(gè)工藝的特點(diǎn)，所以在制定工藝路線時(shí)需要瞻前顧后考慮多方面因素，把路線中的每一步都具體化，這樣才能使工藝設(shè)計(jì)的確定變得清晰有序，從而使數(shù)控加工工作的開(kāi)展和實(shí)施變得周全和井然有序，不會(huì)遺漏每一個(gè)細(xì)節(jié)。

3.2 綜合工程本身各方面因素而設(shè)計(jì)不同的方案

數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)方案的制定，除了考慮工藝路線以外，還需要綜合工程本身其他各方面的因素。車(chē)床加工過(guò)程中可能發(fā)生的情況很多，在工藝設(shè)計(jì)工作的實(shí)施中一定要盡可能考慮周全，詳細(xì)分析工程本身的特點(diǎn)，對(duì)待可能發(fā)生的問(wèn)題要提出合理化的建議和改善問(wèn)題的措施。例如，有的工程相對(duì)繁瑣，需要零件數(shù)量多，這就需要在工藝設(shè)計(jì)中要著重考慮各個(gè)零件的分配情況，避免出現(xiàn)零件使用上出現(xiàn)遺漏情況，還有的工程零件的加工順序更重要，所以在設(shè)計(jì)中要著重分析零件的使用用途從而確定使用順序使施工便利。在數(shù)控車(chē)床的施工前，仔細(xì)考慮各個(gè)方面的內(nèi)容，綜合工程本身的因素而制定出最合理的設(shè)計(jì)方案，這對(duì)數(shù)據(jù)車(chē)床的加工時(shí)是極為必要的。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)科技水平的不斷進(jìn)步，大大促進(jìn)了機(jī)械業(yè)的發(fā)展。而數(shù)控加工技術(shù)作為機(jī)械業(yè)的主要技術(shù)之一，更受到了我國(guó)政府的支持和重視。數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)是工藝設(shè)計(jì)，做好工藝設(shè)計(jì)工作，是提升數(shù)控車(chē)床加工效率和質(zhì)量的保障。研究工藝設(shè)計(jì)的原則和方法，對(duì)完善數(shù)控加工技術(shù)以及機(jī)械行業(yè)的發(fā)展都具有著重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]覃嶺.數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)[M].重慶大學(xué)出版社，2010.

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[責(zé)任編輯：王楠]