數(shù)控加工工藝標準化的研究

陳振國

（天津職業(yè)大學機械工程實訓中心，天津 300410）

數(shù)控加工工藝標準化的研究

陳振國

（天津職業(yè)大學機械工程實訓中心，天津 300410）

數(shù)控加工工藝是社會經濟快速發(fā)展的產物，建立在科學技術水平不斷提升的基礎上。標準化生產一直是社會各行業(yè)追求的目標，標準化生產的實現(xiàn)不僅可以提升企業(yè)的生產效率，還可以增強企業(yè)的競爭力，保證企業(yè)在激烈的市場競爭占據(jù)有利位置。本文首先闡述了數(shù)控加工工藝的特點和流程，然后分析了數(shù)控加工工藝存在的問題，最后重點探討了數(shù)控加工工藝標準化設計。

數(shù)控加工；加工工藝；標準化

企業(yè)要想在激烈的市場競爭中占有一席之地，必須要從自身實際出發(fā)，提升綜合實力。新時期以來，數(shù)控加工工藝企業(yè)的發(fā)展異常迅猛，在科學技術的帶動下，數(shù)控機床在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演的角色越來越重要，這就催生了一大批現(xiàn)代制造企業(yè)，使得市場競爭加劇。標準化的數(shù)控加工工藝作為現(xiàn)代企業(yè)追求的目標，制造業(yè)應當意識到數(shù)控加工工藝標準化對自身發(fā)展的意義，通過各種合理手段實現(xiàn)數(shù)控加工工藝的標準化。

1 數(shù)控加工工藝的特點和流程

1.1 數(shù)控加工工藝的特點

現(xiàn)代制造業(yè)中，數(shù)控加工工藝技術的應用，可以最大限度地減少工裝數(shù)量，提高生產的效率。比如在對復雜零件修改的時候，數(shù)控加工工藝處理方法的應用，只需要修改其零件的加工程序，不需要“傷筋動骨”。在進行加工處理的時候，加工的質量必須要得到保證，通過數(shù)控加工工藝處理方法的應用不僅可以保證加工的質量，還可以提高加工的精準度。在解決機床型面，數(shù)控加工工藝處理方法除了能夠解決常規(guī)型面之外，還能夠解決一些非常規(guī)型面，提高了生產效率，適用性非常廣泛。

1.2 數(shù)控加工工藝的流程

數(shù)控加工工藝的應用離不開編程的應用?，F(xiàn)階段，絕大部分企業(yè)在數(shù)控加工工藝過程中采用的是計算機編程。在數(shù)控加工工藝處理方法的應用中，計算機編程的意義重大，是數(shù)控加工工藝的重要一環(huán)。當然，數(shù)控加工工藝中，計算機編程的作用巨大，但除了計算機編程之外，還需要做好編程之前的準備工作以及編程后的后續(xù)工作。也就是說，數(shù)控加工工藝的流程具有系統(tǒng)性、程序性的特點，在實際的操作過程對技術人員的技術要求非常高，這也從側面反映了數(shù)據(jù)加工工藝的重要性。

2 數(shù)控加工工藝存在的問題

2.1 缺乏可循的標準

數(shù)控加工工藝制定流程沒有標準作為參照，數(shù)控編程受到技術人員的主觀因素影響較大，由于不同的技術人員其認為的工藝標準不一樣，這就使得數(shù)控工藝產品在生產過程中存在不同的規(guī)格，質量各不相同，容易出現(xiàn)不合格產品。最為關鍵的是，沒有標準可依，容易造成工藝文件的堆積，造成材料浪費，還增加了加工的成本。以電極、鑲件等零部件為例，這些零部件存在著相似的加工工藝，要求在數(shù)控加工工藝上注重方案的相似性，沒有標準可循，相似性也就無從談起。

2.2 制造流程不規(guī)范

縱觀當前數(shù)控加工工藝的實施，90%以上都是沿用獨立分散的方法進行：模具加工過程中，技術操作人員修改加工程序時，依靠的是自身的主觀經驗自行修改，在模具加工過程中，為了保證模具的質量，必須要不斷地修改加工程序。獨立分散的方法應用在程序修改過程中，無法保證產品的精確度，容易因操作人員的因素造成誤差的出現(xiàn)。以數(shù)控加工的刀具、參數(shù)為例，這些因素的準確度必須要高，特別是在當前精密性要求越來越嚴的情況下，而不規(guī)范的制造流程顯然不符合現(xiàn)階段要求。

3 數(shù)控加工工藝標準化的內容設計

數(shù)控加工工藝中，標準化設計的實現(xiàn)，需要全面分析，從加工定位的標準化設計、加工刀具的標準化設計、工藝參數(shù)的標準化設計、加工策略的標準化設計4個方面著手。

3.1 加工定位的標準化設計

對數(shù)控加工工藝標準內容進行加工定位具有必要性。關于加工定位的標準化設計，需要做好以下兩個方面。第一，零件加工的基準要確定下來。所謂基準指的是零件加工過程中，為確定零件點線面的位置，需要參照物，被稱之為基準。基準在零件加工過程中的影響很大，會影響加工工序的規(guī)劃與實施，間接地影響質量。在具體定位過程中，通常先在毛坯表面進行定位。第二，合理規(guī)劃零件加工的區(qū)域?，F(xiàn)實情況中，零件曲面的類型多種多樣，復雜度很高，這就要求在進行加工之前，技術操作人員應當合理地規(guī)劃所要加工的區(qū)域，之后再確定要使用到的加工工藝。

3.2 加工刀具的標準化設計

數(shù)控加工工藝過程中，刀具非常關鍵，刀具的選擇會直接影響到數(shù)控加工工藝的質量。所以，數(shù)控加工工藝標準化實現(xiàn)，刀具材料、類型及參數(shù)的標準化必不可少。在刀具材料的選擇上，常見的材料有硬質合金鋼、高速鋼、涂層硬質合金鋼等，能夠準確對堅硬零件的層切。在刀具類型的選擇方面，球頭刀和端銑刀是最常見的兩種刀具類型，它們自身結構比較規(guī)范，應用在數(shù)控加工工藝中有利于標準化的實現(xiàn)。在刀具參數(shù)的設置方面，主要包括走刀路線、走刀區(qū)域、顏色選擇等，在進行不同零件數(shù)控加工時，應當具體情況具體分析，根據(jù)零件的不同，針對性地設置刀具的相關參數(shù)。

3.3 工藝參數(shù)的標準化設計

數(shù)控加工工藝中，參數(shù)的標準化設計是其標準化實現(xiàn)的關鍵部分。通常情況下，數(shù)控加工工藝中的參數(shù)包括速度、深度、程度等內容。工藝參數(shù)的標準化設計具體可以從以下幾個方面著手。（1）速度方面，零件加工的切削速度受到刀具材料的影響，一般材質較硬的刀具可以對質地較硬的零件進行深加工；零件加工過程中，如果零件硬度不高，則可以加快切削的速度。（2）深度方面，深度會受到精度要求產生不同的影響。（3）程度方面，也就是給量，要求合理設置給量的工藝參數(shù)。在實際的數(shù)控加工工藝過程中，經驗非常重要，很多時候可以根據(jù)以往的經驗對工藝參數(shù)進行合理設置，為工藝參數(shù)標準化的實現(xiàn)提供寶貴的參考依據(jù)。

3.4 加工策略的標準化設計

結合當前數(shù)控加工工藝的實際情況，標準化的實現(xiàn)任重道遠，要想加快數(shù)控加工工藝標準化的實現(xiàn)速度，對加工策略的標準化設計必不可少。一般而言，加工策略標準化設計的實現(xiàn)需要注意兩個方面，一方面是加工工序的選擇，另一方面是擬定合理的加工策略。首先，技術操作人員應當選擇合理的加工工序。當前，工序有粗加工和精加工兩種情況，數(shù)控加工工藝過程中應當堅持“從粗至精”的原則。其次，技術操作人員應當擬定合理的加工策略。數(shù)控加工工藝中，走刀路線的選擇十分關鍵，加工策略的擬定會對走刀路線的選擇造成重大影響，要想確保走刀路線合理，就必須擬定科學的加工策略。

4 數(shù)控加工工藝標準化的設計

上述提及到的是數(shù)控加工工藝標準化的內容設計，接下來在參考相關文獻資料的基礎上，結合自身的工作經驗，從整體設計和操作流程兩個層面探討數(shù)控加工工藝標準化的設計。

4.1 數(shù)控加工工藝的整體設計

對于整體設計而言，具體包括兩個方面：功能設計和框架設計。首先，功能設計。功能設計涉及到的內容諸多，如零件曲面的自動識別、工藝選擇、工藝參數(shù)修改等。在具體的操作過程中，技術人員要對加工零件進行識別和管理，然后選擇合理的加工工藝，緊接著再對不滿足加工要求的工藝參數(shù)進行修改，之后存儲已經加工完成的零件的信息，作為后續(xù)標準化設計的依據(jù)，最后形成文件并輸出。其次，框架設計?？蚣茉O計可以分為三層，分別為顯示層、邏輯層和數(shù)據(jù)庫層。顯示層顯示加工處理過程中的信息，邏輯層處理用戶的相關請求，數(shù)據(jù)層存儲加工處理中的全部數(shù)據(jù)信息。

4.2 數(shù)控加工工藝的操作流程

數(shù)控加工工藝操作流程的系統(tǒng)，主要包括5個步驟。步驟一：進入主界面，導入模型。步驟二：系統(tǒng)識別已導入的模型，進入下一環(huán)節(jié)，未識別再次重復此操作。步驟三：判斷模型類型，已判斷進入下一階段，未判斷則返回上一級。步驟四：錄入標準化數(shù)控加工工藝，若要修改，形成數(shù)據(jù)，如果不要修改，則再進行是否修改工藝信息的判斷。步驟五：進行前面四個步驟之后，處理關鍵數(shù)據(jù)，完成操作流程。

5 數(shù)控加工工藝標準化的方法

5.1 典型工藝法

典型工藝法上個世紀30年代末期索克洛夫提出的，其著眼點是工藝過程的標準化，也就是將零件根據(jù)結構、形狀相似性和工藝過程相似性標準進行分類，同類零件采用相同的典型工藝。從目前來看，數(shù)控加工過程中，應用典型工藝法有利有弊，利的地方是將其應用在齒輪、標準件等結構形狀穩(wěn)定性、批量相對較大的零件中更加適合，弊端在于面對批量不大或者非標準結構的零件該種工藝法不太適合。因而，在形狀結構差別大、批量小的生產場合，典型工藝法無法充分發(fā)揮出其功能作用，但是可以作為零件工藝設計的參考資料。據(jù)有關研究顯示，在當前的數(shù)控加工工藝標準化的過程中，典型工藝法的使用率約為1/5，但是這1/5使用典型工藝法的零件加工獲取的效果并不是非常令人滿意，典型工藝法需要隨著生產的不斷發(fā)展而改進，以便符合現(xiàn)代化的數(shù)控加工工藝標準化要求。

5.2 成組工藝法

成組工藝法是20世紀50年代特洛范諾夫提出來的，該工藝法的著眼點在與工序的標準化。也就是，成組工藝法更多關注的是零件加工過程中的全部或者一部分相似加工工序的零件劃分為一組，在此基礎上針對每一組的具體情況制定最為合適的成組加工工藝。在典型工藝法無法滿足數(shù)控加工工藝標準化的設計要求情況下，成組工藝法的出現(xiàn)和應用，有效彌補了典型工藝法的不足。成組工藝法在實際的應用過程中，在加工零件時，只需要根據(jù)該零件的需要，利用成組工藝法作出適當?shù)恼{整或者補充，即可完成對該零件加工工藝的設計。相關研究表明，成組工藝法的應用率高達4/5，遠遠高于典型工藝法，并且其應用效果非常顯著，對數(shù)控加工工藝標準化的實現(xiàn)奠定了基礎。

6 結語

總而言之，數(shù)控加工工藝的水平也有了顯著的提升，加快了數(shù)控加工工藝標準化的實現(xiàn)。對于制造加工行業(yè)來說，應當緊跟時代發(fā)展，做到與時俱進，認真分析數(shù)控加工工藝過程中的存在的問題，根據(jù)出現(xiàn)的問題，結合數(shù)控工藝加工的特點，從加工定位的標準化設計、加工刀具的標準化設計、工藝參數(shù)的標準化設計、加工策略的標準化設計等方面完善標準化設計的內容，利用典型工藝法、成組工藝法實現(xiàn)對數(shù)控加工工藝的整體設計，完善數(shù)控加工工藝的操作流程，促進我國制造行業(yè)的進一步發(fā)展。

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