無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)的分析

韓嘉煜

（常熟中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 常熟 215500）

隨著航空業(yè)的發(fā)展，航空業(yè)中的發(fā)動(dòng)機(jī)零件等類型的零件結(jié)構(gòu)外形越來(lái)越復(fù)雜，新型材料的出現(xiàn)并越來(lái)越難加工，因此，在航空業(yè)首先出現(xiàn)了“無(wú)干預(yù)”這個(gè)詞。目前，中航工業(yè)黎明成功研發(fā)了“全程序不干預(yù)”數(shù)控加工方法，此方式在把工件安裝數(shù)控機(jī)床后，在全程無(wú)人工干預(yù)的情況下完成工件的加工過(guò)程，它大大提高了產(chǎn)品的合格率、產(chǎn)品的質(zhì)量，而且縮短了人為的錯(cuò)誤糾診過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率。但無(wú)干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)還有待于繼續(xù)的深入研究，而無(wú)干預(yù)的真正實(shí)現(xiàn)需要我們?cè)谝恍┓矫孢M(jìn)行更加深入的分析和跟進(jìn)。

1 無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)制造工藝的完善

具體需要在以下幾方面進(jìn)行完善：①工藝路線問(wèn)題。以往的加工方式一般是在我們接收到設(shè)計(jì)零件圖后，通過(guò)我們的理論和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷零件適合在什么樣的數(shù)控機(jī)床上加工，然后確定加工工序，通過(guò)圖紙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，安排零件的工序流程和加工路線。如果說(shuō)一旦加工路線不合理就會(huì)產(chǎn)生誤差，比如打孔順序安排不當(dāng)，則可能會(huì)帶入數(shù)控機(jī)床自身所存在的反向間隙。②定位基準(zhǔn)太多引起的加工誤差，有些零件的工藝不是很適合數(shù)控加工，比如一般數(shù)控加工的零件都會(huì)有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，如果一個(gè)零件有好幾個(gè)定位基準(zhǔn)，在加工過(guò)程中就會(huì)因輪廓位置的變化而出現(xiàn)較大的誤差。③過(guò)切或欠切現(xiàn)象。在數(shù)控加工過(guò)程中會(huì)遇到直線與圓弧連接、圓弧與圓弧連接的工件進(jìn)行加工的過(guò)程，而這一過(guò)程加工時(shí)要充分考慮加工過(guò)度圓角的問(wèn)題和刀尖圓弧大小的問(wèn)題，因?yàn)橛锌赡艹霈F(xiàn)過(guò)切或者欠切屑的現(xiàn)象。④合理的工藝安排可以提高工件的加工精度，比如，在加工平面時(shí)我們的切削量一般控制在1.5～2.5 mm，而此時(shí)的加工誤差都在0.2～0.5 mm，如果我們?cè)诎才徘行歼^(guò)程中，在最后一刀切屑時(shí)切削量為0.5 mm，此時(shí)的加工誤差可以控制在0.1 mm左右，這樣的切屑大大提高了切屑平面的加工精度。而這些經(jīng)驗(yàn)需要操作人員在平時(shí)的積累和總結(jié)，把這些實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)都匯總到設(shè)計(jì)軟件中，從而避免此類問(wèn)題的再次出現(xiàn)。

2 無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控程序的改進(jìn)

日常在加工復(fù)雜零件時(shí)，不同人在加工同一個(gè)工件時(shí)，編出的數(shù)控程序不一樣，且加工的工件也有所差別，有的甚至加工出的產(chǎn)品不合格。這是因?yàn)橛薪?jīng)驗(yàn)的員工自己更改了程序的參數(shù)，而這些問(wèn)題在軟件中是無(wú)法檢測(cè)出來(lái)的，這就有待于對(duì)產(chǎn)品編程程序進(jìn)行正確的固化，這有助于無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)的更進(jìn)。此外，還有一些編程的缺陷：①編程原點(diǎn)的確定。數(shù)控編程一般是用軟件UG或mastercam進(jìn)行主要的程序編寫(xiě)，而后手動(dòng)改動(dòng)刀具代號(hào)、進(jìn)給速度、進(jìn)給起始點(diǎn)等數(shù)值，而加工起始點(diǎn)一般盡量與圖紙基準(zhǔn)起始點(diǎn)吻合，這樣做的目的是讓加工精度可以更高。編程原點(diǎn)的選擇盡量遵循加工誤差小、易于測(cè)量、有利于數(shù)控編程和數(shù)值計(jì)算的原則，這樣加工出的工件合格率高。②刀具的選擇與更換。把刀具的更換放在加工程序的編程中的主要目的是為了無(wú)干預(yù)數(shù)控操作，能節(jié)省更多的時(shí)間。③應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇合理的刀具。加工的產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，加工難度越來(lái)越大，所以，刀具的選擇也越來(lái)越重要，這直接影響著加工精度和加工質(zhì)量。盡量選擇質(zhì)量好的數(shù)控刀具，這樣會(huì)減少換刀次數(shù)；刀具切入切出安排要合理，這樣做能提高工件的加工精度，避免了直接退刀可能出現(xiàn)的撞刀問(wèn)題。此類問(wèn)題多數(shù)一般都是以人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)的，而無(wú)干預(yù)數(shù)控技術(shù)就是要把種種問(wèn)題都融入編程過(guò)程，以避免造成不必要的損失。刀具示意圖如圖1所示。

3 無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)工裝夾具的完善

一個(gè)零件的加工缺少不了夾具，夾具可以快速地固定零件的位置，從而進(jìn)行工件的加工。然后，一套好的夾具在滿足裝夾零件便于加工條件下，應(yīng)該體現(xiàn)其操作簡(jiǎn)單、易于拆卸等性質(zhì)。且?jiàn)A具在裝夾工件時(shí)盡量把加緊力釋放在工件受力大的區(qū)域，這樣能避免因裝夾工件用力過(guò)大而影響工件的外形、尺寸、精度。一套好的夾具對(duì)于數(shù)控加工而言至關(guān)重要，對(duì)無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)也是一個(gè)予以重視的方面。

4 加工人員素質(zhì)的提升

無(wú)人干預(yù)數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要的不僅是數(shù)控加工技術(shù)的不斷完善和改進(jìn)，其對(duì)人員的素質(zhì)要求也是至關(guān)重要的，一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)控人員不僅要精通數(shù)控編程、數(shù)控操作和數(shù)控維護(hù)，還需掌握數(shù)控加工的一些綜合知識(shí)，并在實(shí)踐工作中掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作，掌握一些復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造專業(yè)知識(shí)，熟練掌握二維CAD/CAM軟件，比如UG、ProE等。把這些經(jīng)驗(yàn)的積累與理論知識(shí)相結(jié)合，進(jìn)而在工藝制訂和編制、數(shù)控程序的編程、刀具的選擇、夾具的合理利用等方面都有效避免了錯(cuò)誤的發(fā)生，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，為及時(shí)在流程中修改問(wèn)題、無(wú)人干預(yù)數(shù)控技術(shù)的早日實(shí)現(xiàn)積蓄力量。

［1］畢俊喜.數(shù)控加工技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)化［M］.北京：機(jī)械工業(yè)版社，2013.

［2］田輝，賈保國(guó).臥式無(wú)人干預(yù)高速加工技術(shù)［J］.金屬加工（冷加工），2011（07）.