數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)技巧

姚映涵

（山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院，太原030000)

0 引言

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一般會(huì)通過(guò)一套計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制造系統(tǒng)來(lái)完成施工前的編程加工設(shè)計(jì)。與過(guò)去傳統(tǒng)的人工加工方式相比，Unigraphics 軟件（簡(jiǎn)稱“UG 軟件”）在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能有效提升編程加工工藝的精確性和科學(xué)性，從而提升編程加工效率。當(dāng)前零件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造都需要通過(guò)編程加工處理來(lái)確保施工的可操作性。本文擬通過(guò)對(duì)數(shù)控車工編程加工過(guò)程的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)及所存在的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并就其加工工藝設(shè)計(jì)的技巧及完善措施提出可行性建議。

1 數(shù)控車工編程加工技術(shù)要點(diǎn)

零件制作工序的設(shè)計(jì)對(duì)于加工材料的成本控制和編程加工的效率具有重要價(jià)值。零件制造工序的設(shè)計(jì)包含零件草圖的繪制、編程工具的選擇及加工處理流程的確定，充分利用現(xiàn)有的加工材料，避免因零件制作工序設(shè)計(jì)不當(dāng)所產(chǎn)生的材料報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。與工序的設(shè)計(jì)相比，對(duì)于加工工藝設(shè)計(jì)的圖紙檢查及零件加工任務(wù)的合理規(guī)劃也同等重要。只有確保零件加工流程的合理設(shè)計(jì)，才能避免不必要的損失和風(fēng)險(xiǎn)。在評(píng)估技術(shù)方案環(huán)節(jié)應(yīng)以工藝設(shè)計(jì)的合理性評(píng)估為重點(diǎn)，對(duì)于不合理的工藝流程應(yīng)引起重視并實(shí)時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整完善。

加工工藝的步驟確定作為保障加工質(zhì)量的重要內(nèi)容，對(duì)于設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)也提出了更高的要求。工藝順序的調(diào)整應(yīng)以實(shí)現(xiàn)資源利用最大化及效益最大化為核心。粗加工和精細(xì)加工作為加工處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)保證在粗加工處理的前提下進(jìn)行精細(xì)加工設(shè)計(jì)，以便為零件的精細(xì)加工奠定基礎(chǔ)。粗加工環(huán)節(jié)的重點(diǎn)在于確定產(chǎn)品框架，為工序簡(jiǎn)化及速度提升做好鋪墊。精細(xì)加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量依賴于粗加工環(huán)節(jié)質(zhì)量的保障，因此各環(huán)節(jié)之間應(yīng)積極相互協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。刀點(diǎn)和零件間的距離確定在定位環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。對(duì)于零件和刀點(diǎn)距離較近的部分應(yīng)堅(jiān)持優(yōu)先加工原則，刀具行程較短使得加工效率大大提升。刀具行程越遠(yuǎn)加工耗時(shí)更長(zhǎng)，因此在加工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮距離更短的工序。此外，加工零件內(nèi)部加工應(yīng)優(yōu)先于其外部加工。該套原則更能有效保障零件加工工序的科學(xué)性和合理性，使得零件加工質(zhì)量得到提升。

2 數(shù)控車工編程加工過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題分析

數(shù)控加工過(guò)程依賴于計(jì)算機(jī)程序?qū)C(jī)械自動(dòng)化加工的科學(xué)控制。零件及零件加工算法的復(fù)雜性特點(diǎn)使得零件加工工藝的操作過(guò)程及加工工藝方案的選擇具有多樣性。零件加工對(duì)象在材料、質(zhì)量和數(shù)量等不同方面的差異會(huì)導(dǎo)致加工工藝設(shè)計(jì)方案具有差異性。因此，零件加工工藝方案的設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)加工對(duì)象的實(shí)際情況來(lái)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)加工標(biāo)準(zhǔn)及加工目標(biāo)，在保障加工工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的靈活性和實(shí)用性，從而實(shí)現(xiàn)加工成本的合理控制，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

數(shù)控車工編程的加工刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡是評(píng)估零件加工后粗糙度的重要載體。因此，走刀路線的確定對(duì)于加工工藝的流程設(shè)計(jì)具有重要作用。在確定走刀路線時(shí)應(yīng)以加工對(duì)象為主體，設(shè)計(jì)其引入路徑及切入行程方案。刀具的切入開(kāi)始點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)都屬于走刀路線的設(shè)計(jì)內(nèi)容，走刀路線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于有效控制刀具和行程的距離，只有確保刀具和行程的距離最短，才能有效節(jié)約加工時(shí)間和成本。

當(dāng)然零件加工的質(zhì)量保障仍然是加工設(shè)計(jì)流程的核心，拋開(kāi)加工質(zhì)量談時(shí)間和材料成本都是不符合零件加工工藝設(shè)計(jì)原則的。數(shù)控車工編程加工工藝方案的設(shè)計(jì)核心在于縮短走刀路線距離，減少刀具及加工材料成本的損失，以實(shí)現(xiàn)加工效率和質(zhì)量的提升。

此外，在設(shè)計(jì)走刀路線時(shí)也應(yīng)注意零件外觀的質(zhì)量，因此，在刀具切入及切除環(huán)節(jié)應(yīng)在保證零件外觀不受影響的前提下進(jìn)行零件加工。最后，如果走刀路線出現(xiàn)形變，應(yīng)及時(shí)作出調(diào)整優(yōu)化，以保障零件加工的質(zhì)量[2]。這些都是數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不可避免的技術(shù)問(wèn)題，必須引起重視并制定相應(yīng)的解決方案。

3 數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)的技巧研究

3.1 合理確定工藝處理流程順序，優(yōu)先考慮復(fù)雜困難的零件加工

零件的加工尺寸和加工部位的確定是實(shí)施零件加工過(guò)程的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容。在正式進(jìn)行加工前應(yīng)合理確定工藝處理流程順序，對(duì)于加工工藝復(fù)雜困難的零件應(yīng)優(yōu)先考慮，并通過(guò)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，來(lái)彌補(bǔ)普通機(jī)床處理過(guò)程中的不足，是零件加工效率提升的重要手段。

3.2 結(jié)合車床實(shí)際情況選擇工件的夾具，有效控制加工時(shí)間成本

工件的夾具作為零件加工過(guò)程中的重要工具，其主要作用在于固定零件在機(jī)床上的位置，為機(jī)床的加工處理提供精準(zhǔn)的位置[3]。夾具的性能會(huì)對(duì)車床的運(yùn)轉(zhuǎn)和操作產(chǎn)生不同的影響。不同的車床起運(yùn)轉(zhuǎn)速度也會(huì)有所差異。因此，三爪自定心卡盤一般應(yīng)用于加工材料在數(shù)控車床上的位置確定。車床運(yùn)轉(zhuǎn)速度過(guò)高也會(huì)對(duì)夾具的性能有更高的要求。一般情況下軟爪或液壓告訴動(dòng)力卡盤在運(yùn)轉(zhuǎn)速度非常高的車床中應(yīng)用廣泛，有助于加工效率的保障。此外，根部不同的工況還可以進(jìn)行組合夾具來(lái)對(duì)確定加工零件的坐標(biāo)方位，必要情況下可以替換不同性能的夾具。夾具的選擇直接影響著走刀路線的設(shè)計(jì)，因此，夾具的定位能力及靈活性都屬于夾具選擇的關(guān)鍵因素，選擇靈活的夾具能夠在裝卸過(guò)程中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，使得加工時(shí)間成本減少。

3.3 結(jié)合具體工況設(shè)置切削參數(shù)，確保加工效率的最大化

結(jié)合具體工況來(lái)設(shè)置切削參數(shù)對(duì)加工零件質(zhì)量和加工效率的提升具有積極影響。數(shù)控車工編程的設(shè)備和被加工對(duì)象的差異都會(huì)影響切削參數(shù)的設(shè)置。加工工藝的選擇及加工工藝算法的復(fù)雜程度都會(huì)對(duì)整個(gè)加工流程產(chǎn)生一定的影響。因此，在設(shè)置切削參數(shù)時(shí)應(yīng)以確保加工效率的最大化為核心，謹(jǐn)慎科學(xué)選擇切削用具和切削液，如果被加工對(duì)象的粗糙程度不同，導(dǎo)致刀具和機(jī)床的選擇也會(huì)產(chǎn)生差異，工件材料及數(shù)量上的差異都要求在切削過(guò)程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)確定切削深度和速度等相關(guān)參數(shù)[4]。切削速度直接影響著零件加工的效率和零件的加工質(zhì)量，如果切削速度過(guò)快，設(shè)備的磨損情況會(huì)更嚴(yán)重。數(shù)控機(jī)床切削刀具的選擇主要受到工件材料及切削深度的影響，切削用量的確定應(yīng)綜合考慮刀具的性能和冷卻液的使用情況。只有實(shí)現(xiàn)切削速度和深度與進(jìn)給量的平衡，才能為切削參數(shù)設(shè)置提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控車工編程加工工藝技術(shù)問(wèn)題的分析與加工工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)于零件加工處理的效率和質(zhì)量具有重要作用。數(shù)控車工編程加工工藝的技術(shù)改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)零件加工自動(dòng)化處理的必然要求。本文通過(guò)深入分析數(shù)控車工編程加工工藝設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)和相關(guān)原則，進(jìn)而針對(duì)當(dāng)前編程加工所存在的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題提出相應(yīng)的加工工藝設(shè)計(jì)技巧優(yōu)化策略，為數(shù)控車工加工工藝的工作人員的工作開(kāi)展提供理論支撐，也為未來(lái)的數(shù)控車工加工工藝設(shè)計(jì)的研究奠定良好的基礎(chǔ)。