數(shù)控加工工藝及在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用探析

龐賢學(xué)

（廣西二輕技師學(xué)院，廣西 南寧530000）

隨著現(xiàn)代技術(shù)的全面發(fā)展，各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，保證了整體工作效率。對于機(jī)械加工行業(yè)來講，科學(xué)合理運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展的趨勢，各種數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用在機(jī)械加工工作中發(fā)揮了重要的作用，數(shù)控技術(shù)就是數(shù)字控制技術(shù)的一種體現(xiàn)形式，通過對傳統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)與加工，保證了安全與質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代化制造技術(shù)，是符合時(shí)代發(fā)展的技術(shù)形態(tài)。其大范圍地普及，有著良好的自身優(yōu)勢，操作簡便、步驟靈活、安全高效、節(jié)能降耗，在實(shí)際生產(chǎn)加工中發(fā)揮重要功能，具有高度自動(dòng)化及精確度的特點(diǎn)，使技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全面普及和應(yīng)用。制造業(yè)整體生產(chǎn)效率得到全面提高，通過數(shù)控技術(shù)實(shí)際操作，大大減少了人工操作流程，降低生產(chǎn)工時(shí)、減少人力勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，從根本上實(shí)現(xiàn)了社會(huì)生產(chǎn)勞動(dòng)的高效集成。只有不斷促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)步，才能把人從繁重的勞動(dòng)中解脫出來，提高產(chǎn)品整體質(zhì)量，確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定。

1 數(shù)控加工工藝優(yōu)勢

1.1 生產(chǎn)效率高

數(shù)控加工技術(shù)有著良好的自身優(yōu)勢，最為主要的就是全面提升了生產(chǎn)整體效率，因?yàn)橄嚓P(guān)的設(shè)備由計(jì)算機(jī)等數(shù)字化技術(shù)控制，對于一些傳統(tǒng)需要人力來更換的程序，大大減少了一些不必要的環(huán)節(jié)，提高了數(shù)控技術(shù)速度，在一些零件互換上也大大提高了加工的速度，使人力解脫出來。復(fù)雜曲面加工更是提高了加工的速度，而且保證了質(zhì)量與安全。

1.2 生產(chǎn)產(chǎn)品的精度高

數(shù)控技術(shù)主要是由編制好的程序來完成，通過計(jì)算機(jī)桌面進(jìn)行整體控制，各種裝置轉(zhuǎn)換由數(shù)控系統(tǒng)整體完成與控制，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜步驟的轉(zhuǎn)換。從根本上減少了由于人為操作帶來的誤差，使加工出來的產(chǎn)品精度更有保障。

1.3 自動(dòng)化程度高

由于其是計(jì)算機(jī)操作，使各道工序更加順暢，減少了人的參與頻率，使勞動(dòng)強(qiáng)度下降。在很多復(fù)雜的流程環(huán)節(jié)中，提高了生產(chǎn)的安全度。數(shù)控加工過程大部分是自動(dòng)完成的，操作者只需裝卸工件、更換刀具和試切對刀，就可以進(jìn)行加工操作了。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，也不需要操作人員進(jìn)行控制，只要做好現(xiàn)場監(jiān)督與檢測就可以。數(shù)控機(jī)床數(shù)字化程度越來越高，其自動(dòng)化水平符合更多的復(fù)雜生產(chǎn)要求。

1.4 適應(yīng)能力強(qiáng)

數(shù)控技術(shù)是一整套的流程，對于復(fù)雜零件，需要嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過智能化控制能夠輕易生產(chǎn)出來，保證了產(chǎn)品的形狀與大小。如果需要更換品種，則要更換數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況適應(yīng)能力更強(qiáng)，有效拓寬數(shù)控車加工技術(shù)應(yīng)用范圍，使加工范圍也更加廣泛，適用于各種部件的加工與生產(chǎn)。

2 數(shù)控加工工藝原則

2.1 先上后下原則

加工生產(chǎn)過程中，需要嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)程序，使上道工序加工不能影響下一道工序定位與夾緊，保證持續(xù)性生產(chǎn)加工，避免出現(xiàn)生產(chǎn)問題，保證生產(chǎn)安全。

2.2 先內(nèi)后外原則

數(shù)控加工需要嚴(yán)格整體流程，才能確保產(chǎn)品加工的時(shí)間，節(jié)省更多的勞動(dòng)成本，在進(jìn)行加工時(shí)，需要對零件加工流程做好設(shè)計(jì)，要先進(jìn)行內(nèi)部的部分，然后再對零件外形做好修整，保證整體加工順利完成。

2.3 連續(xù)性加工原則

數(shù)控車床加工要形成連續(xù)性，保證加工的質(zhì)量，進(jìn)行加工過程中，不能頻頻換刀，要根據(jù)各種部件的加工程序，做好刀具的應(yīng)用，使用相同安裝方法或使用同一把刀具加工零件，最好是一次性完成，保證加工的連續(xù)進(jìn)行，減少由于重新定位或者換刀形成不必要的誤差，影響到產(chǎn)品質(zhì)量。

3 數(shù)控加工工藝技術(shù)

3.1 零件圖分析

數(shù)控車床加工前，需要全面明確圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求，把握好要加工的部件具體情況，要充分對加工工件零件圖做好詳細(xì)的分析。要根據(jù)所加工的部件，對照分析零件圖所畫輪廓是否符合加工部件的形狀，保證形狀正確后，再對相關(guān)的標(biāo)記尺寸進(jìn)行核對，確保相關(guān)部件加工后與所畫零件圖一致，要保證數(shù)據(jù)清晰準(zhǔn)確，才能加工出符合要求的精密部件。根據(jù)加工的要件，全面選擇使用的材料，要對工件材料做好參數(shù)分析，全面確定尺寸公差、材料表面粗糙度，精準(zhǔn)把握好尺寸精度，對下一步選擇使用刀具提供基礎(chǔ)。刀具的選擇、切削用量要以部件加工具體實(shí)際為準(zhǔn)，確保加工速度與質(zhì)量。根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)好刀具走線，最終以零件圖形狀位置公差，有效確定加工基準(zhǔn)及裝夾方案，確保加工部件質(zhì)量，保證生產(chǎn)連續(xù)性。

3.2 設(shè)計(jì)加工方案和走刀路線

數(shù)控車床加工工藝要嚴(yán)格周密做好設(shè)計(jì)，只有充分考慮到各方面的影響，才能保證實(shí)用性，加工方案要全方位做好規(guī)劃，使零件尺寸、材料及形狀均符合加工要求，充分做好加工方案的設(shè)計(jì)。一要先進(jìn)行粗加工后再進(jìn)行精加工。根據(jù)零件大小選擇毛坯，對多余的量進(jìn)行粗加工，使零件基本成形后再精加工，要科學(xué)合理控制好程序流程。二是要先加工距離刀近的位置再加工遠(yuǎn)的位置。要在方案中明確設(shè)計(jì)好路徑，通過先近后遠(yuǎn)的加工順序，減少短刀走線距離，避免出現(xiàn)空刀情況。三是先加工零件內(nèi)部后加工零件外部。進(jìn)行加工過程中，要全面把握好零件內(nèi)外部情況，先對內(nèi)部不易去除鐵屑和不易散熱的部分進(jìn)行加工，然后再進(jìn)行外部形狀的加工，提高生產(chǎn)效率與精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。四要使用簡單加工方案。在保證進(jìn)度與質(zhì)量前提下，做好流程的控制，減少不必要的操作，提高整體生產(chǎn)效率，減少人為干預(yù)。五是選擇走刀線路要科學(xué)合理。進(jìn)行選擇時(shí)，要根據(jù)加工部件的情況，做好刀具的合理安排，盡可能選擇最短線路，提高生產(chǎn)加工的效率，對能夠一次加工完成的部件，要一次性進(jìn)行加工，避免空刀，保證零件精度和表面粗糙度。

3.3 劃分工序

工序是保證效率的關(guān)鍵，要科學(xué)做好整體劃分，把握好各道流程，充分掌握工序集中和工序分散原則進(jìn)行劃分，確保工序合理安排。工序集中原則主要在是進(jìn)行部件的加工過程中，一次裝夾可對多個(gè)表面進(jìn)行加工，既節(jié)省了時(shí)間，同時(shí)也能夠保證加工的質(zhì)量，避免出現(xiàn)因多次換刀產(chǎn)生誤差。工序分散原則是在進(jìn)行數(shù)控車床技術(shù)操作時(shí)，要合理劃分出分散工序，這類工序一般不對設(shè)備產(chǎn)生影響，可以通過分類加工的方式進(jìn)行分組加工，合理協(xié)調(diào)好刀具、切削量、走刀線路及粗精加工流程，減少不必要的空走刀現(xiàn)象，提高生產(chǎn)整體效能。

3.4 確定切削用量

數(shù)控車床加工要全面嚴(yán)格流程，保證切削用量科學(xué)合理。切削用量包括切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量等內(nèi)容，要充分把握好各種影響要素，提升整體加工速度。切削用量受到被加工材料、切削環(huán)境條件等的影響較大，要根據(jù)不同的速度做好科學(xué)選擇，提高切削速度。而速度則受到刀具直徑的影響，選用刀具直徑大，則對車床剛性影響就越大，如果選擇較快切削速度，則會(huì)對車床產(chǎn)生磨損。隨著切削深度增大將減少走刀次數(shù)，縮短走刀時(shí)間，此時(shí)生產(chǎn)效率就會(huì)大大提高。進(jìn)給量的確定也需要根據(jù)生產(chǎn)條件來決定，以加工精度判斷進(jìn)給量，根據(jù)加工時(shí)效調(diào)整好進(jìn)給量是操作的要點(diǎn)。對切削深孔的部件，一般都會(huì)存在排屑困難的現(xiàn)象，此時(shí)則要降低進(jìn)給量，才能提高加工速度。背吃刀量和側(cè)吃刀量如果一致，可減少加工的進(jìn)度次數(shù)，縮短切削時(shí)間。

3.5 確定定位和裝夾方案

數(shù)控加工技術(shù)中的定位和裝夾至關(guān)重要，要全面把握好標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的部件情況、環(huán)境因素制定出加工零件定位和裝夾的整體實(shí)現(xiàn)方案。要全面保證定位，裝夾過程中需要嚴(yán)格裝夾夾具，以加工零件批量多少來確定多少。而對于批量生產(chǎn)的部件，則要以專業(yè)夾具為主，保證生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。一般情況下，企業(yè)要想提高生產(chǎn)效率，則會(huì)利用簡單夾具?；Q夾具和壓板夾具是最為主要的兩種，虎鉗夾具對生產(chǎn)的精度要求高，適合生產(chǎn)精密部件；板式夾具則對精度要求不高，適合加工成本低周期短的部件。

3.6 確定刀具選擇

數(shù)控車床技術(shù)工藝是否科學(xué)，與刀具有著最為直接的關(guān)聯(lián)，要全面對刀具進(jìn)行選擇，才能保證加工的質(zhì)量?？梢哉f，數(shù)控操作中的刀具是生產(chǎn)必不可少的基本工具，剛性強(qiáng)、質(zhì)量好、抗磨抗損能力強(qiáng)的刀具，可以全面保證產(chǎn)品質(zhì)量。有效把握好加工刀具壽命，是減少成本、提高質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，刀具主要在日常使用中受被加工工件尺寸、粗糙度、熱量等要素影響較大，因此要對不同的部件材料與熱度進(jìn)行分析，合理使用刀具。

4 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用特征與價(jià)值

4.1 應(yīng)用特征

數(shù)控加工技術(shù)主要依托了當(dāng)代最為先進(jìn)的科技力量，通過科技帶動(dòng)了技術(shù)的提升，其應(yīng)用特征：一是高度的自動(dòng)化。通過全面自動(dòng)化、智能化控制，解放了人力勞動(dòng)，其精度更高；二是高度集中化。數(shù)控機(jī)床可以把多層次勞動(dòng)簡便化。通過將工序的集中全面減少不必要的加工時(shí)間，解決了時(shí)間成本問題；三是高度柔性化。能夠通過數(shù)據(jù)調(diào)整，加工各種不同的部件，保證了復(fù)雜部件的加工與生產(chǎn)。

4.2 應(yīng)用價(jià)值

以往的加工單位和企業(yè)一般會(huì)在接收模具訂單后，就需要全面投入研發(fā)，做好加工生產(chǎn)的準(zhǔn)備，使各道工序符合加工生產(chǎn)進(jìn)程需求，通過加緊投入解決好較多復(fù)雜的工序。引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)以后，則全面提高了生產(chǎn)的整體效率，各種設(shè)計(jì)只需輸入編碼就能夠得到設(shè)計(jì)的三維圖像，對相關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)行修訂，合理后就可以進(jìn)行批量生產(chǎn)了，保證了機(jī)械模具制造更加智能，全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)保量。利用數(shù)字加工技術(shù)能讓模具以規(guī)范的路線行刀，避免出現(xiàn)人為損壞模具，全面提升了市場競爭力。

5 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用

5.1 數(shù)控加工技術(shù)在模具分類環(huán)節(jié)應(yīng)用

機(jī)械模具制造要把握好幾個(gè)工序，為了保證工序合理性，就要全面進(jìn)行模具制造人工的處理，使模具在使用前就形成科學(xué)的分類，通過不同的類別選擇使用不同的數(shù)控機(jī)床，生產(chǎn)前一定要做好構(gòu)圖、圖紙數(shù)字化處理、編碼、輸入等數(shù)據(jù)的提取，以此建模，為其他輔助工作節(jié)省更多的生產(chǎn)加工時(shí)間，通過科學(xué)合理劃分模具生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)的整體效率。把需要制作的模具分配到各機(jī)床，規(guī)劃好運(yùn)行的時(shí)間工序，就保證了加工的速度與質(zhì)量，避免一件一模地尋求適合機(jī)床，充分展現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床優(yōu)勢，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性、安全性。

5.2 改進(jìn)數(shù)控技術(shù)提升機(jī)械模具制造質(zhì)量及效率

數(shù)控加工技術(shù)是在電子信息技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，是對機(jī)床自動(dòng)化、智能化的提升，只有全面把握好電子技術(shù)，才能推進(jìn)數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)整模具制造。我國在科技與電子互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上不斷增加投入，提高了國際化應(yīng)用能力水平，有效改進(jìn)了數(shù)控技術(shù)在模具制造中的科技含量，使數(shù)控技術(shù)能夠挑戰(zhàn)更加復(fù)雜的加工與生產(chǎn)任務(wù)。

5.3 優(yōu)化加工程序提升機(jī)械模具制造質(zhì)量及效率

數(shù)控加工就是以最短路線對模具進(jìn)行最快加工，全面減少空刀行程，進(jìn)一步提高了加工的整體速度，全面降低了刀損，使企業(yè)效益更加良好，這是符合市場規(guī)律的。模具編制加工程序時(shí)會(huì)有“回零”操作，為了保證“回零”合理化，要充分設(shè)計(jì)好前后兩刀間時(shí)間，保證盡量短、盡量快，使回零路線更加科學(xué)合理。同時(shí)，也需要對起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、特殊進(jìn)給路線進(jìn)行時(shí)間上的編排，全面提高模具制造效率。

5.4 利用數(shù)控加工技術(shù)加強(qiáng)機(jī)械模具的工藝規(guī)劃

模具加工企業(yè)要想快速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，則要提升工藝設(shè)計(jì)水平，通過更加科學(xué)的工藝規(guī)劃，使機(jī)械模具訂單快速完成。同軸孔加工要減少換刀次數(shù)，最好不換刀，保持模具固定才能提高精度，對距離刀具近的加工部位要優(yōu)先，平面工序完成后再對其他工序進(jìn)行布置，使工序更加科學(xué)合理。

5.5 利用數(shù)控加工技術(shù)完成機(jī)械模具數(shù)控編程

要想實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)轉(zhuǎn)化，就要用到編碼，越是復(fù)雜的加工則編碼越復(fù)雜，機(jī)械模具制造柔性特征直接增加了編程工作量，隨著G代碼的發(fā)展，更優(yōu)化、更靈活的CAM編程軟件得到了廣泛發(fā)展，提高了編碼速度與質(zhì)量。CAM編程軟件實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互，能夠分析人工模具影響因素；CAM將模具幾何特征作參考，快速生成編碼，使用過程中，只要把模具材料特征與幾何參數(shù)逐次輸入電腦，就能夠求得相關(guān)的列表，這樣就能夠確定走刀路線。

6 結(jié)束語

我國制造業(yè)迅速發(fā)展，全面推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)程，隨著加工方案不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步明確了走刀路線，清晰的工序，保證了加工部件的切削量。整體看，數(shù)控車床加工工藝水平有了長足的進(jìn)步，全面提升了生產(chǎn)加工整體效率，保證了生產(chǎn)連續(xù)性與安全性，數(shù)控工藝在機(jī)械制造中的全面應(yīng)用，有力推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，滿足了市場需求。