數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及優(yōu)化建議

樊圣

江蘇新?lián)P新材料股份有限公司，中國·江蘇 揚(yáng)州 225000

數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，可以提高工業(yè)產(chǎn)品加工精度和效率，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新，減少設(shè)計(jì)成本，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)加工行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增加。論文主要對數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用要點(diǎn)以及優(yōu)化措施進(jìn)行分析，旨在進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)水平，強(qiáng)化數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用水平，推動整個(gè)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

數(shù)控加工技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；優(yōu)化措施

1 引言

數(shù)控加工技術(shù)是在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景下研發(fā)而來，主要是對計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的結(jié)果，在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入數(shù)控加工技術(shù)，可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)加工效率，方便生產(chǎn)研發(fā)操作，促進(jìn)元件外觀的整體性，推動整體機(jī)械設(shè)計(jì)加工行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升。因此，需要充分認(rèn)識到數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢作用，并明確在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)，同時(shí)需要完善質(zhì)量控制措施，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備制造效率和質(zhì)量，推動企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的全面性提升，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備一體化生產(chǎn)。

2 數(shù)控加工技術(shù)概述

數(shù)控加工技術(shù)是對計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感檢測技術(shù)融合應(yīng)用的結(jié)果，同時(shí)在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用電腦程度對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程展開智能胡、自動化控制，從而進(jìn)一步提升機(jī)械零件加工制造效率，在高精密化機(jī)械加工中得到有效應(yīng)用[1]。

3 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 提升加工效率

在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中融入數(shù)控加工技術(shù)，可以保增長機(jī)械加工操作的規(guī)范性和系統(tǒng)性，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品加工的精密性。同時(shí)在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用背景下，還可以與智能技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，以便對加工全過程展開動態(tài)監(jiān)督和管控，這樣可以實(shí)時(shí)掌握各種元件的實(shí)際生產(chǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行自動調(diào)整，保障機(jī)械產(chǎn)品加工控制效率，強(qiáng)化產(chǎn)品生產(chǎn)精度。在數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用背景下，操作人員可以對多個(gè)加工設(shè)備進(jìn)行同步操作，這樣可以提升加工效率，縮短加工時(shí)間，節(jié)約成本，促進(jìn)整體行業(yè)競爭力的提升。

3.2 優(yōu)化加工流程

把數(shù)控加工技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，可以對生產(chǎn)全過程展開全方位、動態(tài)化管控，同時(shí)與智能檢測系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，以便對機(jī)械產(chǎn)品加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況。在數(shù)控加工技術(shù)支持下，工作人員可以對設(shè)計(jì)控制編碼進(jìn)行靈活性調(diào)整，確保實(shí)際生產(chǎn)加工方案與測試方案保持一致性和協(xié)調(diào)性，從而保障元件生產(chǎn)質(zhì)量，并以此為依據(jù)檢測產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)加工作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化開展。由此可見，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以簡化操作加工流程，提升設(shè)計(jì)加工效率，實(shí)現(xiàn)后期生產(chǎn)加工的便捷化與高效化。

3.3 確保元件外觀完整性

在數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用下，往往需要利用CAD 進(jìn)行元件設(shè)計(jì)工作。同時(shí)還可以利用數(shù)控加工技術(shù)動態(tài)跟蹤元件運(yùn)行軌跡，掌握零件結(jié)構(gòu)加工的實(shí)際情況，從而在元件設(shè)備加工生產(chǎn)過程中，設(shè)置相關(guān)輔助程序，確保元件生產(chǎn)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，并促進(jìn)元件外觀的整體性和美觀性，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[2]。

3.4 推動行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展

在以往的機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)中，主要是通過計(jì)算機(jī)軟件繪制機(jī)器生產(chǎn)軌道，這種方式難以保障制作精度，且產(chǎn)品缺乏柔軟性，加工效率較低，難以保障產(chǎn)品質(zhì)量，甚至影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。把數(shù)控加工技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)計(jì)加工工作中，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)直接加工，并與智能化、自動化技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，強(qiáng)化產(chǎn)品精準(zhǔn)度，推動機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

3.5 提升行業(yè)競爭力

機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)加工行業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，可以為中國先進(jìn)技術(shù)的升級創(chuàng)建良好的條件。數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，強(qiáng)化了中國在國際重工業(yè)中的地位，促進(jìn)中國綜合實(shí)力的提升。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 機(jī)械制圖中的應(yīng)用

在機(jī)械制圖中融入數(shù)控加工技術(shù)，能夠減少外界因素的干擾，尤其可以減少人為操作失誤引起的制圖精度問題，提升制圖效率和質(zhì)量，保障設(shè)計(jì)圖繪制過程的科學(xué)性與合理性。通過數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以替代人工操作，并利用自動化軟件，簡化操作流程。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，還可以利用CAD 制圖軟件進(jìn)行繪制，以便對產(chǎn)品設(shè)計(jì)情況進(jìn)行直觀化展現(xiàn)，為設(shè)計(jì)人員提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)依據(jù)，促進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際產(chǎn)品需求的契合性，促進(jìn)加工效率的提升，有效發(fā)揮加工監(jiān)測功能作用。在具體應(yīng)用前，技術(shù)人員需要對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行全面研究，了解其具體優(yōu)勢、特點(diǎn)等，同時(shí)構(gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫模型，對各類信息進(jìn)行優(yōu)化整合，促進(jìn)元件設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)用性，為后期機(jī)械加工生產(chǎn)提供指導(dǎo)[3]。

4.2 機(jī)械加工設(shè)備中的應(yīng)用

在以往的機(jī)械生產(chǎn)加工中，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性不足，環(huán)境適應(yīng)性較差，周邊環(huán)境、設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行磨損等因素，都有可能造成機(jī)械設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p害，降低其使用壽命，加大設(shè)備故障率，嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)計(jì)加工效率和質(zhì)量的提升，對企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)控加工技術(shù)，具體較高的環(huán)境適應(yīng)性和機(jī)動性、靈活性，能夠促進(jìn)機(jī)械加工生產(chǎn)過程的安全性，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，減少對機(jī)械設(shè)備的磨損，促進(jìn)整體生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升。數(shù)控加工技術(shù)可以與自動化技術(shù)、智能化技術(shù)、信息技術(shù)等進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，以便對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)督，掌握設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，并對故障信息進(jìn)行自動收集，將其以代碼形式傳輸?shù)綌?shù)控操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化故障診斷和維護(hù)，減少故障隱患，保障機(jī)械數(shù)控加工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。同時(shí)在智能化數(shù)控操作系統(tǒng)的應(yīng)用下，還可以對設(shè)備小故障進(jìn)行自行修復(fù)，減少故障概率，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。數(shù)控加工技術(shù)可以完全替代人工操作，減少人為操作引起的失誤問題，提高生產(chǎn)效率；程序員能夠結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，編制相關(guān)程序，并導(dǎo)入到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，機(jī)械設(shè)備可以在編程指令的驅(qū)動下開展自主生產(chǎn)；也可以對程序進(jìn)行靈活性修改，使其與實(shí)際生產(chǎn)需求保持契合性，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 數(shù)控機(jī)床五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械加工之前，需要嚴(yán)格按照實(shí)際工作需要，對加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，只有這樣才能進(jìn)一步強(qiáng)化加工效率和質(zhì)量，并減少對刀具的磨損程度，延長刀具使用壽命；同時(shí)還需要對加工目標(biāo)、材料、方式、參數(shù)等進(jìn)行全面了解，并以此為依據(jù)，對刀具進(jìn)行優(yōu)化選擇，確保其類型、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式、進(jìn)給速度等等符合實(shí)際生產(chǎn)需求；在信息技術(shù)知識下，可以在數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用中，融入CAPP、CAM 等技術(shù)，以便對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行智能化選擇，這樣可以強(qiáng)化加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)智能化、自動化管控；要對刀位軌跡進(jìn)行優(yōu)化，在數(shù)控加工過程中，刀具的實(shí)際走位與整體加工質(zhì)量、精度息息相關(guān)。因此，需要確保刀位軌跡的均勻性分布，同時(shí)提升刀位運(yùn)行效率，減少運(yùn)行軌跡誤差，才能保障機(jī)械產(chǎn)品表面的光滑性，促進(jìn)產(chǎn)品精度的提升。此外，還需要認(rèn)識到，刀位軌跡質(zhì)量受到復(fù)雜曲面加工的影響，因此，在對刀位軌跡進(jìn)行優(yōu)化過程中，要確保接觸表面的光滑性，避免在運(yùn)行過程中受到碰撞，同時(shí)需要對切削行間距進(jìn)行均勻分布，從而確保刀位軌跡達(dá)到預(yù)期效果，促進(jìn)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量和精度的提升。

4.4 明確走刀路線

通過數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以明確走刀路線，主要是指生產(chǎn)刀具與工件在生產(chǎn)加工工程中的運(yùn)行方向和運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡，從而明確各個(gè)工序的加工路線，而且還可以進(jìn)一步提升加工零件表面質(zhì)量，強(qiáng)化產(chǎn)品生產(chǎn)精度。在確定走刀路線時(shí)，需要精準(zhǔn)掌握零件表面粗糙度、加工精度等數(shù)值，從而方便進(jìn)行計(jì)算，這樣可以簡化工作流程，減少編程工作量，從而優(yōu)化走刀路線，縮短退刀、進(jìn)刀及輔助時(shí)間，既可以提升生產(chǎn)加工效率，同時(shí)還可以減少存儲空間占用。在銑床加工過程中，刀具的運(yùn)行方向和軌跡往往會受到各種因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)一定的差異性，很有可能在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)逆銑或順銑現(xiàn)象。再加上加工路線不同，導(dǎo)致零件加工生產(chǎn)質(zhì)量差異性較大。因此，在銑削平面外輪廓時(shí)，要求刀具沿著外輪廓曲線延長線切入，嚴(yán)禁刀具沿著構(gòu)件外輪廓法向進(jìn)行工件切入從而防止在切入過程中留下刀具刻痕，從而進(jìn)一步強(qiáng)化零件外表面的平滑性和完整性；工件切出時(shí)，不能在工件輪廓位置直接抬刀，沿著零件輪廓延伸線切線開展切離工作。

4.5 零件檢測中的應(yīng)用

在零件檢測中融入數(shù)控加工技術(shù)，可以替代人工操作，實(shí)現(xiàn)檢測工作的自動化，避免出現(xiàn)人為操作失誤問題。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用中，可以對檢測結(jié)果進(jìn)行記錄，并傳輸?shù)娇刂浦行?，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題，并查找原因，為方案優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)和保障。由此可見，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升機(jī)械產(chǎn)品加工精度，促進(jìn)機(jī)械制造自動化水平的提升，而且對各種環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，可以進(jìn)一步推動機(jī)械設(shè)計(jì)加工事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

5.1 強(qiáng)化重視程度

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提升了機(jī)械設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)了行業(yè)發(fā)展。因此，相關(guān)企業(yè)需要強(qiáng)化對數(shù)控加工技術(shù)的重視程度，并對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行深度研究，了解其應(yīng)用原理和應(yīng)用方法等，并將其真正融入到機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，推動機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率的全面提升。同時(shí)需要轉(zhuǎn)變思想理念，加大生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備創(chuàng)新力度，同時(shí)給予更多的資金支持，促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用。

5.2 促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)智能化發(fā)展

在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)支持下，智能化、自動化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到有效應(yīng)用。為了進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展水平，需要加大對數(shù)控加工技術(shù)智能化的研發(fā)力度，以便對機(jī)械產(chǎn)品加工全過程進(jìn)行智能化監(jiān)管，并優(yōu)化生產(chǎn)流程，為機(jī)械制造行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)[4]。

5.3 提升人員專業(yè)水平

機(jī)械制造企業(yè)需要充分認(rèn)識到數(shù)控加工技術(shù)的重要性，并結(jié)合實(shí)際工作需求，加大人才培養(yǎng)力度，培養(yǎng)更多高素質(zhì)專業(yè)人才，使其更加適應(yīng)數(shù)控加工技術(shù)的高要求和高標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工作中，結(jié)合先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)的具體要求，定期組織開展人員培訓(xùn)揮動，確保工作人員能夠?qū)?shù)控加工技術(shù)的原理知識、操作方法、運(yùn)行流程等進(jìn)行全面掌握，同時(shí)認(rèn)識到數(shù)控加工技術(shù)對機(jī)械制造的重要性，從而強(qiáng)化責(zé)任意識，主動提升自身的綜合能力，促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化應(yīng)用；同時(shí)還需要開展多元化的教育活動，組織員工外出學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，與優(yōu)秀人員分享和交流經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的有效性融合，推動企業(yè)生產(chǎn)管理水平的提升，強(qiáng)化企業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的全面性提升。

5.4 完善自動編程技術(shù)

自動化編程技術(shù)在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用方面發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用，可以保障數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的有效應(yīng)用。因此，需要對自動化編程技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，對編程語言進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，同時(shí)使其與機(jī)電一體化技術(shù)、信息化技術(shù)進(jìn)行相互融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)加工生產(chǎn)過程中的自動化、精細(xì)化檢查測試，代替人工操作，提升生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量，降低成本，推動數(shù)控加工技術(shù)自動化水平的全面提升。

5.5 加強(qiáng)原有設(shè)備的更新?lián)Q代

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化應(yīng)用，需要加大資金投入力度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的定期維護(hù)保養(yǎng)，必要情況下及時(shí)更新和改造，保障設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行，為數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性、高效性運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)，推動機(jī)械加工自動化水平的全面提升，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)建良好的條件。

5.6 自主創(chuàng)新數(shù)控高端技術(shù)

雖然在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)支持下，中國的數(shù)控技術(shù)水平逐漸提升，但是相對于發(fā)達(dá)國家而言，還存在一定的差距，而且在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的同時(shí)，加大了成本投入，非常不利于中國機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)競爭實(shí)力的提升。因此，需要強(qiáng)化自主創(chuàng)新意識，完善自主創(chuàng)新體系；同時(shí)政府部門需要充分發(fā)揮自身的職能作用，對企業(yè)自主創(chuàng)新和研發(fā)的高端技術(shù)進(jìn)行大力支持和推廣，全面調(diào)動企業(yè)的自主創(chuàng)新和研發(fā)動力。

6 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)揮了重要作用，可以提升機(jī)械加工質(zhì)量和效率，因此需要強(qiáng)化重視程度，加大人才培養(yǎng)，進(jìn)行資金支持，創(chuàng)新設(shè)計(jì)加工理念，促進(jìn)機(jī)械數(shù)控加工制造水平的全面提升。