數(shù)控加工技術在印章加工中的應用

王益飛

關鍵詞： 數(shù)控加工技術 計算機控制 加工精度 優(yōu)化路徑 設備優(yōu)化

中圖分類號： TG65 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0082-04

近年來，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術逐漸應用于各個領域，印章加工也不例外。數(shù)控加工技術是指利用計算機控制機床進行精密加工的技術，具有高效、精準、穩(wěn)定等特點。在傳統(tǒng)的印章加工中，由于手工操作的局限性，加工精度難以保證，而數(shù)控加工技術則可以完美地解決這一問題。因此，數(shù)控加工技術在印章加工中的應用越來越廣泛，不僅可以提高加工質(zhì)量，還可以節(jié)約人力、物力和時間成本。

1 數(shù)控加工技術概述

1.1 數(shù)控加工技術定義

1.1.1 數(shù)控加工技術的基本原理

數(shù)控加工技術是利用計算機控制機床進行零件加工的一種現(xiàn)代化加工方法。其基本原理是將加工零件的三維圖形信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序，通過計算機控制機床按照程序指定的加工路線進行自動化加工。數(shù)控加工技術的出現(xiàn)，極大地提高了加工效率和精度，是現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一部分。

1.1.2 數(shù)控加工技術的發(fā)展歷程

數(shù)控加工技術是隨著計算機技術的發(fā)展而逐步興起的一種新型加工技術。在20 世紀50 年代，數(shù)控加工技術開始出現(xiàn)，但由于計算機技術不發(fā)達，數(shù)控加工技術的應用和發(fā)展受到了很大的限制。隨著計算機技術的不斷進步，數(shù)控加工技術的應用范圍越來越廣泛，成為了現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一種技術手段［1］。目前，數(shù)控加工技術已經(jīng)廣泛應用于航空、汽車、機械、模具等領域，成為了制造業(yè)的重要組成部分。

1.2 數(shù)控加工技術的優(yōu)點

1.2.1 高效率

相比傳統(tǒng)加工技術，數(shù)控加工技術的優(yōu)點之一是高效率。通過數(shù)控程序的編寫，可以實現(xiàn)自動化加工，不需要人工操作，大幅度節(jié)約了時間和人力成本。

1.2.2 高精度

數(shù)控加工技術最大優(yōu)點是高精度。相比于傳統(tǒng)機械加工，數(shù)控加工可以實現(xiàn)更高精度的加工，因為其采用了計算機控制，可以準確控制加工過程中的各個參數(shù)，如刀具的位置、轉(zhuǎn)速、進給速度等。這使數(shù)控加工可以生產(chǎn)出更精確的零部件，滿足更高的工業(yè)要求。這也是當前數(shù)控加工技術能在印章加工當中得到應用的一個重要因素。

1.2.3 高穩(wěn)定性

高穩(wěn)定性同樣是數(shù)控加工技術的優(yōu)點之一，它可以保證加工精度的穩(wěn)定性和一致性。相較于傳統(tǒng)的手工加工或者半自動加工，數(shù)控加工技術可以通過計算機程序控制加工過程中的各個參數(shù)和工藝，從而避免了人為操作帶來的誤差和變化［2］。高穩(wěn)定性是數(shù)控加工技術能夠廣泛應用于高精度、復雜形狀零部件加工的重要原因之一。

2 數(shù)控加工技術在印章加工中存在的問題

2.1 技術問題

2.1.1 加工精度不穩(wěn)定

當然，數(shù)控加工技術并不是完美的，也存在各種問題，接下來將對數(shù)控加工技術中存在的問題進行探討。在數(shù)控加工技術中存在的第一個問題就是加工的精準度是不穩(wěn)定的。這主要是由于加工過程中受到多種因素的影響［3］，如加工設備、材料和刀具的不同，以及加工過程中的溫度、壓力等。這些因素的變化會導致加工精度的波動，從而影響加工品質(zhì)和生產(chǎn)效率。因此，如何提高數(shù)控加工技術的穩(wěn)定性和精度，是當前需要解決的重要問題之一。

2.1.2 加工效率不穩(wěn)定

數(shù)控加工技術在加工效率方面存在一些問題。之所以會存在加工效率不穩(wěn)定的問題，一方面，是由于編制加工程序需要時間，而且程序的調(diào)試也需要耗費一定的時間，這都會影響加工效率；另一方面，由于數(shù)控機床的加工速度和進給速度受到一定限制，加工效率也會受到影響。因此，需要進一步研究和優(yōu)化數(shù)控加工技術，提高加工效率。

2.1.3 加工成本高

在實際應用中數(shù)控加工技術的加工成本往往比傳統(tǒng)加工方式更高，這也逐漸成為了一個需要解決的問題。這是因為數(shù)控加工所需的設備和技術較為先進，需要更高的投入成本。此外，數(shù)控加工所需的材料和工具也往往較為昂貴，且加工過程中需要進行多次計算和調(diào)整，從而導致加工成本進一步提高。因此，如何降低數(shù)控加工的成本，是當前需要解決的一個重要問題。

2.2 設備問題

2.2.1 數(shù)控加工設備的價格昂貴

數(shù)控加工技術的發(fā)展受到了設備價格昂貴的制約。由于數(shù)控加工設備需要高精度、高穩(wěn)定性的部件和技術，所以導致其價格相對較高。這對于一些中小型企業(yè)來說是難以承受的，即便想要應用數(shù)控加工技術也無能為力。這是不利于一些中小型企業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型的。因此，這也成為了數(shù)控加工技術在普及和推廣方面的一大難題。

2.2.2 數(shù)控加工設備的維護難度大

數(shù)控加工設備的維護難度大是數(shù)控加工技術存在的一個比較明顯的問題。由于數(shù)控加工設備的復雜性和精密性，設備的維護需要專業(yè)的技術人員進行操作，而這些技術人員的培養(yǎng)需要一定的時間和經(jīng)費。此外，數(shù)控加工設備的零部件較為精細，一旦出現(xiàn)故障，修復難度也會較大，需要專業(yè)的技術人員進行修復，這也會導致設備維護的成本較高。因此，如何提高數(shù)控加工設備的可靠性和維護性，也成為了當前急需解決的重點問題。

2.2.3 數(shù)控加工設備的使用壽命短

由于數(shù)控設備主要由電子元器件和機械部件組成，所以其使用壽命受到多種因素的影響，如設備的制造工藝、材料質(zhì)量、使用環(huán)境等。同時，由于數(shù)控設備的高精度、高速度等特點，設備運行過程中的磨損和損壞也較為常見。因此，為了提高數(shù)控設備的使用壽命，需要加強設備的維護保養(yǎng)，加強設備的制造工藝和材料質(zhì)量控制，同時也需要在設計上充分考慮設備的可靠性和耐用性。

2.3 加工過程中的問題

2.3.1 加工精度與穩(wěn)定性

數(shù)控加工技術是一種高精度的加工方法，也是印章加工中常用的一種工藝。然而，在實際的生產(chǎn)過程中，數(shù)控加工技術仍面臨著一些問題。數(shù)控加工機床的精度和穩(wěn)定性對印章加工至關重要，但在印章制作過程中，由于批量較小且客戶需求多樣化，因此，往往會選擇一些低成本、低精度的數(shù)控設備進行加工，這導致了生產(chǎn)效率和印章質(zhì)量難以提高。

2.3.2 設計人員理解程度不足

在印章設計階段，由于部分設計人員對數(shù)控編程不熟悉或理解不透徹，可能會出現(xiàn)編程錯誤或路徑優(yōu)化不足等問題。這些問題可能導致零件制作失誤、切割深度不均等，從而嚴重影響印章的質(zhì)量。

2.3.3 加工效率及成本

印章制作往往需要考慮加工效率及成本。當采用數(shù)控加工技術時，由于機床耗能較大、切削液消耗較多等，使每個零件的成本相對較高。這就需要進行參數(shù)優(yōu)化和節(jié)能減排等方面的探索，以提高印章加工效率和降低成本。

此外，在數(shù)控加工技術的發(fā)展過程中，固定加工方法和材料對印章制作產(chǎn)生的影響需要進一步研究。通過技術創(chuàng)新、設備升級、人員培訓等方式，可以改進數(shù)控加工技術在印章加工中的應用，提高印章的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3 數(shù)控加工技術在印章加工中應用的優(yōu)化路徑

3.1 技術優(yōu)化

3.1.1 加工精度提升

技術優(yōu)化是指在數(shù)控加工過程中，通過對加工工藝、工藝參數(shù)、設備性能等方面的優(yōu)化，提高加工效率和加工質(zhì)量，降低加工成本為目的的一系列技術措施。其中，加工精度提升是技術優(yōu)化的重要方面之一，通過優(yōu)化加工工藝和加工參數(shù)，采取更精細的加工方式，可以有效地提升加工精度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。

3.1.2 加工效率提高

隨著市場競爭的加劇和客戶需求的不斷提升，加工效率的提高已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要目標。通過技術創(chuàng)新和設備升級，可以采用更加高效的加工工藝和工具，優(yōu)化加工路徑，提高加工效率，實現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化。同時，還需要加強對加工過程的監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)并解決印章加工中的問題，確保加工過程的穩(wěn)定性和質(zhì)量的可靠性。

3.1.3 加工成本降低

加工成本降低是數(shù)控加工技術優(yōu)化路徑中一個非常重要的途徑，通過優(yōu)化加工工藝、提高加工效率、減少廢品率等手段，可以降低加工成本。其中，優(yōu)化加工工藝是非常關鍵的一步，通過選擇合適的刀具、加工參數(shù)、加工路徑等來實現(xiàn)。此外，加強設備維護和保養(yǎng)，提高設備的穩(wěn)定性和壽命，也可降低維護成本。這些措施有效地降低了數(shù)控加工的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.1.4 加工難度降低

通過對加工程序的優(yōu)化和調(diào)整，使加工過程更加穩(wěn)定和可靠，減少誤差和損耗，提高加工質(zhì)量和效率。在印章加工中，數(shù)控加工技術的應用可以使加工過程更加簡單和高效，降低加工難度，提高加工質(zhì)量和效率。因此，在印章加工中，應用數(shù)控加工技術是一條優(yōu)化路徑，可以有效地提高加工效率和質(zhì)量。

3.2 設備優(yōu)化

3.2.1 數(shù)控加工設備的價格降低

數(shù)控加工設備的價格降低，是設備優(yōu)化的一個重要方向［4］。隨著科技的不斷進步和生產(chǎn)技術的不斷提高，數(shù)控加工設備的價格也逐漸趨于合理化，從而使更多的企業(yè)和個人可以購買和使用這些設備，提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

3.2.2 數(shù)控加工設備的維護簡易化

數(shù)控加工設備的維護簡易化，是數(shù)控加工技術在印章加工中應用的優(yōu)化路徑之一。通過對設備進行維護，可以提高設備的運行效率和穩(wěn)定性，減少設備故障率和維修成本，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益［5］。簡化維護的方法包括定期檢查設備的各項指標，及時清潔設備內(nèi)部和外部的雜物，保持設備的良好狀態(tài)，以及對設備進行定期保養(yǎng)和維修。同時，還可以采用智能化的維護方法，如使用遠程監(jiān)控技術和數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)對設備的遠程監(jiān)控和預測性維護，從而提高維護效率和精度。

3.2.3 數(shù)控加工設備的使用壽命延長

使用壽命延長是優(yōu)化印章加工設備的主要方法，因為延長設備壽命可以減少設備更換的頻率，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，同時也能保障印章加工的質(zhì)量穩(wěn)定。為了延長設備壽命，需要加強設備的維護保養(yǎng)，定期進行清潔、潤滑和檢修，及時發(fā)現(xiàn)和解決設備故障。同時，也需要避免過度使用或錯誤使用導致設備損壞。通過加強設備的維護保養(yǎng)和規(guī)范使用，可以有效延長數(shù)控加工設備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

3.2.4 數(shù)控加工設備的適用范圍擴大

數(shù)控加工設備的適用范圍擴大，可以實現(xiàn)更多種類、更復雜的印章加工。傳統(tǒng)的手工加工或機械加工無法完成的形狀和結構，數(shù)控加工設備可以通過編程和控制實現(xiàn)精準加工，提高加工效率和加工質(zhì)量［6］。同時，隨著數(shù)控加工技術的不斷發(fā)展，設備適用范圍也在不斷擴大，可以適用于更廣泛的材料和工件形狀。因此，擴大數(shù)控加工設備的適用范圍，是印章加工技術優(yōu)化的一條重要路徑。

3.3 加工過程優(yōu)化

數(shù)控加工技術已經(jīng)成為印章加工中最常用的工藝之一，其高精度、高效率、低成本的優(yōu)點得到了廣泛的認可。然而，在實際生產(chǎn)過程中，數(shù)控加工技術仍然面臨著一些問題。如何優(yōu)化數(shù)控加工技術在印章加工中的應用，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是當前亟待解決的問題。

3.3.1 優(yōu)化機床和刀具配備

選擇合適的數(shù)控加工機床對印章制作至關重要。新型的數(shù)控機床能夠自動完成編程和路徑規(guī)劃等復雜操作，還可以根據(jù)不同零件的需求自動調(diào)節(jié)切削速度和深度，從而提高加工的精度和效率。同時，在購買數(shù)控刀具時需要根據(jù)零件結構形狀、材料硬度等因素進行選購，并在使用后定期檢修或更換，以保障切削質(zhì)量。

3.3.2 優(yōu)化數(shù)控編程

在印章制作前，需要根據(jù)設計圖紙進行數(shù)控編程。合理的編程可以保證每個零件都能夠按照預定路徑完成加工任務。一些常見的優(yōu)化方法包括：優(yōu)化刀具路徑，減少切削空隙和相交問題，提高加工效率；選擇最優(yōu)的切削參數(shù)，如切削速度、進給量、切割深度等，以保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率；重新考慮零件結構形狀，盡可能減少不必要的邊緣加工，從而降低成本。

4 數(shù)控加工技術在印章加工中的應用

4.1 加工工藝分析

在程序編制之前，對程序進行處理是非常必要的，如何選擇合適的數(shù)控制造技術，是實現(xiàn)數(shù)控制造高質(zhì)量、高效率、低成本的關鍵。封底部件輪廓規(guī)整，待處理的每一種部件大小與表面光潔度都做了詳細的標記，曲面包括凹曲線、凸曲線、外溝槽、外螺紋等。當計算機數(shù)字控制機床（Computer Numerical Control，CNC）加工的工件有較大余量和復雜的外形時，程序就變得比較麻煩了，這時就要選擇組合的周期命令。當使用此命令時，只要確定了切割的工藝參數(shù)，確定了精車的路徑，CNC 就能根據(jù)需要進行粗車的路徑和數(shù)量，實現(xiàn)對工件的自動控制［7］。所以，采用組合周期的命令會極大地方便程序的編寫。在實際生產(chǎn)中，通常使用G73 命令和G70 命令來完成高精度的工件磨削。

4.2 刀具的選擇

印章零件右側R20 凹圓弧在選擇刀具時，要留意刀具的副切削刃與已加工表面之間的干擾。在必要的情況下可以用模擬仿真軟件進行驗證，也可以用畫圖的方式確保刀具選擇的準確性。這種工件的外圓刀具最好選用35°或55°的銳角刀具，在對封口把手右邊進行加工時，選用55°的銳利刀具T0101，適用于右邊輪廓的粗加工和精加工［8］。在進行印章手柄左邊的加工時，可以選用90°的外圓車刀T0202，是用來對印章手柄左邊的外部外形進行車削。寬度不超過3 mm 的切槽刀T0303，是用來對凹槽進行切割的，而60°T0404 型，適用于對M22×2 的外絲線進行車切。

5 結語

總而言之，數(shù)控加工技術是一種高效、高精度、高穩(wěn)定性的加工技術，已在印章加工和其他領域得到廣泛應用，然而，數(shù)控加工還存在技術、設備和人才方面的問題，如加工精度不穩(wěn)定和設備價格昂貴等。為了解決這些問題，需要進行技術和設備的優(yōu)化。技術上需要提升加工精度、提高效率、降低成本和難度；設備上需要降低價格、簡化維護、延長使用壽命和擴大適用范圍。數(shù)控加工過程中需要優(yōu)化機床、刀具配備和數(shù)控編程。只有通過這些優(yōu)化措施才能更好地發(fā)展數(shù)控加工技術，推動制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。