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摘要：數控加工技術是一項具有高難度、挑戰(zhàn)性的工業(yè)制作技術，對于這種高難度技術要耗費更多的人力物力。對于數控加工這一項技術的工藝設計原則和方法進行研究和探討有利于改進數控加工的工藝設計原則和方法，使得數控加工這一項技術不斷改進升級，提高生產的效率。本文通過了解數控加工的含義及特點，有針對性的分析其加工工藝性，探討數控加工的工藝設計原則和方法，并通過實例進行具體闡述，從而推動數控加工技術的發(fā)展。

關鍵詞：數控加工；工藝設計原則；工藝設計方法

數控加工技術是加工技術改進過程中一項重大改革成果，在傳統(tǒng)加工方法中所用的工藝方法較為單一，但是數控加工技術的工藝方法中不僅融合了傳統(tǒng)加工方法，而且在傳統(tǒng)加工方法的基礎之上結合了鉸等一系列方法，數控加工技術是復合型的，它集合了傳統(tǒng)各種方法的長處，博采眾長。數控加工技術功能性如此之強大，研究數控工藝設計的原則及方法，改進數控加工技術的性能變得尤為重要。

1數控加工的含義

數控加工技術是區(qū)別于傳統(tǒng)加工技術而言的，指的是在工藝過程中直接將原材料向成品轉化，直接對生產的對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等部分或全部進行了改變，使其成為成品或半成品的生產過程。從概念中我們就可以了解到數控加工技術的一個重要特性，就是數控加工技術準確性。傳統(tǒng)加工技術有被稱為機械加工技術，指的是在工藝生產過程中將毛坯材料，通過機械手段改變其形狀、尺寸、相對位置和性質，從而使得原來的毛坯材料成為適應生產需要的零件的生產過程。由此可見，數控加工技術實際上是傳統(tǒng)機械加工的集合體，它是將一個個的機械加工技術集中在一起，并通過技術手段進行控制，比傳統(tǒng)的機械加工方法相比具有更高的精準性和較高的自動化性能[1]。數控加工區(qū)別與傳統(tǒng)機械加工的具體區(qū)別還體現在如下方面：第一點，設計內容具體化，數控加工工藝的設計相當的復雜，想要一次性完成眾多機械加工方法就要將內容設置的具體而且詳細，每一步的工序都要參與其中，丟掉一項數控加工技術就可能無法達到預期的結果；第二點，工序簡化，雖然數控加工技術在設計上十分復雜，但是在執(zhí)行的工序上卻大大的簡化，因為數控加工技術本身就具備高精準和自動化的性能，原本需要很多不同種類的機械加工技術在數控加工技術中，一次性就可以完成。

2數控加工的特點

在實際的生產活動過程中，通過對數控加工技術的大量實例進行分析我們不難發(fā)現，數控加工技術的特點。第一點，數控加工技術設計工藝十分嚴密，設計內容相當復雜。數控加工技術是直接將原材料直接加工成成品或半成品的一項生產過程，在生產過程中直接加工成成品或半成品意味著工序步驟的減少，操作過程簡化，但是對于數控加工技術的設計提出了更高的要求。所以數控加工技術的設計中考慮的因素需要更加全面，內容要更加具體，設計過程需要各個步驟緊湊銜接，達到一個可以正常運作的水平，在正常運作水平達到之后還要對其具體內容進行優(yōu)化，不斷調整數據，進行分析再改進，達到一個設計的要求的標準水平。第二點，數控加工技術更加具有復合性，是各種工藝的集大成者。數控加工技術具有強大的加工功能，可以將原料加工成符合工藝標準的成品，中間經過了一系列的復雜工藝，在傳統(tǒng)機械加工中，每一項工藝都需要專門的工具和專門的工作人員來進行操作，這樣的做法造成了人力物力的浪費。零件在一個個工序之間來回周轉，每一道工序中的操作人員也不一樣，在操作過程中一些小的問題和瑕疵，因為沒有及時的溝通和注意，會導致零件在下一個工序時，由于加工不當變成了不合格的廢棄零件。而數控加工技術基本一次成型，減少了零件的來回周轉，從而提升了零件加工的精準度，也減少了不必要的浪費，節(jié)約了生產成本。

3數控加工工藝性分析

3.1數控加工的合理性分析。對于零件的加工，不能不結合零件的具體加工要求，盲目的追求數控加工。在零件加工之前應對零件加工過程進行分析，選擇出適合的零件加工方法。一些普遍適用的零件，即使在普通機床上進行生產也完全能夠進行，因為許多需求量大生產工藝相對簡單的零件加工，普通機械加工技術在大量的生產工作實際過程當中，不斷的進行工藝的改進，改進后本身的生產技術水平完全能夠滿足這些零件加工的需求；還要一些零件不需要全部進行數控技術生產，只需要將核心技術用于數控加工進行生產即可，如果一味的追求數控加工生產，會給數控加工技術帶來更多的繁瑣的步驟，耗費較多的設計工序，就不如將數控加工技術和機械加工技術結合起來，讓產品生產成本降低，優(yōu)化產品生產結構，達到經濟效益的最大化。由此可以總結出數控加工合理性的兩個因素分別是：第一個因素，加工零件的復雜程度，對于加工起來復雜程度高的，要求精確度高的，品種種類較多的，但是生產規(guī)模市場需求量相對較小的，采用數控加工技術進行加工，會花費較少的人工成本，也會減少產品的不合格率，能夠帶來較大的經濟效益。第二個因素，根據加工零件的性質和工藝要求進行分類加工。將不同類別的加工零件采用不同的數控加工技術，以獲得生產配置的最優(yōu)化，減少數控機床的損壞率和利用率。盡量不要將原材料直接在數控加工機床上進行直接加工，盡量將原理通過普通機床進行粗大加工，將其加工成零件的毛坯，再將毛坯料加入到數控加工機床上進行生產，提高經濟效益。3.2數控加工的工藝性分析。對于數據加工工藝性分析，主要應從數控加工的可行性和方便性這兩大方面進行考慮。所以考慮可行性和方便性這兩大方面，就要從數控加工設計的圖紙進行分析。首先，分析零件設計圖紙中所標注的尺寸是否具有可行性，是否符合數控加工編程設計的方便性。要考慮設計圖紙上標注的尺寸是否能正確構成數控加工技術，還要考慮設計圖紙上所建立的幾何形狀能否在數控編程中體現出來，數控編程分為手動編程和自動編程兩種類型，在設計數控加工時一般會采用手動編程進行模擬，以驗證其操作的可行性[2]。但在這樣的驗證方法也存在著一定的弊端，手動編程中零件輪廓的基本坐標是由手動計算構成的，但是在自動編程中零件的幾何形狀是由系統(tǒng)根據數據自動生產的，如果設計圖紙上某一坐標標注錯誤或模糊，則在自動編程中無法繼續(xù)進行自動編程。其次，要分析的是各個零件加工的工藝性與數控加工技術符合的程度。在前面我們應該介紹過了數控加工技術的特點，內容過程嚴密設計內容復雜和高度的復合屬性。對于加工的零件要求的工藝性是否需要進行數控加工，對于只需要進行簡單加工的零件，不必動用設計復雜難度大的數控加工設計；還要分析對于加工的零件是否需要較多的生產工藝和步驟，對于只需要一兩步進行簡單加工的零件，不必采用數控加工技術。對于加工技術要求精密性不高的加工步驟，也不必用數控加工技術。

4數控加工的工藝設計原則

4.1工序最大限度集中、一次定位原則。數控加工技術本身就是集各種普通加工技術于一身的復合型的，在數控加工的工藝設計時要盡量將其工序最大限度的集中在一起，這樣可以減少零件加工過程中周轉的次數，減少加工工藝上的誤差，避免人力物力的浪費。尤其是對像同軸打孔加工的零件最好是一次性定位避免重復性打孔帶來的誤差，避免造成失誤，使得零件不合格。4.2先粗后精的原則。在進行數控加工的工藝設計時，應該按照零件從原料到成品的制作工序進行，分別是原料———半成品———成品的順序，進行工序安排。在對原料加工時，應根據原料的特點，選用鋒利硬度大的刀具進行加工，對于成品階段的加工，應該選用精確度高、較為靈敏的刀據進行加工。4.3先近后遠、先面后孔的原則。對于零件的加工過程中，距離刀點的遠近下刀的順序應該是先近后遠，這樣可以減少刀具空擋滑行的距離，減少不必要的浪費。在加工如車削面這類帶有面的零件時，應先對面進行加工，待面的加工完成后，前面先進行加工的面已經恢復到加工前的狀態(tài)，此時再打孔可以提高打孔位置的準確度[3]。4.4先內后外、內外交叉的原則。對于那些具有內面和外面兩個面的零件，數控加工工藝設計原則應是先對內外兩個面進行粗加工，加工時也是先內后外，在粗加工完成后再進行內外面的精細加工。4.5刀具最少調用次數原則。在數控加工時，應盡量避免多次調用刀具，在對零件進行加工之前應對加工零件進行分析，選用哪種刀具最為合理，更換的次數最少。4.6附件最少調用次數原則。在數控加工的工藝設計原則中，對于附件的要求是在保障零件質量的前提下最好一次都不要調用附件，調用的附件次數越多，成本就越大。4.7走刀線路最短原則走刀線路最短，可以使加工的時間縮短，但是如何使走刀線路最短還需要對零件進行分析，找合適的換刀點，合理安排走刀路徑。4.8程序段最少原則。數控加工的工藝設計中對程序段也提出了要求，在數控加工技術中盡量將程序段控制在最少段，并能保證其功能的實現。程序段越多，耗費的精力越多，可能會出錯的點反而也會越多。4.9數控加工工序與普通加工工序銜接原則。數控加工技術很少自己單獨完成零件的加工，很多時候需要與普通加工技術進行配合，所以數控加工技術與普通加工技術的工序之間要相互配合，標準統(tǒng)一才能進行好零件加工。4.10特殊情況特殊處理原則。即便我們嚴格按照規(guī)定的數控加工的工藝設計原則進行工作，但是在實際的生產過程當中也會出現這樣那樣的狀況和問題，這些特殊問題的處理原則需要靈活機動，根據實際情況來進行調整，不能死套規(guī)矩，一成不變讓事情無法得到妥善的解決，一切以安全生產，保值增值為準。

5數控加工的方法

5.1事前分析。在數控加工工作進行之前要做好充足的事前分析工作，首先就是認真分析加工零件的圖紙，分析設計圖紙有無明顯的不可行的錯誤，在沒有明顯錯誤之后，應對圖紙進行進一步分析，為零件選用最為合適的加工方法，選用最優(yōu)工序。5.2方案設計。在確定哪些工序需要進行數控加工之后，根據零件特征和機床的性能特點，安排最為合適的方案，進行加工，提高生產效率，實現利益的最大化。5.3工序細化。加工工序包括兩個主要方面，一個是粗加工另一個是精細加工。在粗加工階段盡量使用普通加工的方法，減少數控加工的損壞率，在精細加工階段，應主要采用數控加工的方法，數控加工的高精準性，可減少零件的不合格率。5.4數控夾具運用。數控夾具的合理使用可以縮短生產時間，提高生產效率。要想合理利用數控夾具，就要從數控夾具和、機床坐標方向和零件的尺寸關系三方面入手，保持三方面的協(xié)調作用。5.5切削用量的合理選擇。確定切削合理用量要充分考慮機床的基本性能和加工能力，依據零件的要求來確定。

6結束語

數控加工的工藝設計原則及方法的研究需要在大量的實踐過程中反復實踐得出研究，大量的研究基礎上總結得出了這些最為基本的原則。這些原則和方法又將指導生產工作，為生產工作創(chuàng)造更高的經濟效益。

參考文獻：

[1]許清海.基于數控加工工藝的工藝設計原則及方法研究[J].設備管理與維修，2017（13）：105-107.

[2]劉暑平.基于數控加工的工藝設計原則及方法[J].現代制造技術與裝備，2017（3）：108-109.

[3]張敬，張杰.基于數控加工的工藝設計原則和方法分析[J].科技資訊，2017，15（32）：81-82.

作者:李文華 單位:呂梁學院