基于数控加工的工艺设计原则及方法研究

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①作者简介：万银生(1963,10—),男，汉族,山东济宁人,本科，副教授，研究方向：主要从事机械设计与制造。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.16.112

基于数控加工的工艺设计原则及方法研究

①

万银生

(山东理工职业学院 山东济宁 272067)

摘 要：在现代的工业生产的形势下，如何很好地利用数控机床，是一个很重要的问题。因为技术的应用对于生产过程中的效率有很大的作用。本文通过对这一问题的研究，介绍了数控加工的工艺设计原则，还有在生产当中的数控加工的工艺设计的方法，对于在生产生活中提高工作的效率有很大的指导意义。关键词：工艺设计原则 数控加工 编程 生产步骤中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)06(a)-0112-02

1 数控加工工艺的特点

数控加工并不是一个简单的东西，在编程的时候要特别注意细节。日常在生产的过程当中发生的问题很多都是在最初的数控编程和数据处理当中没有注意到细节。数控加工的工艺设计是工业生产中很重要的一个环节，所以在设计方案的时候一定要特别认真，如果在设计的过程中方案不合理，可能所需的工作量会因此而大量增加。因此，基于在数控加工的工艺设计的过程中的效率和时间的考虑，数控加工的工艺设计时一定要注意正确处理数据变成。同时，一个合理的数控编程才可以在数控加工的工艺设计中制造出合理的零件，并且，产品的质量的好坏也与数控编程有很大的直接联系。

(1)数控加工工艺的内容具体。数控加工的工艺设计是一个很具体的生产过程，就是为了生产所需要的零件而存在，并不是什么复杂的过程。它所面对的对象也特别清晰，并且要求在设计过程中要严格的把控每一个细节。普通的传动工艺有很大的缺点，这也是为什么数控机床能够很快的受到人们的喜欢。因为这种新的生产的方式在设计生产过程中所需要的加工的过程比较少，并且，所需要的专门的仪器设备也比较少。当然，这种方法为人们提供便利的同时，也会有一些严格的要求。就是数控加工过程更加复杂。因为数控加工会需要编程，这些动作的完成需要生产者有一定的高水准的知识与技能。并且，在生产设计的时候对于细节的严格要求，也便是对于工作者的职业素养的要求。

(2)数控加工的工艺复合性。数控加工意味着整个生产过程的相互配合和对于生产资源的良好设计与利用。往往一个零件的生产需要多个机器在同时进行工作，对正在生产的零件进行多重的加工过程。这种加工的方法也可以认为是在生产过程中将传统的生产设计方法结合在一起，让整个生产过程更加的简便，并且能很好地提高对于机器的利用效率。并且，这种方法也很好地节约了资源。因为传统的生产方法需要在每一个设计生产的过程中都需要专门的工具来夹持正在生产的零件，利用这种方法，可以很好地减少这一步骤，节约了时间，在这个过程中所需要的工具数量也变少了，并且，这种机器之间很好的配合也使得时间被大大的缩小。这种对于工作效率的很大的提高在生产当中是非常重要的。

数控加工的工艺设计是在零件生产前必须要完成的

步骤。这个步骤对于工业的生产时特备重要的。因为要很好地提高生产的效率，在生产过程当中很好地利用每一个生产资源，就需要在生产前通过很好的设计，研究，让加工过程尽可能地高效率。

2 零件的数控加工工艺性分析

零件数控加工的合理性分析。在数控加工的工艺设计时也要注意监督，因为一个人的编程不一定可以达到很好的效果，在生产之前认真地检查一下编程的合理性，看一下数控加工的工艺设计的时候是否考虑到了各个机器之间的相互配合，是否合理地使用了每一个机床，避免出现那种在设计过程中用很大的机器，去完成一个很小的工作步骤，造成收入小于支出的情况。同时，数控机床有它的优越性，就是在编程的控制下各个生产步骤可以同时进行，这种过程大大地节约了生产所需的时间和成本，提高了效率，这是数控加工的工艺设计的优越性的体现，所以在生产的时候一定要注意是否利用到了这个优势，把能够相互配合的数控机床很好地配合。通常在生产时会碰到的问题是生产的零件比较复杂，在生产过程中要求会比较高，这个时候数控加工的工艺设计就能很好地展现它的优势了。在生产的时候，很好的设计，能够大大的节约成本，提高效率。在生产的时候，可能会有一些零件相似或者同等类别，这种生产的时候，可以将这些安排在一起生产，这样可以很好地利用机器，并且同类的零件生产过程类似，节约了很多生产中不必要的成本。当然，数控加工的工艺设计并不是要完全的脱离普通的生活生产。在日常的生活中，数控加工的一般是比较精密的部件，并且，数控加工的工艺设计一般也是正对价格比较昂贵的机械来说的。所以，对于一些比较简单，且并不需要太精密的生产，可以在普通的机床上去完成。

零件数控加工的工艺性分析要点。在数控加工前，首先对零件图纸做严谨仔细的数控加工工艺性分析，数控加工的方便性与可能性事是两个重要的审查和分析角度。例如:(1)零件图纸中的尺寸数据的给出是否符合编程方便的原则是我们首先需要分析的，其中包含这两点：①零件图纸中的尺寸标注方法是否与数控加工的特点相适应。②构成零件轮廓的几何元素的条件是否能够满足。由于在手工编程时，需要计算构成零件轮廓每一个基点坐标，而在自动编程时，需对构成零件轮廓的全部几何元素做出定

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义，如果有一条件不够充分，那么将无法计算零件轮廓的基点坐标，进而无法表达零件轮廓的几何元素，由此导致不能进行编程，所以在分析零件图的过程中，必须要分析几何元素的给定条件是否充分有效。(2)接下来分析零件各加工部位的结构工艺性是否与数控加工的特点相符合。①零件的外形和内腔尽量采用统一的几何类型和尺寸。这样就能减少刀具规格和换刀次数，从而使编程简单方便。②需分析零件定位基准的可靠性。数控加工应尽可能的采用统一的基准定位，要不然可能会因工件的安装定位误差从而导致工件加工的位置误差和形状误差。(3)还必须分析零件所要求的加工精度等是否可以得到保证。总而言之，在数控机床上加工零件时，必须全面分析零件图样,并且还要弄清零件的技术要求结构形状和尺寸，最后才可以确定零件加工的工艺过程和工艺路线。

3 零件数控加工的工艺设计原则

(1)零件加工工序的划分方法。数控加工的工艺设计就

是在加工过程中设计怎么来生产一个零件。具体的要求就是关注在设计过程中的每一个细节。也就是说生产时候的零件的先后生产顺序，在加工的时候零件有什么特殊的要求，当然，一个零件的生产并不是完全的需要全部的数控设计，还会有在普通机床上完成的部分。也就是说，数控加工的工艺设计的时候还要确定在那些生产步骤会需要数控机床生产。比如根据所用的刀具的不同，来安排生产的顺序。在设计生产的时候，机器的刀具是非常重要的。生产时更换刀具的速度决定再生产时候能否提高速度，节约时间。因此，在数控加工的工艺设计的时候一般

是先完成第一把刀具所能完成的所有工作，在更换下一把刀，完成接下来的工作。

(2)零件加工的数控加工工艺设计原则。在生产的时候，要注意在加工的工序集中的部位可以多设计步骤，这样就可以在这个步骤当中完成零件生产所需要的大部分工序，这种要求可以节约不同的操作步骤之间衔接不好的问题。同时，要注意先完成操作要求比较低的步骤，再来完成精密的操作。

4 结语

数控加工的工艺设计是生产的前期准备工作，前期准备的好坏直接关系着生产所需的时间，生产的质量，以及生产的效率。并且，很好的设计也能使得工业生产更加的合理化，是生产中不可或缺的部分。

参考文献

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[5] 王喜良.三维加工艺设计及应用技术研究[D].沈阳航空航天大学,2013.

(上接111页)

人员的专业素养和设计经验对最终模具的设计效果有很大影响。相关设计人员应该多参加相关培训，不断提高自身专业技术水平，在确定材料种类的同时对其性能数据及功能进行全面把握，做好充分的数据采集工作，对相关机器的使用注意事项，模腔的大小尺寸等进行准确把握，明确在制造过程中可能出现的材质变化问题，提前对模具设计进行有效的调整，尽量抵消生产过程中产生的变化，使得最终的塑料制品满足理想的尺寸，提高塑料制品的工作效率。在设计过程中还应该注意的是塑料类型与收缩率的关系，一旦出现错误，无论大小，都会对模具最终的整体尺寸带来极其严重的影响，可能就会造成最终无法挽回的后果。由于不同公差标注对塑料模具的影响不同，无论精度高低都需要严格控制相关尺寸，达到最终的精度要求。为了减少材料收缩率对制造精度产生的影响，可以尝试在制造过程中加入抗高温和抗压添加剂，减少塑料的收缩变形程度，降低设计生产难度，使最终的产品可以在应用过程中能够面对各种复杂的工作强度。2.3 利用3D打印技术进行模具生产

科技是提高生活水平的发动机，3D打印技术是当前模具生产中的重点，其关键性技术是控制好切片厚度及精度控制和使用先进的测量技术进行曲面塑造模型。利用先进的测量技术测量出塑件的点云图，后对其进行曲面重构以塑造出模型产品，为了降低工作量，关键点的控制工作极其重要，要在全面掌握注塑模具设计的基础上进行实践创新。3D打印技术的灵活运用可以加快设计环节速

度，提高生产效率。目前我国的制造业正处在比较落后的

地位，生产始终走不出传统的路，缺乏创新思维，继续新技术、新设备、新想法的大力冲击，与我国的创新发展相接轨。通过引入3D打印技术减少模具型腔制造过程中繁琐的工作量，节约模具开发成本。

3 结语

塑料模具的质量问题与实用性决定着塑料制品行业的发展。因此，需要提高模具设计水平，严格规范模具设计标准，着重培养设计人员的专业素养，灵活娴熟地运用CAE/CAD技术，综合整理材料的收缩率对塑料制造可能造成的影响，以提高生产流程中的精度。通过不断对3D打印技术进行探索创新，改良现有工艺，将其与测量技术、逆向成型技术相结合，针对问题提出有效的防治措施，真正提高模具设计水平，更大程度上满足现如今的市场需求，扩大塑料模具市场。

参考文献

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[2] 罗燕锋.试析塑料模具设计中常见的问题[J].科技与企业,2011(15):121-122．