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数控加工工艺标准化的探究

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摘要:数控加工工艺是社会经济快速发展的产物,建立在科学技术水平不断提升的基础上。标准化生产一直是社会各行业追求的目标,标准化生产的实现不仅可以提升企业的生产效率,还可以增强企业的竞争力,保证企业在激烈的市场竞争占据有利位置。本文首先阐述了数控加工工艺的特点和流程,然后分析了数控加工工艺存在的问题,最后重点探讨了数控加工工艺标准化设计。

关键词:数控加工;加工工艺;标准化

企业要想在激烈的市场竞争中占有一席之地,必须要从自身实际出发,提升综合实力。新时期以来,数控加工工艺企业的发展异常迅猛,在科学技术的带动下,数控机床在现代制造业中扮演的角色越来越重要,这就催生了一大批现代制造企业,使得市场竞争加剧。标准化的数控加工工艺作为现代企业追求的目标,制造业应当意识到数控加工工艺标准化对自身发展的意义,通过各种合理手段实现数控加工工艺的标准化。

1数控加工工艺的特点和流程

1.1数控加工工艺的特点

现代制造业中,数控加工工艺技术的应用,可以最大限度地减少工装数量,提高生产的效率。比如在对复杂零件修改的时候,数控加工工艺处理方法的应用,只需要修改其零件的加工程序,不需要“伤筋动骨”。在进行加工处理的时候,加工的质量必须要得到保证,通过数控加工工艺处理方法的应用不仅可以保证加工的质量,还可以提高加工的精准度。在解决机床型面,数控加工工艺处理方法除了能够解决常规型面之外,还能够解决一些非常规型面,提高了生产效率,适用性非常广泛。

1.2数控加工工艺的流程

数控加工工艺的应用离不开编程的应用。现阶段,绝大部分企业在数控加工工艺过程中采用的是计算机编程。在数控加工工艺处理方法的应用中,计算机编程的意义重大,是数控加工工艺的重要一环。当然,数控加工工艺中,计算机编程的作用巨大,但除了计算机编程之外,还需要做好编程之前的准备工作以及编程后的后续工作。也就是说,数控加工工艺的流程具有系统性、程序性的特点,在实际的操作过程对技术人员的技术要求非常高,这也从侧面反映了数据加工工艺的重要性。

2数控加工工艺存在的问题

2.1缺乏可循的标准

数控加工工艺制定流程没有标准作为参照,数控编程受到技术人员的主观因素影响较大,由于不同的技术人员其认为的工艺标准不一样,这就使得数控工艺产品在生产过程中存在不同的规格,质量各不相同,容易出现不合格产品。最为关键的是,没有标准可依,容易造成工艺文件的堆积,造成材料浪费,还增加了加工的成本。以电极、镶件等零部件为例,这些零部件存在着相似的加工工艺,要求在数控加工工艺上注重方案的相似性,没有标准可循,相似性也就无从谈起。

2.2制造流程不规范

纵观当前数控加工工艺的实施,90%以上都是沿用独立分散的方法进行:模具加工过程中,技术操作人员修改加工程序时,依靠的是自身的主观经验自行修改,在模具加工过程中,为了保证模具的质量,必须要不断地修改加工程序。独立分散的方法应用在程序修改过程中,无法保证产品的精确度,容易因操作人员的因素造成误差的出现。以数控加工的刀具、参数为例,这些因素的准确度必须要高,特别是在当前精密性要求越来越严的情况下,而不规范的制造流程显然不符合现阶段要求。

3数控加工工艺标准化的内容设计

数控加工工艺中,标准化设计的实现,需要全面分析,从加工定位的标准化设计、加工刀具的标准化设计、工艺参数的标准化设计、加工策略的标准化设计4个方面着手。

3.1加工定位的标准化设计

对数控加工工艺标准内容进行加工定位具有必要性。关于加工定位的标准化设计,需要做好以下两个方面。第一,零件加工的基准要确定下来。所谓基准指的是零件加工过程中,为确定零件点线面的位置,需要参照物,被称之为基准。基准在零件加工过程中的影响很大,会影响加工工序的规划与实施,间接地影响质量。在具体定位过程中,通常先在毛坯表面进行定位。第二,合理规划零件加工的区域。现实情况中,零件曲面的类型多种多样,复杂度很高,这就要求在进行加工之前,技术操作人员应当合理地规划所要加工的区域,之后再确定要使用到的加工工艺。

3.2加工刀具的标准化设计

数控加工工艺过程中,刀具非常关键,刀具的选择会直接影响到数控加工工艺的质量。所以,数控加工工艺标准化实现,刀具材料、类型及参数的标准化必不可少。在刀具材料的选择上,常见的材料有硬质合金钢、高速钢、涂层硬质合金钢等,能够准确对坚硬零件的层切。在刀具类型的选择方面,球头刀和端铣刀是最常见的两种刀具类型,它们自身结构比较规范,应用在数控加工工艺中有利于标准化的实现。在刀具参数的设置方面,主要包括走刀路线、走刀区域、颜色选择等,在进行不同零件数控加工时,应当具体情况具体分析,根据零件的不同,针对性地设置刀具的相关参数。

3.3工艺参数的标准化设计

数控加工工艺中,参数的标准化设计是其标准化实现的关键部分。通常情况下,数控加工工艺中的参数包括速度、深度、程度等内容。工艺参数的标准化设计具体可以从以下几个方面着手。(1)速度方面,零件加工的切削速度受到刀具材料的影响,一般材质较硬的刀具可以对质地较硬的零件进行深加工;零件加工过程中,如果零件硬度不高,则可以加快切削的速度。(2)深度方面,深度会受到精度要求产生不同的影响。(3)程度方面,也就是给量,要求合理设置给量的工艺参数。在实际的数控加工工艺过程中,经验非常重要,很多时候可以根据以往的经验对工艺参数进行合理设置,为工艺参数标准化的实现提供宝贵的参考依据。

3.4加工策略的标准化设计

结合当前数控加工工艺的实际情况,标准化的实现任重道远,要想加快数控加工工艺标准化的实现速度,对加工策略的标准化设计必不可少。一般而言,加工策略标准化设计的实现需要注意两个方面,一方面是加工工序的选择,另一方面是拟定合理的加工策略。首先,技术操作人员应当选择合理的加工工序。当前,工序有粗加工和精加工两种情况,数控加工工艺过程中应当坚持“从粗至精”的原则。其次,技术操作人员应当拟定合理的加工策略。数控加工工艺中,走刀路线的选择十分关键,加工策略的拟定会对走刀路线的选择造成重大影响,要想确保走刀路线合理,就必须拟定科学的加工策略。

4数控加工工艺标准化的设计

上述提及到的是数控加工工艺标准化的内容设计,接下来在参考相关文献资料的基础上,结合自身的工作经验,从整体设计和操作流程两个层面探讨数控加工工艺标准化的设计。

4.1数控加工工艺的整体设计

对于整体设计而言,具体包括两个方面:功能设计和框架设计。首先,功能设计。功能设计涉及到的内容诸多,如零件曲面的自动识别、工艺选择、工艺参数修改等。在具体的操作过程中,技术人员要对加工零件进行识别和管理,然后选择合理的加工工艺,紧接着再对不满足加工要求的工艺参数进行修改,之后存储已经加工完成的零件的信息,作为后续标准化设计的依据,最后形成文件并输出。其次,框架设计。框架设计可以分为三层,分别为显示层、逻辑层和数据库层。显示层显示加工处理过程中的信息,逻辑层处理用户的相关请求,数据层存储加工处理中的全部数据信息。

4.2数控加工工艺的操作流程

数控加工工艺操作流程的系统,主要包括5个步骤。步骤一:进入主界面,导入模型。步骤二:系统识别已导入的模型,进入下一环节,未识别再次重复此操作。步骤三:判断模型类型,已判断进入下一阶段,未判断则返回上一级。步骤四:录入标准化数控加工工艺,若要修改,形成数据,如果不要修改,则再进行是否修改工艺信息的判断。步骤五:进行前面四个步骤之后,处理关键数据,完成操作流程。

5数控加工工艺标准化的方法

5.1典型工艺法

典型工艺法上个世纪30年代末期索克洛夫提出的,其着眼点是工艺过程的标准化,也就是将零件根据结构、形状相似性和工艺过程相似性标准进行分类,同类零件采用相同的典型工艺。从目前来看,数控加工过程中,应用典型工艺法有利有弊,利的地方是将其应用在齿轮、标准件等结构形状稳定性、批量相对较大的零件中更加适合,弊端在于面对批量不大或者非标准结构的零件该种工艺法不太适合。因而,在形状结构差别大、批量小的生产场合,典型工艺法无法充分发挥出其功能作用,但是可以作为零件工艺设计的参考资料。据有关研究显示,在当前的数控加工工艺标准化的过程中,典型工艺法的使用率约为1/5,但是这1/5使用典型工艺法的零件加工获取的效果并不是非常令人满意,典型工艺法需要随着生产的不断发展而改进,以便符合现代化的数控加工工艺标准化要求。

5.2成组工艺法

成组工艺法是20世纪50年代特洛范诺夫提出来的,该工艺法的着眼点在与工序的标准化。也就是,成组工艺法更多关注的是零件加工过程中的全部或者一部分相似加工工序的零件划分为一组,在此基础上针对每一组的具体情况制定最为合适的成组加工工艺。在典型工艺法无法满足数控加工工艺标准化的设计要求情况下,成组工艺法的出现和应用,有效弥补了典型工艺法的不足。成组工艺法在实际的应用过程中,在加工零件时,只需要根据该零件的需要,利用成组工艺法作出适当的调整或者补充,即可完成对该零件加工工艺的设计。相关研究表明,成组工艺法的应用率高达4/5,远远高于典型工艺法,并且其应用效果非常显著,对数控加工工艺标准化的实现奠定了基础。

6结语

总而言之,数控加工工艺的水平也有了显著的提升,加快了数控加工工艺标准化的实现。对于制造加工行业来说,应当紧跟时代发展,做到与时俱进,认真分析数控加工工艺过程中的存在的问题,根据出现的问题,结合数控工艺加工的特点,从加工定位的标准化设计、加工刀具的标准化设计、工艺参数的标准化设计、加工策略的标准化设计等方面完善标准化设计的内容,利用典型工艺法、成组工艺法实现对数控加工工艺的整体设计,完善数控加工工艺的操作流程,促进我国制造行业的进一步发展。

参考文献:

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作者:陈振国 单位:天津职业大学机械工程实训中心

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