复杂型面数控加工工艺及编程技术的相关探讨

摘 要：我国在数控技术方面的发展突飞猛进，已经不仅仅局限之前的单纯的只能在机床上进行操作，而是与计算机技术相结合，即使是很复杂型面零件也可以轻松的加工出来，无论传统模式加工还是利用机械自动化进行加工，设备在操作过程中的可移植性和收缩性都是必不可少的。本文要是通过三个方面进行研讨，第一方面是数控加工技术和编程技术的概述；第二方面是分析复杂型面数控加工的工艺流程；第三方面是关于数控技术的实际应用。

关键词：数控加工；数控编程；复杂型面零件；工艺技术

中国本身就是制造大国，所以机械制造行业经济的快速发展，对我国的整体国民经济都有着重大的影响，其实机械制造行业与现代化的科学技术相结合，你的改进了之前的制造模式。由于人们的生活水平逐渐提高，所以对于机械产品的种类和质量的需求也逐渐增加。因此数控技术应运而生，在我们生活当中，扮演着极为重要的角色，现如今融合了现代科学的数控技术广泛的应用在飞机、轮船以及汽车等行业，因为这种数控技术不仅能保证机械产品的质量，而且减少了劳动力，提高生产效率大大的降低了企业成本。推动企业效益增长的同时推进社会经济的高速发展。

1.数控加工技术以及数控编程技术

所谓数控加工工艺指的是，数控操作人员根据目标零件的图纸及零件的基本信息，对零件加工过程中所需的程序进行编写；再将编写好的程序输入到数控机床；选择合适的操作方式，让数控机床按照编制的程序进行运转，最终使零件按照图纸的要求被加工出来。数控技术是计算机和自动化控制系统的结合体，不仅通过设备的高速运行，减少了人为劳动力，更是利用先进的技术提高了整体加工零件的速度和质量，在为企业减少成本的同时，保证了产品完成的精准度。

编程技术是复杂型面数控加工的基础部分，通过在CAD和CAM这两个软件上对目标零件进行构建和分析，确立坐标系和合适的切削参数，以及刀具走向等多个方面的问题，为在数控机床上进行实际的零件加工打好基础。

2.复杂型面数控加工工艺流程

在进行数控加工的操作过程中，数控编程是第一个要面临的重要环节，编程人员首先要充分的了解图纸上目标零件的信息，以完成目标零件的加工为目的，结合现有设备的实际操作能力，将整个加工过程利用专用的数控加工术语编写成相应的加工程序，该程序中必须包括刀具的下刀深度、刀具走向以及换刀操作等多个方面问题。编写完程序之后，将程序加以验证确认无误之后将其输入到控机床的控制面板中，数控机床会根据输入的程序指令对零件进行加工。编程过程，并没有我们想象的那样轻松，为了确保零件的精细度，编程人员必须把刀具轨迹的每一步所需的数值都计算精确，要不断的进行反复的确认和校验，根据图纸上零件的尺寸和形状，选取适用的刀具，根据零件的精度要求，确定合适坐标系和切削参数。

3.实际的应用

3.1建立加工坐标系

在CAD软件上进行建模操作时，首先要建立的就是工作坐标系，数控机床的坐标系包括坐标系、坐标原点和运动方向这几个部分。想要建立合理的工作坐标系必须从实际加工角度进行考虑，根据目标零件，在加工过程中在数控机床中所处的实际位置来加以判断。

3.2划分加工区域

在对模块进行加工的过程当中，加工区域可按两种方式进行划分，第一种是对模块外部的边框进行定义来作为整体的加工区域范围，例如壳体复杂外型面零件，可以将其分为外轮廓和内部腔体两大区域，采用此种划分区域方式进行编程时只需要在程序中编入一道精加工的指令，数控机床就可以根据这一次的加工刀轨路径计算出全部精加工刀轨所需要的数据。这种操作虽然方便但有切削量并不明確，而且每一个模块自身特点并不相同，所以这种方式对其数控加工的程序并不能够做出有针对性的分析，几乎是用一把刀走完所有零件的接触面，既损害刀具的使用寿命又降低零件成品的质量。第二种就是根据加工工序来进行区域划分，这种加工方式是指在数控加工进行编程操作时，加入4道精加工工序，设备通过对4道加工工序进行有效计算，获取整个零件加工所需的全部精加工刀轨轨迹。针对于壳体复杂外型面零件而言，这一种加工方式可以避免上一种方式所产生的切削量不明确的弊端，对加工过程中的针对性进行提升，优化了整体工艺。其实这两种方式各有利弊，具体采用哪种区域划分方式，还要根据零件自身特质来进行结合选择。

3.3定义加工刀具

刀具的选择对数控加工整个过程起着决定性的作用，只有选择了合适尺寸合适类型的刀具，才能确保目标零件尺寸和精度的达标。以本文选择的航空燃料的附件壳体金属模具为例说明，针对外壳体型较大、型腔尺寸也较大的模具而言，要先去除腔体内部多余用量，可以先使用大尺寸的刀具，设定较深的切除量尽量快速完成轮廓上粗加工、半精加工以及加工的步骤，再将大尺寸刀具转换成球头刀来加工型腔曲面结构以凹弧面。简单来说就是根据材料不同特性，选取不同类型刀具

4.结语

总而言之，若想发挥出数控产品设备的最大优势，必须过程中的每一个环节都加以重视，首先是编程阶段，工艺设计和编程人员需要对本企业的设备了如指掌，只有全面了解设备加工零件的完成程度，精确加工坐标系，才能有针对性的优化自己所编辑的程序，其次是在零件加工过程中，要选择最合适操作的机床、适用的刀具和相应的编程来达到整体工艺路线的优化。除此之外对于加工仿真的设计也可以利用不同的仿真数据模型来对其进行优化，来确保整个加工过程中安全隐患降到最低。最终通过数控技术的不断优化，降低成本，提高产品品质，提升企业的经济效益，从而带动社会经济的全面提升。

参考文献：

[1]数控加工工艺设计原则及步骤分析[J]. 张祥.内燃机与配件. 2017（08）

[2]数控加工工艺标准化研究[J]. 梁保然.中国标准化. 2017（06）

作者简介：

姜戈（1987-），男，民族：汉，籍贯：山西省太原市，当前职务：副科，当前职称：初级，学历：本科，研究方向：数控技术教学。