王子兵
(沈阳飞机设计研究所,辽宁沈阳 110035)
数控加工的工艺标准化研究
王子兵
(沈阳飞机设计研究所,辽宁沈阳 110035)
在航空制造中,数控机床应用已经非常普及。数控加工如何提高数控程序的复用性,如何提高数控加工的效率和加工质量是数控加工中迫切需要解决的问题。数控加工中加工工艺的标准化可以提高数控设计程序的通用性和鲁棒性,使数控程序的复用性更好,缩短了机械零部件的制造周期,提高了产品的设计质量和制造精度,大幅提高生产效率和经济效益,降低企业的制造成本。本文通过对数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化等四个方面的标准化改造,大幅提高数控设计的质量和效率,通过工厂实际检验,在进行数控加工工艺标准化改造后,数控加工质量提高14%,数控设计加工的效率提高21%。
数控加工 加工工艺 标准化
1 引言
在航空制造工业中，大多数机械加工都是数控机床加工制造，数控加工技术已经是航空制造企业的核心竞争力，作为先进的制造工艺，数控加工技术主要体现在数控加工设计人员的设计水平。数控加工中数控程序的编程设计人员显得非常关键，人员的因素会导致数控加工的结果千差万异。数控加工程序的设计质量直接影响着零部件的建工质量，设计较差的数控程序严重降低了数控加工的生产效率，程序的复用性较差，造成零部件毛料的浪费，有时还会因为程序设计的质量问题导致机械加工中出现生产安全事故。
数控加工如何提高数控程序的复用性，如何提高数控加工的效率和加工质量是数控加工中迫切需要解决的问题。本文主要针对这个问题，在数控加工中把工艺进行标准化，主要是对数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化，通过这个方法来提高航空制造企业的零部件加工质量和生产效率。
2 数控加工工艺标准化
数控加工工艺标准化主要包括数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化等四个方面。具体如图1所示，下面详细阐述这四个方面。
2.1 数控加工设计软件标准化
目前机械数控加工设计软件非常多，不同软件之间的兼容性较差。在不同的设计软件上进行移植费时费力，在不同的设计软件上进行程序转换和移植，会增加数控设计程序的管理难度和出错概率，导致严重的人力资源浪费和效率低下。在航空制造企业内部对数控加工设计软件进行标准化，将会很好的解决不同软件平台程序移植问题。在企业内部根据实际设计软件使用情况及软件通用性，选用通用性和使用率较高的数控设计软件作为企业的标准数控加工设计软件，在企业内部使用唯一指定的数控加工设计软件，将会大大提升数控加工程序设计效率和设计质量，加快新员工的培训快速入门，使新员工能够快速上手进行数控加工程序设计，提高设计人员的设计效率。
2.2 加工工艺参数标准化
数控加工中，不同的设计人员会选取不同的加工工艺参数，因人而异，这样导致不同设计人员设计出来的数控加工程序加工出来的零部件参数会有差异，这样不利于零部件的质量提升，大大降低了机械制造产品的竞争力。在企业内部，对不同加工零部件的加工工艺参数进行标准化，工艺参数根据企业实际需要和机械制造的发展方向，对每一类零部件的数控加工参数进行合理化、标准化优化设计，将优化后的分门别类工艺参数制造成数控加工工艺参数标准手册，让设计人员有章可循，严格按照数控加工工艺标准手册进行数控设计，提高设计的通用性和兼容性。
2.3 加工刀具标准化
目前的数控机床大部分没有对刀具的补偿反馈，需要刀具和数控编程一一对应来进行数控加工设计制造，更换刀具需要对既有数控程序进行重新编程，数控机床的加工刀具的选取非常关键，选用不同的刀具用同样的数控加工设计程序会制造出大不同的零部件。针对机械加工需求，综合制造材料、零部件类型和数控加工工艺分门别类进行刀具标准化，对刀具的材料、刀具的几何尺寸、刀具的切削参数进行归一化。加工某个零部件直接选取进行标准化后的刀具，在机械加工刀具标准化手册中都会有详细的说明和具体数控编程设计。经过刀具标准化后，可以防止数控设计人员错误的将刀具参数设置错误，会大幅提高数控设计人员的设计效率和设计质量。
2.4 加工策略的标准化
数控加工工艺策略是数控加工中最为重要的部分，与数控加工的程序设计和零部件的机械加工质量都密切相关。加工策略的选取将直接影响数控机床的使用效率和加工零部件的精度。数控加工的策略主要包括加工策略模型选择、加工切削参数设置、切削参数的优化、走刀路线匹配、工序步骤设计等。数控切削参数主要是切削速度、切削深度、切削宽度和给进量的标准化。对工序的设计划分、工序的优先级、工序的设计路径、工艺生产路线选择等也是加工策略标准化需要考虑的方面。对加工策略的标准化，将会大幅提高加工零部件的质量和精度。
3 结语
数控加工中加工工艺的标准化可以提高数控设计程序的通用性和鲁棒性，使数控程序的复用性更好，缩短了机械零部件的制造周期，提高了产品的设计质量和制造精度，大幅提高生产效率和经济效益，降低企业的制造成本。针对目前机械加工中存在的数控设计质量不高，数控设计程序的通用性太差，数控加工的零部件精度不高，如何提高数控加工的效率和加工质量，在数控加工中引入工艺进行标准化概念，通过对数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化等四个方面的标准化改造，大幅提高数控设计的质量和效率，进而提高机械加工零部件的精度和加工质量。通过工厂实际检验，在进行数控加工工艺标准化改造后，数控加工质量提高14%，数控设计加工的效率提高21%，对企业的经济效益提升明显。
[1]杨叔子.再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报,2006 (01).
[2]周中克.数控加工工艺信息平台[D].西北工业大学,2001.
[3]陈洪涛主编.数控加工工艺与编程[M].高等教育出版社,2003.
