李林，肖光臨，呂巖，焦丕顯

（1.沈陽第一機(jī)床廠；2.沈陽機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110000）

數(shù)控車床加工環(huán)節(jié)對(duì)多項(xiàng)高新技術(shù)進(jìn)行了有效運(yùn)用，比如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、高端機(jī)械技術(shù)等，這也在一定程度上說明了數(shù)控車床的自動(dòng)化程度較高。在數(shù)控車床快速發(fā)展的背景下，高新技術(shù)企業(yè)不僅開始注重培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才，同時(shí)也對(duì)數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控車床加工工藝流程提高了重視。對(duì)數(shù)控車床加工工藝流程予以優(yōu)化改善，為加工精確度和效率提供有力保障。

1 數(shù)控車床加工現(xiàn)狀

1.1 加工工序不集中

在現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展的背景下，過去的數(shù)控車床加工手段早已無法充分滿足新時(shí)代下的需求，主要是由于其在加工過程中定位頻次太多，而且加工程序太過分散，無法充分集中，同時(shí)零件在加工過程中經(jīng)常反復(fù)裝夾極易導(dǎo)致外形產(chǎn)生變動(dòng)，降低產(chǎn)品精確度，對(duì)零件品質(zhì)也會(huì)造成較大影響。

1.2 加工工藝陳舊

過去加工工藝陳舊傳統(tǒng)，未曾得到過改善優(yōu)化，導(dǎo)致眾多工序也極為粗糙。而且大部分工作人員在對(duì)刀具予以應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常忽略舊刀具跟新刀具的差異化較大的問題。在具體加工環(huán)節(jié)，工作人員只憑借過去的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)予以操作，未曾對(duì)部件進(jìn)行試驗(yàn)，也不具備較高的專業(yè)能力和技術(shù)水平，這大大拉低了加工效率與品質(zhì)。

1.3 技術(shù)人員專業(yè)技能參差不齊

數(shù)控車床在生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)，需要高專業(yè)、高技能、高水平的人才對(duì)其進(jìn)行操控，然而部分技術(shù)人員的專業(yè)能力較低，無法滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量不合格，加工程序不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范，導(dǎo)致加工產(chǎn)品品質(zhì)不達(dá)標(biāo)，這對(duì)數(shù)控車床的順利有序運(yùn)行造成了較大不利影響。

2 加工零部件工藝性分析

要想切實(shí)優(yōu)化改進(jìn)數(shù)控車床加工工藝流程，一定要針對(duì)加工零部件進(jìn)行工藝性分析，從而提升數(shù)控車床加工的效率、質(zhì)量，詳細(xì)分析如下：

2.1 加工零部件工藝性應(yīng)當(dāng)符合數(shù)控車床加工特點(diǎn)

在繪制數(shù)控車床將要加工制作的零件圖紙時(shí)，標(biāo)記相關(guān)尺寸的關(guān)鍵前提是加工便捷，因此，應(yīng)當(dāng)制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并將坐標(biāo)位置、尺寸予以清晰標(biāo)注，這有助于后期協(xié)調(diào)和編程環(huán)節(jié)對(duì)相關(guān)尺寸的整改，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性提供強(qiáng)力保障，如此方能促進(jìn)編程原點(diǎn)、制定檢測(cè)基準(zhǔn)等多方面順利有序開展，同時(shí)也能夠減少設(shè)計(jì)工作人員對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)的擔(dān)憂。

不僅如此，零件外部輪廓的幾何元素也應(yīng)當(dāng)提高重視，確保其條件能夠充分滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需求。數(shù)控車床在進(jìn)行手工編程時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意節(jié)點(diǎn)、基點(diǎn)坐標(biāo)的核算；而自動(dòng)化編程則應(yīng)當(dāng)注重工件輪廓的幾何元素概念以及其給定條件是否充分完整，從而為工藝性分析水平、編程質(zhì)量提供有力保障。

2.2 確保數(shù)控車床加工的可能性

首先應(yīng)當(dāng)選取幾何種類、外在形狀、內(nèi)孔等都相同的零件，避免經(jīng)常更換刀具而延長(zhǎng)加工周期，降低加工效率、零件工藝水平高低以及轉(zhuǎn)接圓弧半徑尺寸跟被加工輪廓的高低有著密切關(guān)聯(lián)，對(duì)此，應(yīng)當(dāng)防止內(nèi)槽圓角半徑?jīng)]有與其相匹配的直徑刀具，也要防止半徑偏小。要想真正解決由于工件重新安裝使得加工完成后，兩個(gè)面上的輪廓定位、規(guī)格大小不相稱的問題，一定要注重定位基準(zhǔn)的一致性，同時(shí)確保工件上留有開設(shè)好的定位基準(zhǔn)孔，盡可能采用工藝孔來當(dāng)做定位基準(zhǔn)孔。此外，還應(yīng)當(dāng)將接受過精密加工的表面當(dāng)做統(tǒng)一規(guī)范，該行徑可有效杜絕二次裝夾導(dǎo)致的偏差現(xiàn)象。

2.3 加工工藝方案設(shè)計(jì)

在對(duì)加工制作方案進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要格外注重加工工藝圖紙、部件結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)等內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合加工數(shù)目、精確度、大小、形狀等設(shè)計(jì)加工工藝方案，降低在實(shí)際加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的垃圾、雜物以及污染，最重要的是讓產(chǎn)品品質(zhì)達(dá)標(biāo)。如果部件精確度達(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，那么應(yīng)當(dāng)予以調(diào)整修復(fù)，如果修復(fù)之后的精確度依然不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，那么該產(chǎn)品只能作廢處理。

3 選取合理的加工方法與工序

對(duì)數(shù)控車床加工工藝流程而言，合理的加工方法、工序也是其優(yōu)化改進(jìn)的要點(diǎn)之一。

3.1 加工方法選擇

在決定零件采取何種加工方法最為科學(xué)合理時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考工件表面的粗糙度、加工精確度等，以兩者均能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需求為前提去選擇。在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)零件規(guī)格、外部輪廓、熱處理等技術(shù)需要進(jìn)行全面考量，如此方能選出最規(guī)范、最可靠的加工方法，在實(shí)際選擇過程中，應(yīng)當(dāng)以相同層次的加工方法為中心。根據(jù)具體生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備，在選擇加工方法時(shí)應(yīng)當(dāng)將箱體表面孔的位置、直徑等參數(shù)當(dāng)做主要參考數(shù)據(jù)。若是箱體表面孔較小，那么應(yīng)當(dāng)選取鉸孔方式予以操作；若是箱體表面孔較大，那么應(yīng)當(dāng)選擇鏜孔方式予以操作。除此之外，也要根據(jù)真實(shí)生產(chǎn)進(jìn)度，通過合理有效的加工方式來提升生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本。

3.2 加工工序選擇

運(yùn)用數(shù)控車床對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，其程序步驟通常比較集中化，所以在選取加工工序時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量將所有或者絕大多數(shù)工序在一次裝夾中做完，該條件應(yīng)該當(dāng)做加工工序選擇必須要遵守的原則之一。詳細(xì)而言，即設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)零件圖紙斟酌思考該工件能否一次裝夾操作完畢，如果實(shí)在不能一次裝夾完成加工，那么應(yīng)當(dāng)最大程度降低替換刀具的頻率以及裝夾頻率。對(duì)工序進(jìn)行劃分時(shí)，加工精度以及效率一定要引起高度關(guān)注，在相同表面進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守“粗加工→半精加工→精加工”的順序進(jìn)行，遇到特殊情況也可以將全部表面的粗加工和精加工分開操作。

3.3 明確最佳加工路線

在明確最佳加工路線時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)以下幾方面提高重視，分別是：

（1）基本原則。明確加工路線是數(shù)控車床加工工藝流程改進(jìn)優(yōu)化的重點(diǎn)核心，在確定過程中應(yīng)當(dāng)遵守基本原則：加工路線要最短、數(shù)值核算要簡(jiǎn)便快捷、點(diǎn)位控制以及定位準(zhǔn)確性要加強(qiáng)，如此方能最大程度節(jié)省空刀時(shí)長(zhǎng)以及程序段、削減編程工作量，確保加工零件的精確度。

（2）具體路線確定。點(diǎn)位控制數(shù)控車床并不需要對(duì)刀具的活動(dòng)途徑進(jìn)行分析研究，只用滿足定位精確度需求即可，所以走刀途徑的設(shè)定應(yīng)當(dāng)是在空中的路程最短。確定最佳加工路線時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注重刀具軸向的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度極易受到工件孔洞深淺的的影響。比如數(shù)控車床車螺紋，在進(jìn)給機(jī)構(gòu)速度提升或者降低時(shí)，一定要防止產(chǎn)生切削現(xiàn)象，這對(duì)引入距離與超越距離提出了要求。在車削平面零件時(shí)，通常會(huì)選取立刀側(cè)刃，但是該方式會(huì)留下一些接刀痕跡，對(duì)此，相關(guān)工作人員一定要注重刀具的切入、切出步驟的設(shè)計(jì)，借此消除接刀痕跡，從而為零件表面質(zhì)量提供有力保障。

（3）輪廓加工路線。在車削外表面輪廓的環(huán)節(jié)，需要畫出工件曲線的延長(zhǎng)線，并在該延長(zhǎng)線上對(duì)車刀的切入點(diǎn)、切出點(diǎn)予以設(shè)定，該行徑可有效杜絕零件表面出現(xiàn)劃痕問題，進(jìn)而提升零件外表面輪廓的光滑度。在車削零件內(nèi)輪廓表面時(shí)，應(yīng)當(dāng)將車刀的切出或者切入線路設(shè)置在零件輪廓的法線位置，并在兩個(gè)幾何元素相交叉的節(jié)點(diǎn)部位確定切入點(diǎn)以及切出點(diǎn)。需要格外注意的是，在對(duì)零件輪廓進(jìn)行加工時(shí)，不得發(fā)生中途停頓問題，不然在彈性變形平衡情況下，這些零部件極易由于暫停導(dǎo)致不平衡，零件表面也會(huì)出現(xiàn)加工劃痕。

3.4 工序卡制定、刀具安裝設(shè)計(jì)

（1）工序卡制定。跟常規(guī)車床對(duì)比而言，數(shù)控車床的加工工藝具備較大的特殊性質(zhì)，主要是因?yàn)楣ば蚍爆崗?fù)雜，成本偏高，功效齊全，技術(shù)較高等，所以在實(shí)際生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)，數(shù)控車床大多數(shù)會(huì)擔(dān)負(fù)極其繁瑣、難度較高的加工程序。數(shù)控車床的編程跟其自身加工流程息息相關(guān)，所以在設(shè)計(jì)制定工序卡時(shí)一定要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，尤其是編程說明、編程原點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、車削參數(shù)等都要了解清楚。編程說明主要是指車床型號(hào)、程序編號(hào)、使用刀具半徑補(bǔ)償、鏡像對(duì)稱加工方式等方面，在實(shí)際編程環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)盡可能將不必要的、無用的流程環(huán)節(jié)予以削減，同時(shí)也要科學(xué)規(guī)范的確定編程原點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)，遵循“先粗后精”原則以及“由近及遠(yuǎn)”原則。

（2）刀具安裝設(shè)計(jì)。該環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)控車床加工工藝流程優(yōu)化改進(jìn)來說是最末尾的階段，其不但要統(tǒng)一編程、設(shè)計(jì)、工藝的基礎(chǔ)，還要盡量削減裝夾頻次，同時(shí)最大程度減小人工調(diào)節(jié)問題的發(fā)生率。如果零件加工數(shù)目較少，那么夾具應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)控加工特質(zhì)跟標(biāo)準(zhǔn)需求相符，借此令車床坐標(biāo)系和工件之間的規(guī)格關(guān)聯(lián)更加一致。此外，還要確保車床跟夾具的坐標(biāo)方位固定程度滿足設(shè)計(jì)需求，注重組合夾具、可調(diào)節(jié)式夾具、其余通用夾具的合理有效運(yùn)用，借此減少數(shù)控車床加工需要的準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的效益。

4 實(shí)例分析

4.1 刀口散熱器加工難點(diǎn)

本次實(shí)例探究對(duì)象是LED燈具中的刀口散熱器，主要是為了提高研究的實(shí)踐意義。平均每盞LDE燈都必須要配置散熱器，而且該領(lǐng)域?qū)τ诘犊谏崞鞯男枨罅恳草^大，因此，刀口散熱器如何高效高質(zhì)的大量生產(chǎn)，是當(dāng)前行業(yè)所重點(diǎn)關(guān)注的問題之一?，F(xiàn)如今在加工刀口散熱器時(shí)，基本流程有：篩選鋁條材料→拉削成散熱片→切割成為合適的方形坯件→車削成型。在這些生產(chǎn)步驟中，需要用到的工具器械有拉床、鋸床、數(shù)控車床等，然而前兩個(gè)工具的操作流程極為簡(jiǎn)便快捷，且無太大技術(shù)難度，但是數(shù)控車床車削成型步驟卻難度較高，也是刀口散熱器加工生產(chǎn)的最大難點(diǎn)，比如：（1）定位和裝夾難度較大；（2）片狀材料在車削時(shí)極易產(chǎn)生打刀問題，而且加工環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)較大噪音，鋁材料出現(xiàn)粘刀的幾率也很高；（3）散熱片對(duì)外在形象質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，想要挑選在極為合理的刀具十分困難；（4）生產(chǎn)數(shù)量過多，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、效率提出了更高的要求。以上都是刀口散熱器在實(shí)際加工過程中遇到的難點(diǎn)。

4.2 刀口散熱器加工工藝流程的優(yōu)化改進(jìn)

要想切實(shí)提高刀口散熱器加工的效率以及質(zhì)量，一定要優(yōu)化并改進(jìn)之前的數(shù)控車床加工工藝流程，詳細(xì)優(yōu)化改進(jìn)措施如下所述：

（1）刀具篩選。由于加工零件結(jié)構(gòu)為片狀，而且選取的切削模式為斷續(xù)法，所以相關(guān)技術(shù)人員選取高速鋼車刀、機(jī)夾金剛石車刀以及機(jī)夾硬質(zhì)合金刀三種刀具進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，成本較低的高速鋼車刀難以滿足生產(chǎn)量較大的需求，而使用期限偏長(zhǎng)的機(jī)夾金剛石車刀價(jià)位偏高，且對(duì)設(shè)備也有一定要求，所以最后選定不需要高光同時(shí)成本不高的機(jī)夾硬質(zhì)合金車刀，還為其配備了相關(guān)鋁材車削的硬質(zhì)合金刀粒。

（2）數(shù)控車床選型以及配置。一般情況下，刀口散熱器的加工方式都是輕切削，所以在選擇數(shù)控車床設(shè)備時(shí)，必備條件是輕便靈活，而C6132型號(hào)的數(shù)控車床正好與該要求相符，而且還能為車削加工環(huán)節(jié)的輕便、快速、靈活提供強(qiáng)力保障，因此最終選擇的是C6132型號(hào)數(shù)控車床。此外，為了充分滿足高效率生產(chǎn)的實(shí)際需求，應(yīng)當(dāng)安裝自動(dòng)松緊結(jié)構(gòu)的車床卡盤、換刀迅速的排刀架。

（3）工藝流程優(yōu)化。選擇完畢刀具、數(shù)控車床型號(hào)以及相關(guān)配置之后，技術(shù)工作人員以及操作、裝夾、切削為中心進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)，然后對(duì)工藝流程進(jìn)行了確定。①通用生產(chǎn)環(huán)節(jié)改良。裝夾模式、配套鋼環(huán)卡盤都要進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，如此方能顯著提升刀口散熱器生產(chǎn)時(shí)每個(gè)階段的效率和質(zhì)量。其中在改進(jìn)優(yōu)化裝夾模式時(shí)，需要對(duì)圓形以及方形裝夾予以充分設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)用焊接方式將加緊部位的鋼環(huán)與卡盤軟爪對(duì)接，進(jìn)行裝夾卡爪的操作；應(yīng)用配套鋼環(huán)卡盤的優(yōu)勢(shì)時(shí)能夠加強(qiáng)車削的生產(chǎn)效能。最后得出結(jié)果，自從對(duì)夾具進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化以及車削工藝配套之后，僅用兩臺(tái)數(shù)控車床就能夠完成刀口散熱器的大批量配合加工，加工效率也高達(dá)每個(gè)班次至少500個(gè)。②生產(chǎn)專用夾具。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)十天之后，由于自制夾具的原因，加工效率的提升已經(jīng)進(jìn)到了瓶頸期，并且偶爾也會(huì)發(fā)出車削噪音和較強(qiáng)的震動(dòng)感，對(duì)此，企業(yè)相關(guān)工作人員專門研發(fā)設(shè)計(jì)出了散熱片專用夾具，利用螺紋將夾具和數(shù)控車床主軸拉桿進(jìn)行連接，左側(cè)是片狀裝夾散熱片，周向定位則是通過鍵槽操作完成，拉緊定位面為60°角的錐面。新型夾具確定之后，技術(shù)人員根據(jù)夾具特性對(duì)刀口散熱器加工工藝流程進(jìn)行更加深入的改進(jìn)優(yōu)化，尤其是加工工藝參數(shù)、刀具安裝等環(huán)節(jié)，這讓刀口散熱器的批量配合加工效率得到了大幅度提升，平均每班次生產(chǎn)600個(gè)，而且加工環(huán)節(jié)安全穩(wěn)定，只需要一臺(tái)數(shù)控車床即可實(shí)現(xiàn)，加工過程分為1刀開粗、1刀精車，優(yōu)勢(shì)眾多。由此可見，對(duì)數(shù)控車床加工工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的意義與價(jià)值極高。

5 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控車床在實(shí)際加工過程中，效率、精度是其核心要素，對(duì)加工工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)能夠有效提升加工效率和精度，同時(shí)還能夠節(jié)約企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益，這對(duì)數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)未來的穩(wěn)定健康發(fā)展有重大現(xiàn)實(shí)意義。