王益飛

關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工技術(shù) 計(jì)算機(jī)控制 加工精度 優(yōu)化路徑 設(shè)備優(yōu)化

中圖分類號(hào)： TG65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2024）01-0082-04

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，印章加工也不例外。數(shù)控加工技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床進(jìn)行精密加工的技術(shù)，具有高效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定等特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的印章加工中，由于手工操作的局限性，加工精度難以保證，而數(shù)控加工技術(shù)則可以完美地解決這一問(wèn)題。因此，數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅可以提高加工質(zhì)量，還可以節(jié)約人力、物力和時(shí)間成本。

1 數(shù)控加工技術(shù)概述

1.1 數(shù)控加工技術(shù)定義

1.1.1 數(shù)控加工技術(shù)的基本原理

數(shù)控加工技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床進(jìn)行零件加工的一種現(xiàn)代化加工方法。其基本原理是將加工零件的三維圖形信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制機(jī)床按照程序指定的加工路線進(jìn)行自動(dòng)化加工。數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了加工效率和精度，是現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一部分。

1.1.2 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展歷程

數(shù)控加工技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步興起的一種新型加工技術(shù)。在20 世紀(jì)50 年代，數(shù)控加工技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)不發(fā)達(dá)，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展受到了很大的限制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，成為了現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的一種技術(shù)手段［1］。目前，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、機(jī)械、模具等領(lǐng)域，成為了制造業(yè)的重要組成部分。

1.2 數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 高效率

相比傳統(tǒng)加工技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一是高效率。通過(guò)數(shù)控程序的編寫，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，不需要人工操作，大幅度節(jié)約了時(shí)間和人力成本。

1.2.2 高精度

數(shù)控加工技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是高精度。相比于傳統(tǒng)機(jī)械加工，數(shù)控加工可以實(shí)現(xiàn)更高精度的加工，因?yàn)槠洳捎昧擞?jì)算機(jī)控制，可以準(zhǔn)確控制加工過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，如刀具的位置、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等。這使數(shù)控加工可以生產(chǎn)出更精確的零部件，滿足更高的工業(yè)要求。這也是當(dāng)前數(shù)控加工技術(shù)能在印章加工當(dāng)中得到應(yīng)用的一個(gè)重要因素。

1.2.3 高穩(wěn)定性

高穩(wěn)定性同樣是數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一，它可以保證加工精度的穩(wěn)定性和一致性。相較于傳統(tǒng)的手工加工或者半自動(dòng)加工，數(shù)控加工技術(shù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制加工過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)和工藝，從而避免了人為操作帶來(lái)的誤差和變化［2］。高穩(wěn)定性是數(shù)控加工技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于高精度、復(fù)雜形狀零部件加工的重要原因之一。

2 數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中存在的問(wèn)題

2.1 技術(shù)問(wèn)題

2.1.1 加工精度不穩(wěn)定

當(dāng)然，數(shù)控加工技術(shù)并不是完美的，也存在各種問(wèn)題，接下來(lái)將對(duì)數(shù)控加工技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。在數(shù)控加工技術(shù)中存在的第一個(gè)問(wèn)題就是加工的精準(zhǔn)度是不穩(wěn)定的。這主要是由于加工過(guò)程中受到多種因素的影響［3］，如加工設(shè)備、材料和刀具的不同，以及加工過(guò)程中的溫度、壓力等。這些因素的變化會(huì)導(dǎo)致加工精度的波動(dòng)，從而影響加工品質(zhì)和生產(chǎn)效率。因此，如何提高數(shù)控加工技術(shù)的穩(wěn)定性和精度，是當(dāng)前需要解決的重要問(wèn)題之一。

2.1.2 加工效率不穩(wěn)定

數(shù)控加工技術(shù)在加工效率方面存在一些問(wèn)題。之所以會(huì)存在加工效率不穩(wěn)定的問(wèn)題，一方面，是由于編制加工程序需要時(shí)間，而且程序的調(diào)試也需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，這都會(huì)影響加工效率；另一方面，由于數(shù)控機(jī)床的加工速度和進(jìn)給速度受到一定限制，加工效率也會(huì)受到影響。因此，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化數(shù)控加工技術(shù)，提高加工效率。

2.1.3 加工成本高

在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)控加工技術(shù)的加工成本往往比傳統(tǒng)加工方式更高，這也逐漸成為了一個(gè)需要解決的問(wèn)題。這是因?yàn)閿?shù)控加工所需的設(shè)備和技術(shù)較為先進(jìn)，需要更高的投入成本。此外，數(shù)控加工所需的材料和工具也往往較為昂貴，且加工過(guò)程中需要進(jìn)行多次計(jì)算和調(diào)整，從而導(dǎo)致加工成本進(jìn)一步提高。因此，如何降低數(shù)控加工的成本，是當(dāng)前需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

2.2 設(shè)備問(wèn)題

2.2.1 數(shù)控加工設(shè)備的價(jià)格昂貴

數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展受到了設(shè)備價(jià)格昂貴的制約。由于數(shù)控加工設(shè)備需要高精度、高穩(wěn)定性的部件和技術(shù)，所以導(dǎo)致其價(jià)格相對(duì)較高。這對(duì)于一些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)是難以承受的，即便想要應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)也無(wú)能為力。這是不利于一些中小型企業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型的。因此，這也成為了數(shù)控加工技術(shù)在普及和推廣方面的一大難題。

2.2.2 數(shù)控加工設(shè)備的維護(hù)難度大

數(shù)控加工設(shè)備的維護(hù)難度大是數(shù)控加工技術(shù)存在的一個(gè)比較明顯的問(wèn)題。由于數(shù)控加工設(shè)備的復(fù)雜性和精密性，設(shè)備的維護(hù)需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，而這些技術(shù)人員的培養(yǎng)需要一定的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。此外，數(shù)控加工設(shè)備的零部件較為精細(xì)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)難度也會(huì)較大，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行修復(fù)，這也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)的成本較高。因此，如何提高數(shù)控加工設(shè)備的可靠性和維護(hù)性，也成為了當(dāng)前急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

2.2.3 數(shù)控加工設(shè)備的使用壽命短

由于數(shù)控設(shè)備主要由電子元器件和機(jī)械部件組成，所以其使用壽命受到多種因素的影響，如設(shè)備的制造工藝、材料質(zhì)量、使用環(huán)境等。同時(shí)，由于數(shù)控設(shè)備的高精度、高速度等特點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的磨損和損壞也較為常見(jiàn)。因此，為了提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，需要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，加強(qiáng)設(shè)備的制造工藝和材料質(zhì)量控制，同時(shí)也需要在設(shè)計(jì)上充分考慮設(shè)備的可靠性和耐用性。

2.3 加工過(guò)程中的問(wèn)題

2.3.1 加工精度與穩(wěn)定性

數(shù)控加工技術(shù)是一種高精度的加工方法，也是印章加工中常用的一種工藝。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)控加工技術(shù)仍面臨著一些問(wèn)題。數(shù)控加工機(jī)床的精度和穩(wěn)定性對(duì)印章加工至關(guān)重要，但在印章制作過(guò)程中，由于批量較小且客戶需求多樣化，因此，往往會(huì)選擇一些低成本、低精度的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工，這導(dǎo)致了生產(chǎn)效率和印章質(zhì)量難以提高。

2.3.2 設(shè)計(jì)人員理解程度不足

在印章設(shè)計(jì)階段，由于部分設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)控編程不熟悉或理解不透徹，可能會(huì)出現(xiàn)編程錯(cuò)誤或路徑優(yōu)化不足等問(wèn)題。這些問(wèn)題可能導(dǎo)致零件制作失誤、切割深度不均等，從而嚴(yán)重影響印章的質(zhì)量。

2.3.3 加工效率及成本

印章制作往往需要考慮加工效率及成本。當(dāng)采用數(shù)控加工技術(shù)時(shí)，由于機(jī)床耗能較大、切削液消耗較多等，使每個(gè)零件的成本相對(duì)較高。這就需要進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和節(jié)能減排等方面的探索，以提高印章加工效率和降低成本。

此外，在數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，固定加工方法和材料對(duì)印章制作產(chǎn)生的影響需要進(jìn)一步研究。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備升級(jí)、人員培訓(xùn)等方式，可以改進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中的應(yīng)用，提高印章的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3 數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中應(yīng)用的優(yōu)化路徑

3.1 技術(shù)優(yōu)化

3.1.1 加工精度提升

技術(shù)優(yōu)化是指在數(shù)控加工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)加工工藝、工藝參數(shù)、設(shè)備性能等方面的優(yōu)化，提高加工效率和加工質(zhì)量，降低加工成本為目的的一系列技術(shù)措施。其中，加工精度提升是技術(shù)優(yōu)化的重要方面之一，通過(guò)優(yōu)化加工工藝和加工參數(shù)，采取更精細(xì)的加工方式，可以有效地提升加工精度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。

3.1.2 加工效率提高

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和客戶需求的不斷提升，加工效率的提高已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重要目標(biāo)。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備升級(jí)，可以采用更加高效的加工工藝和工具，優(yōu)化加工路徑，提高加工效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化。同時(shí)，還需要加強(qiáng)對(duì)加工過(guò)程的監(jiān)控和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決印章加工中的問(wèn)題，確保加工過(guò)程的穩(wěn)定性和質(zhì)量的可靠性。

3.1.3 加工成本降低

加工成本降低是數(shù)控加工技術(shù)優(yōu)化路徑中一個(gè)非常重要的途徑，通過(guò)優(yōu)化加工工藝、提高加工效率、減少?gòu)U品率等手段，可以降低加工成本。其中，優(yōu)化加工工藝是非常關(guān)鍵的一步，通過(guò)選擇合適的刀具、加工參數(shù)、加工路徑等來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命，也可降低維護(hù)成本。這些措施有效地降低了數(shù)控加工的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.4 加工難度降低

通過(guò)對(duì)加工程序的優(yōu)化和調(diào)整，使加工過(guò)程更加穩(wěn)定和可靠，減少誤差和損耗，提高加工質(zhì)量和效率。在印章加工中，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用可以使加工過(guò)程更加簡(jiǎn)單和高效，降低加工難度，提高加工質(zhì)量和效率。因此，在印章加工中，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是一條優(yōu)化路徑，可以有效地提高加工效率和質(zhì)量。

3.2 設(shè)備優(yōu)化

3.2.1 數(shù)控加工設(shè)備的價(jià)格降低

數(shù)控加工設(shè)備的價(jià)格降低，是設(shè)備優(yōu)化的一個(gè)重要方向［4］。隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，數(shù)控加工設(shè)備的價(jià)格也逐漸趨于合理化，從而使更多的企業(yè)和個(gè)人可以購(gòu)買和使用這些設(shè)備，提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

3.2.2 數(shù)控加工設(shè)備的維護(hù)簡(jiǎn)易化

數(shù)控加工設(shè)備的維護(hù)簡(jiǎn)易化，是數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中應(yīng)用的優(yōu)化路徑之一。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，減少設(shè)備故障率和維修成本，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益［5］。簡(jiǎn)化維護(hù)的方法包括定期檢查設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)，及時(shí)清潔設(shè)備內(nèi)部和外部的雜物，保持設(shè)備的良好狀態(tài)，以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)和維修。同時(shí)，還可以采用智能化的維護(hù)方法，如使用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而提高維護(hù)效率和精度。

3.2.3 數(shù)控加工設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)

使用壽命延長(zhǎng)是優(yōu)化印章加工設(shè)備的主要方法，因?yàn)檠娱L(zhǎng)設(shè)備壽命可以減少設(shè)備更換的頻率，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也能保障印章加工的質(zhì)量穩(wěn)定。為了延長(zhǎng)設(shè)備壽命，需要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期進(jìn)行清潔、潤(rùn)滑和檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障。同時(shí)，也需要避免過(guò)度使用或錯(cuò)誤使用導(dǎo)致設(shè)備損壞。通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和規(guī)范使用，可以有效延長(zhǎng)數(shù)控加工設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.4 數(shù)控加工設(shè)備的適用范圍擴(kuò)大

數(shù)控加工設(shè)備的適用范圍擴(kuò)大，可以實(shí)現(xiàn)更多種類、更復(fù)雜的印章加工。傳統(tǒng)的手工加工或機(jī)械加工無(wú)法完成的形狀和結(jié)構(gòu)，數(shù)控加工設(shè)備可以通過(guò)編程和控制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加工，提高加工效率和加工質(zhì)量［6］。同時(shí)，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備適用范圍也在不斷擴(kuò)大，可以適用于更廣泛的材料和工件形狀。因此，擴(kuò)大數(shù)控加工設(shè)備的適用范圍，是印章加工技術(shù)優(yōu)化的一條重要路徑。

3.3 加工過(guò)程優(yōu)化

數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為印章加工中最常用的工藝之一，其高精度、高效率、低成本的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的認(rèn)可。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，數(shù)控加工技術(shù)仍然面臨著一些問(wèn)題。如何優(yōu)化數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中的應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

3.3.1 優(yōu)化機(jī)床和刀具配備

選擇合適的數(shù)控加工機(jī)床對(duì)印章制作至關(guān)重要。新型的數(shù)控機(jī)床能夠自動(dòng)完成編程和路徑規(guī)劃等復(fù)雜操作，還可以根據(jù)不同零件的需求自動(dòng)調(diào)節(jié)切削速度和深度，從而提高加工的精度和效率。同時(shí)，在購(gòu)買數(shù)控刀具時(shí)需要根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀、材料硬度等因素進(jìn)行選購(gòu)，并在使用后定期檢修或更換，以保障切削質(zhì)量。

3.3.2 優(yōu)化數(shù)控編程

在印章制作前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行數(shù)控編程。合理的編程可以保證每個(gè)零件都能夠按照預(yù)定路徑完成加工任務(wù)。一些常見(jiàn)的優(yōu)化方法包括：優(yōu)化刀具路徑，減少切削空隙和相交問(wèn)題，提高加工效率；選擇最優(yōu)的切削參數(shù)，如切削速度、進(jìn)給量、切割深度等，以保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率；重新考慮零件結(jié)構(gòu)形狀，盡可能減少不必要的邊緣加工，從而降低成本。

4 數(shù)控加工技術(shù)在印章加工中的應(yīng)用

4.1 加工工藝分析

在程序編制之前，對(duì)程序進(jìn)行處理是非常必要的，如何選擇合適的數(shù)控制造技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)控制造高質(zhì)量、高效率、低成本的關(guān)鍵。封底部件輪廓規(guī)整，待處理的每一種部件大小與表面光潔度都做了詳細(xì)的標(biāo)記，曲面包括凹曲線、凸曲線、外溝槽、外螺紋等。當(dāng)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（Computer Numerical Control，CNC）加工的工件有較大余量和復(fù)雜的外形時(shí)，程序就變得比較麻煩了，這時(shí)就要選擇組合的周期命令。當(dāng)使用此命令時(shí)，只要確定了切割的工藝參數(shù)，確定了精車的路徑，CNC 就能根據(jù)需要進(jìn)行粗車的路徑和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)控制［7］。所以，采用組合周期的命令會(huì)極大地方便程序的編寫。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常使用G73 命令和G70 命令來(lái)完成高精度的工件磨削。

4.2 刀具的選擇

印章零件右側(cè)R20 凹圓弧在選擇刀具時(shí)，要留意刀具的副切削刃與已加工表面之間的干擾。在必要的情況下可以用模擬仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，也可以用畫圖的方式確保刀具選擇的準(zhǔn)確性。這種工件的外圓刀具最好選用35°或55°的銳角刀具，在對(duì)封口把手右邊進(jìn)行加工時(shí)，選用55°的銳利刀具T0101，適用于右邊輪廓的粗加工和精加工［8］。在進(jìn)行印章手柄左邊的加工時(shí)，可以選用90°的外圓車刀T0202，是用來(lái)對(duì)印章手柄左邊的外部外形進(jìn)行車削。寬度不超過(guò)3 mm 的切槽刀T0303，是用來(lái)對(duì)凹槽進(jìn)行切割的，而60°T0404 型，適用于對(duì)M22×2 的外絲線進(jìn)行車切。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)控加工技術(shù)是一種高效、高精度、高穩(wěn)定性的加工技術(shù)，已在印章加工和其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，然而，數(shù)控加工還存在技術(shù)、設(shè)備和人才方面的問(wèn)題，如加工精度不穩(wěn)定和設(shè)備價(jià)格昂貴等。為了解決這些問(wèn)題，需要進(jìn)行技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)化。技術(shù)上需要提升加工精度、提高效率、降低成本和難度；設(shè)備上需要降低價(jià)格、簡(jiǎn)化維護(hù)、延長(zhǎng)使用壽命和擴(kuò)大適用范圍。數(shù)控加工過(guò)程中需要優(yōu)化機(jī)床、刀具配備和數(shù)控編程。只有通過(guò)這些優(yōu)化措施才能更好地發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，推動(dòng)制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。