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摘 要：数控加工的工艺在传统机床加工工艺的基础上发展起来的，通过使用数字信息来控制零件加工的一種机械加工方法。而为了优化数控加工的工艺、程序设计、编程技巧，有必要对于其工艺设计原则及方法进行研究，从而提高数控加工工艺的使用效率以及生产自动化程度。
关键词：数控加工；设计；研究
前言
数控加工工艺作为现代模具制作加工的一种先进手段，用途十分广泛，这种通过计算机控制加工的工艺。
1 关于数控加工概述
1.1 数控加工工艺的特点
数控加工工艺具有工序集中、自动化、柔性化高、能力强等特点，内容十分具体。数控加工工艺相对于传统加工工艺来说加工工序减少，但是工艺内容也更为复杂。其中数控加工工艺具有复合性、集成性，可以将多种数控加工结合起来，在一次性的装夹中完成，大大减少了专用夹具需求量，节省了加工成本。
1.2 数控加工与普通加工的区别
数控加工与普通加工的区别可以从加工工序、编程设计、工具装夹等方面看出来，大大提高了数控机床的生产效率。在加工工序方面，数控加工通过计算机控制零件的加工，因此要比普通的机床加工更为具体负杂。在编程设计上，数控加工程序由于包括调试、模拟、设计、加工等方面的内容要比普通的机床编程复杂、严谨。在工具装夹上，数控加工在一般情况下可以通过一次工序的装夹来完成，节省了大量的不同种类的装夹、工具。
2 数控加工的工艺设计原则
2.1 数控加工工艺划分的原则
在数控加工的过程中，必须要弄清楚如何加工表面，并且划分好加工工序中的先后次序以及需要加工的次数。在一般情况中，通常要求在一次性的装夹中集中完成一个零件大部分的工序，这样集中工序加工不仅能大幅度的提高数控机床的工作效率，还能保证零件加工的完成度，缩小其地位误差。在划分的过程中可以根据刀具的使用来划分，先将需要同一把刀具加工的部分全部完成，再更换刀具统一加工下一个需要集中加工的部分，这样可以在减少更换刀具的过程中缩减加工的时间，保证生产效率。在加工的程度上，可以按照精、细来划分，为了考虑一些温度环境带来的误差，可以将这两者分开来加工，保证零件的质量。
2.2 先粗后精的原则
在进行数控加工时，为了提高零件加工的整体速度，应当遵循先粗后精的原则来划分工序。对于零件的大量加工应当先进行粗加工，在保证零件刀削深度、刀具耐用度、机床性能的前提下，加深切削的深度，减少走刀的次数，以此减少在后面工序中的工作量。粗加工结束后，应当开始进行半精加工，保证在进行精加工时能够满足加工均匀性的要求。在进行精加工时，则需要避免在连续轮廓加工时出现换刀、停顿的现象，因为此时需要保证零件加工完成后表面的光滑和精度，否则将会留下划伤、变形等严重的质量问题。
2.3 先近后远和先内后外的原则
这里的远近是相对于零件加工的位置与刀点之间的距离来说的，而内外指的是零件的内表面和外表面。一般情况下，在加工工序的过程中会先选择离刀点近的零件部分进行加工，对离刀点远的地方后加工，这样在可以缩短刀具移动的距离和移动浪费的时间。对于内外都需要加工的零件，一般情况下会先加工内表面，然后是外表面的加工，而在装夹的过程中不能只加工零件一个表面，应当内外表面相互交叉来完成。
2.4 走刀线路最短的原则
在保证零件加工质量的前提下，可以选择走刀线路最短的加工工序，通过这种方法能够减少加工过程中刀具移动的磨损，并且能够大大提高生产的效率。在选择走刀线路上，应当确定好走刀的起点以及需要换刀的位置，根据这几个点再通过路径间空行程适当的选择，则能够选择出走刀线路最短的原则。对于加工工序中的编制，可以将程序的段数尽量缩减，确保程序的操作不会太过复杂。
3 数控加工工艺的方法研究
3.1 Master CAM的技术方法
CAD技术的不断发展使得数控加工工艺更为精确化、系统化，并且将数控信息通过编程设计输入计算机，实现了零件加工设计的优化。而Master CAM是在CAD技术基础上发展起来的，具有强大的实用价值的软件，操作简单易学，受到广泛的应用。Master CAM具有强大且稳定的塑型功能，可以通过这个软件设计出复杂的曲线、曲面零件，并且还拥有曲面粗加工、精加工的功能。在数控加工的过程中能够适应各种数控机床的特殊性，对于系统运行的环境要求为宽松，并且可以提供刀具路径切换模拟的功能，反映数控加工过程中的实际情况，真正实现了产品设计和再生产的一体化发展。Master CAM包括多种曲面加工的方式以及精加工的方式，其建模功能有利于于产品的设计与修改，并且还具有数控程序传输的特点，并且对于计算机硬件的要求也并不高，在一般配置的电脑上即可运行使用，操作界面也相对于同类软件来说较为简洁，性价比很高，这些优势都使得其在数控加工中仍然处于优势的地位。
3.2 仿真技术的方法
在数控加工的过程中需要对数控编程在实际机床上进行调试，从而验证其正确性。而这一调试的过程，将会给正常的加工生产过程带来影响，占用大量的生产时间，降低生产的效率。为了解决这一问题，引进了仿真技术，通过在计算机上进行仿真加工的模拟，不仅能够减少调试的时间，而且能够避免工具的上的磨损浪费。仿真技术方法包括几何仿真、物理仿真，两者各有优缺点，在实际应用的过程中应当趋利避害，选择最合适的仿真技术方法。几何仿真技术主要采用美国开发的VERICUT软件，具体的功能包括NC程序验证模块、多轴运动模拟模块、实体比较模块、优化选择路径等，最大的特点是能够仿真不同种类的CNC系统以及刀位。而物理仿真技术针对的是在加工过程中各种物理因素的影响，包括温度、质量、受力、速率等，这一技术的应用能够实现在切削中参数的控制、刀具磨损的预测等，能够大幅度的完善数控加工工艺，提高产品的质量。
3.3 异形槽零件加工方法
在零件的数控加工过程中难以避免异形槽类零件的加工，包括V形槽、圆耳草等。通常直槽与矩形槽加工的过程较为简单，而异形槽的加工过程复杂，加工编程也具有其特殊性。对于V形槽和圆耳槽在刀具中应当使用切槽刀进行加工，而不是尖刀。在圆耳槽加工的过程中尤其要注意切槽刀的刀位点在左，在编程的时也应注意要加一个切槽刀的宽度。并且在圆耳槽的加工过程中，切槽刀首先应当加工其中间的部分，再分别使其左刀尖、右刀尖对应的与其左右圆弧边缘进行加工，而不是通常意识中的走圆弧线路径。在圆耳槽的圆弧较大时，可以在加工时增加斜线，这样不仅能够方便加工，也大大节省了加工飞工作量。
结束语
随着数控加工工艺的不断进步，其设计原则和方法也应当不断发展，从而优化数控程序设计，提高数控机床的使用效率。只有坚定信心，不断探索数控加工工艺的设计原则和方法，推陈出新，与时俱进，坚持使用科学的设计理念，就一定能实现数控加工工艺质的飞跃，为实现数控车间高效化、系统化生产夯实基础。
参考文献
[1]周济，周艳红.数控加工技术[M].北京：国防工业出版社，2012：1-70.
[2]覃岭.数控加工工艺基础[M].重庆：重庆大学出版社，2004：12-33.
关键词：数控加工；设计；研究
前言
数控加工工艺作为现代模具制作加工的一种先进手段，用途十分广泛，这种通过计算机控制加工的工艺。
1 关于数控加工概述
1.1 数控加工工艺的特点
数控加工工艺具有工序集中、自动化、柔性化高、能力强等特点，内容十分具体。数控加工工艺相对于传统加工工艺来说加工工序减少，但是工艺内容也更为复杂。其中数控加工工艺具有复合性、集成性，可以将多种数控加工结合起来，在一次性的装夹中完成，大大减少了专用夹具需求量，节省了加工成本。
1.2 数控加工与普通加工的区别
数控加工与普通加工的区别可以从加工工序、编程设计、工具装夹等方面看出来，大大提高了数控机床的生产效率。在加工工序方面，数控加工通过计算机控制零件的加工，因此要比普通的机床加工更为具体负杂。在编程设计上，数控加工程序由于包括调试、模拟、设计、加工等方面的内容要比普通的机床编程复杂、严谨。在工具装夹上，数控加工在一般情况下可以通过一次工序的装夹来完成，节省了大量的不同种类的装夹、工具。
2 数控加工的工艺设计原则
2.1 数控加工工艺划分的原则
在数控加工的过程中，必须要弄清楚如何加工表面，并且划分好加工工序中的先后次序以及需要加工的次数。在一般情况中，通常要求在一次性的装夹中集中完成一个零件大部分的工序，这样集中工序加工不仅能大幅度的提高数控机床的工作效率，还能保证零件加工的完成度，缩小其地位误差。在划分的过程中可以根据刀具的使用来划分，先将需要同一把刀具加工的部分全部完成，再更换刀具统一加工下一个需要集中加工的部分，这样可以在减少更换刀具的过程中缩减加工的时间，保证生产效率。在加工的程度上，可以按照精、细来划分，为了考虑一些温度环境带来的误差，可以将这两者分开来加工，保证零件的质量。
2.2 先粗后精的原则
在进行数控加工时，为了提高零件加工的整体速度，应当遵循先粗后精的原则来划分工序。对于零件的大量加工应当先进行粗加工，在保证零件刀削深度、刀具耐用度、机床性能的前提下，加深切削的深度，减少走刀的次数，以此减少在后面工序中的工作量。粗加工结束后，应当开始进行半精加工，保证在进行精加工时能够满足加工均匀性的要求。在进行精加工时，则需要避免在连续轮廓加工时出现换刀、停顿的现象，因为此时需要保证零件加工完成后表面的光滑和精度，否则将会留下划伤、变形等严重的质量问题。
2.3 先近后远和先内后外的原则
这里的远近是相对于零件加工的位置与刀点之间的距离来说的，而内外指的是零件的内表面和外表面。一般情况下，在加工工序的过程中会先选择离刀点近的零件部分进行加工，对离刀点远的地方后加工，这样在可以缩短刀具移动的距离和移动浪费的时间。对于内外都需要加工的零件，一般情况下会先加工内表面，然后是外表面的加工，而在装夹的过程中不能只加工零件一个表面，应当内外表面相互交叉来完成。
2.4 走刀线路最短的原则
在保证零件加工质量的前提下，可以选择走刀线路最短的加工工序，通过这种方法能够减少加工过程中刀具移动的磨损，并且能够大大提高生产的效率。在选择走刀线路上，应当确定好走刀的起点以及需要换刀的位置，根据这几个点再通过路径间空行程适当的选择，则能够选择出走刀线路最短的原则。对于加工工序中的编制，可以将程序的段数尽量缩减，确保程序的操作不会太过复杂。
3 数控加工工艺的方法研究
3.1 Master CAM的技术方法
CAD技术的不断发展使得数控加工工艺更为精确化、系统化，并且将数控信息通过编程设计输入计算机，实现了零件加工设计的优化。而Master CAM是在CAD技术基础上发展起来的，具有强大的实用价值的软件，操作简单易学，受到广泛的应用。Master CAM具有强大且稳定的塑型功能，可以通过这个软件设计出复杂的曲线、曲面零件，并且还拥有曲面粗加工、精加工的功能。在数控加工的过程中能够适应各种数控机床的特殊性，对于系统运行的环境要求为宽松，并且可以提供刀具路径切换模拟的功能，反映数控加工过程中的实际情况，真正实现了产品设计和再生产的一体化发展。Master CAM包括多种曲面加工的方式以及精加工的方式，其建模功能有利于于产品的设计与修改，并且还具有数控程序传输的特点，并且对于计算机硬件的要求也并不高，在一般配置的电脑上即可运行使用，操作界面也相对于同类软件来说较为简洁，性价比很高，这些优势都使得其在数控加工中仍然处于优势的地位。
3.2 仿真技术的方法
在数控加工的过程中需要对数控编程在实际机床上进行调试，从而验证其正确性。而这一调试的过程，将会给正常的加工生产过程带来影响，占用大量的生产时间，降低生产的效率。为了解决这一问题，引进了仿真技术，通过在计算机上进行仿真加工的模拟，不仅能够减少调试的时间，而且能够避免工具的上的磨损浪费。仿真技术方法包括几何仿真、物理仿真，两者各有优缺点，在实际应用的过程中应当趋利避害，选择最合适的仿真技术方法。几何仿真技术主要采用美国开发的VERICUT软件，具体的功能包括NC程序验证模块、多轴运动模拟模块、实体比较模块、优化选择路径等，最大的特点是能够仿真不同种类的CNC系统以及刀位。而物理仿真技术针对的是在加工过程中各种物理因素的影响，包括温度、质量、受力、速率等，这一技术的应用能够实现在切削中参数的控制、刀具磨损的预测等，能够大幅度的完善数控加工工艺，提高产品的质量。
3.3 异形槽零件加工方法
在零件的数控加工过程中难以避免异形槽类零件的加工，包括V形槽、圆耳草等。通常直槽与矩形槽加工的过程较为简单，而异形槽的加工过程复杂，加工编程也具有其特殊性。对于V形槽和圆耳槽在刀具中应当使用切槽刀进行加工，而不是尖刀。在圆耳槽加工的过程中尤其要注意切槽刀的刀位点在左，在编程的时也应注意要加一个切槽刀的宽度。并且在圆耳槽的加工过程中，切槽刀首先应当加工其中间的部分，再分别使其左刀尖、右刀尖对应的与其左右圆弧边缘进行加工，而不是通常意识中的走圆弧线路径。在圆耳槽的圆弧较大时，可以在加工时增加斜线，这样不仅能够方便加工，也大大节省了加工飞工作量。
结束语
随着数控加工工艺的不断进步，其设计原则和方法也应当不断发展，从而优化数控程序设计，提高数控机床的使用效率。只有坚定信心，不断探索数控加工工艺的设计原则和方法，推陈出新，与时俱进，坚持使用科学的设计理念，就一定能实现数控加工工艺质的飞跃，为实现数控车间高效化、系统化生产夯实基础。
参考文献
[1]周济，周艳红.数控加工技术[M].北京：国防工业出版社，2012：1-70.
[2]覃岭.数控加工工艺基础[M].重庆：重庆大学出版社，2004：12-33.