劉寶華

計算機(jī)輔助在數(shù)控加工制造中的應(yīng)用分析

劉寶華

（沈陽市汽車工程學(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

在中國的工業(yè)發(fā)展過程當(dāng)中，數(shù)控加工是一個必不可少的環(huán)節(jié)。如果做不好數(shù)控技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，就很難提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和精度。在中國，計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用是比較廣泛的，這種技術(shù)的應(yīng)用使得中國數(shù)控加工制造的效率和精度都有了較大程度的提高。在應(yīng)用計算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中，要注意幾個問題。對計算機(jī)輔助技術(shù)在數(shù)控加工的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的介紹，并且對其中應(yīng)用的幾條關(guān)鍵要點進(jìn)行深入的分析。

計算機(jī)輔助技術(shù)；數(shù)控加工制造；技術(shù)應(yīng)用；應(yīng)用分析

CAT是近年來興起的一項新技術(shù)，它能極大地提高數(shù)控加工制造的效率和精度，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。同時，這一技術(shù)的應(yīng)用也并不簡單，要想順利地應(yīng)用這種技術(shù)，還需要關(guān)注一些關(guān)鍵問題。對這些關(guān)鍵技術(shù)，如果不能做好開發(fā)和升級，計算機(jī)輔助就不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1 計算機(jī)輔助技術(shù)在數(shù)控加工制造的應(yīng)用介紹

1.1 應(yīng)用計算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行數(shù)控加工制造的特點

計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造是近幾年來剛剛興起的一項新技術(shù)，通過對這種技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控加工制造的精度和效率都有了顯著的提升。實際上，計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造技術(shù)之所以能夠受到那么多人的歡迎，就是因為它具有一些其他生產(chǎn)技術(shù)所不具備的優(yōu)秀特點。當(dāng)然，與此同時，這種技術(shù)也有著一定的不足之處。下面將對計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造技術(shù)的特點進(jìn)行分析，希望可以幫助讀者了解這種技術(shù)的產(chǎn)生。計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造技術(shù)是數(shù)控加工制造技術(shù)的一種。但凡是數(shù)控加工制造，和傳統(tǒng)生產(chǎn)模式相比，就有智能高效的特點。數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的編程操作，從而在實際的生產(chǎn)過程當(dāng)中不需要投入大量的人力物力，只需要進(jìn)行編程工作即可。與此同時，數(shù)控技術(shù)也因為此特點而節(jié)約了人力勞動所浪費的一些時間，具有著高效的特點。計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控技術(shù)除了擁有傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)的特點之外，還具有高精度的特點，由于計算機(jī)輔助技術(shù)的復(fù)雜性，它在執(zhí)行一些高精度的工作過程當(dāng)中往往比較精準(zhǔn)。與此同時，計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用也給編程帶來了一定的難度，這也是它的一個缺點。在實際的生產(chǎn)過程當(dāng)中，已經(jīng)可以通過一些技術(shù)的應(yīng)用，更好地發(fā)揮出計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控的優(yōu)點，同時減少其缺點帶來的負(fù)面影響，這種技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的基本流程

計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的基本流程大致可分為以下幾個步驟：①根據(jù)實際需要，繪制零件加工設(shè)計圖，以便在編程時有跡可循。②進(jìn)行編程。編程成功后，要根據(jù)設(shè)計圖紙，選擇合適的刀具，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控機(jī)床中。③審核設(shè)計好的生產(chǎn)流程，盡可能地發(fā)現(xiàn)其中的缺陷，并及時采取措施加以調(diào)整。由于計算機(jī)輔助數(shù)控技術(shù)的復(fù)雜性，在規(guī)劃設(shè)計的過程中，仍然難免會出現(xiàn)一些漏洞。所以，在實際生產(chǎn)現(xiàn)場，我們應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的管理，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量問題，我們必須停止生產(chǎn)，重新編制程序。通過這種方式，可以確保使用的計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控技術(shù)符合實際需要，從而生產(chǎn)出具有實用價值的工件。

1.3 計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀

通過以上的討論可以看出，計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的應(yīng)用過程還是比較復(fù)雜的，而且由于其復(fù)雜性，在實際生產(chǎn)中也經(jīng)常會遇到一些問題。為更好地發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的計算機(jī)輔助技術(shù)的優(yōu)勢，并克服其不足之處，必須采取更有效的措施。當(dāng)前，中國在計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造過程中，已大量采用了一些更加高效的技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了中國數(shù)控加工制造的效率和精度。但是，在此同時，這些技術(shù)還有待進(jìn)一步完善。如果能合理地更新和優(yōu)化這些技術(shù)，就能取得較好的生產(chǎn)效果。

2 幾種計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造關(guān)鍵技術(shù)

2.1 粗加工刀具軌道規(guī)劃技術(shù)

粗加工刀具軌道規(guī)劃技術(shù)是中國目前應(yīng)用的比較廣泛的一種關(guān)鍵性技術(shù)。如果沒有這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將很難順利進(jìn)行計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造。這種技術(shù)的精髓，就是要將一塊原始的材料去掉廢料，形成一個粗略的產(chǎn)品雛形，以便于進(jìn)行更加精確的加工。在這個過程當(dāng)中，需要注意的是，就是要根據(jù)刀片的溝瀆和長度進(jìn)行合理的編程，避免出現(xiàn)刀根交錯的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)這種問題，將不僅不會生產(chǎn)出有價值的工件，還有可能機(jī)床本身造成不可彌補(bǔ)的傷害。

2.2 精加工刀具軌道規(guī)劃技術(shù)

精加工刀具軌道規(guī)劃也是在計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造過程當(dāng)中一個十分關(guān)鍵的技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量，將直接影響到數(shù)控加工制造的精度。如果這項技術(shù)得不到良好的應(yīng)用和開發(fā)，就很難體現(xiàn)出計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控的優(yōu)勢，我們的一切工作也就白費了。在具體的應(yīng)用過程當(dāng)中，主要是使用螺旋刀軌方法。這種方法要想得到有效的應(yīng)用，就必須進(jìn)行精確的計算。計算過程當(dāng)中，主要使用等參數(shù)增量法。這種方法可以較好地幫助我們計算出刀具運行的軌道，從而做好計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控的精加工工作。

2.3 葉片變形控制技術(shù)

基于計算機(jī)輔助技術(shù)的數(shù)控加工之所以可以得到廣泛的應(yīng)用，最主要的一個原因就是因為它的復(fù)雜性而產(chǎn)生的精密性。但與此同時，也催生出了一些問題。通過以上介紹與分析可以了解到，在采用計算機(jī)輔助數(shù)控技術(shù)的過程中，很容易出現(xiàn)葉片的變形。這種問題一旦發(fā)生，將帶來不小的負(fù)面影響。所以廣泛地采用了葉片變形控制技術(shù)，并取得了一定的效果。在進(jìn)行建模的過程中，廣泛地采用了有限元方法，并取得了很好的效果。有限元方法比直接建模方法更適合于處理計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造過程中某些復(fù)雜模型。由于采用了刀片變形控制技術(shù)，使得利用計算機(jī)輔助技術(shù)解決刀片變形問題的效果有了很大提高。

2.4 精度控制技術(shù)

進(jìn)行計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造時，一定不能貪圖一時的節(jié)省而忽視整體的精確度；相反的，應(yīng)當(dāng)重視細(xì)節(jié)問題所能夠帶來的結(jié)果。除此之外，在進(jìn)行干初步的探測，應(yīng)當(dāng)再次進(jìn)行充分的精度控制和模擬實驗，確保設(shè)備能夠達(dá)到我們的生產(chǎn)需求之后，再進(jìn)行大面積的使用。這種技術(shù)的精髓，就是要將精度控制到合適的范圍之內(nèi)，從提高數(shù)控加工制造的效率。在這個過程當(dāng)中，我們需要注意的一點，就是要注意精度控制的準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)精度的偏差。一旦出現(xiàn)這種問題，將不僅不會生產(chǎn)出有價值的產(chǎn)品，還有可能對設(shè)備本身造成不可彌補(bǔ)的傷害。如果精度過高，就可能會造成生產(chǎn)時間的浪費或者是生產(chǎn)成本的升高；而如果精度過低，那么生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就有可能不符合要求。因此需要嚴(yán)格的控制精度的范圍，不能過高也不能過低。計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造情況與國家數(shù)控加工制造事業(yè)的發(fā)展情況息息相關(guān)。便捷的機(jī)械化生產(chǎn)會節(jié)約大量的資源并減少污染，產(chǎn)生巨大的效益。在進(jìn)行計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的過程中，應(yīng)當(dāng)主動向成功國家進(jìn)行學(xué)習(xí)，并引進(jìn)先進(jìn)的新型精度控制算法。愛學(xué)習(xí)的民族才能是一個有前途的民族。在引進(jìn)了這種算法之后，應(yīng)當(dāng)根據(jù)中國的現(xiàn)狀積極的做出創(chuàng)新，使這些新技術(shù)能夠很好地適應(yīng)中國的自然條件。并且還應(yīng)當(dāng)用這些技術(shù)來帶動生產(chǎn)思維的進(jìn)步，從而開創(chuàng)出屬于自己的先進(jìn)技術(shù)，提升工作效率，進(jìn)而成為技術(shù)強(qiáng)國。只有攻克了技術(shù)關(guān)，中國的計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造體系才能夠得到進(jìn)一步的完善，數(shù)控加工制造事業(yè)才能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展。從上文的介紹分析分析當(dāng)中可以了解到，機(jī)械精度控制技術(shù)的應(yīng)用過程當(dāng)中很容易出現(xiàn)精度控制系統(tǒng)故障情況。一旦這種情況發(fā)生，將會造成不小的負(fù)面影響。比起直接建模法，有限元法更加適合處理數(shù)控加工制造過程當(dāng)中產(chǎn)生的一些復(fù)雜的模型，更容易得到精度控制結(jié)果。

2.5 產(chǎn)品檢查技術(shù)

只有進(jìn)行嚴(yán)格的精度控制系統(tǒng)模型分析，才可以更好地發(fā)揮出計算機(jī)輔助數(shù)控加工技術(shù)的特性。具體來講，精度控制模型的故障現(xiàn)象就是指精度控制系統(tǒng)與總控制系統(tǒng)出現(xiàn)交互方面的問題，特別是當(dāng)精度偏離標(biāo)準(zhǔn)過多時，就很容易發(fā)生此類現(xiàn)象。所以，在這種情況下，就需要對精度控制系統(tǒng)模型進(jìn)行深入的分析了。通過觀察這種技術(shù)的應(yīng)用過程可知，通過有效地計算各種誤差的范圍，就可以防治故障現(xiàn)象的發(fā)生，提高加工的質(zhì)量。要想正確地完成計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造，就需要進(jìn)行嚴(yán)格的核查，必須要有專業(yè)的人才從事此類工作。而中國目前能夠順利做好計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的專業(yè)人才的數(shù)量還是不夠。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)從各個方面加強(qiáng)對從業(yè)人員的培訓(xùn)。最需要做的，是對機(jī)械設(shè)備的負(fù)責(zé)人進(jìn)行安全知識的培訓(xùn)，督促他們引導(dǎo)工作人員進(jìn)行有效的精度控制，避免事故的發(fā)生。并且還要對基層的機(jī)械設(shè)備人員進(jìn)行調(diào)查，了解他們的安全意識情況，針對不同情況的人員進(jìn)行專業(yè)的安全培訓(xùn)，從根源上杜絕危險的發(fā)生。除此之外，還需要做好專業(yè)人才的培養(yǎng)工作，為中國計算機(jī)輔助數(shù)控加工的持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展提供助力。

3 結(jié)語

計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造是中國目前工業(yè)生產(chǎn)的一個技術(shù)保障。這項技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，并且可以帶來巨大的生產(chǎn)力飛躍。在進(jìn)行計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的過程當(dāng)中，會用到幾個關(guān)鍵性的技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)控加工制造精度和效率的保障。這些技術(shù)主要有粗加工軌道運算、細(xì)加工軌道運算、葉片變形控制技術(shù)等。本文主要是對計算機(jī)輔助數(shù)控加工制造的基本情況進(jìn)行了介紹，然后指出了幾個在計算機(jī)輔助數(shù)控加工過程中常用的幾個新技術(shù)，希望可以對此領(lǐng)域的的人員能起到一定的啟發(fā)作用。

［1］張剛.計算機(jī)輔助在數(shù)控加工制造中的應(yīng)用［J］.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（3）：86-87.

［2］江文清，王祥禎.基于計算機(jī)輔助在數(shù)控加工制造中的應(yīng)用分析［J］.黑龍江科技信息，2014（34）：111.

G712

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.22.068

2095－6835（2020）22－0156－02

劉寶華（1967—），男，河南夏邑人，本科，講師，研究方向為計算機(jī)編程、教育教學(xué)。

〔編輯：王霞〕