基于數(shù)控機床機械加工技術(shù)的應用研究

葛永生

摘要：近年來，科學技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展為機械化產(chǎn)品生產(chǎn)帶來了重要的發(fā)展契機，無論是小批量的零件生產(chǎn)，還是大規(guī)模的機械制造，都對產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求。本文以數(shù)控機床機械加工技術(shù)的實際應用為探討主題，分析其使用要求、加工特點、技術(shù)應用以及未來發(fā)展趨勢等，意在為機械加工生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展提供可行性建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;機械加工技術(shù);應用研究

中圖分類號：TP29? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0104-02

0? 引言

自問世以來，數(shù)控機床便為機械加工產(chǎn)業(yè)注入了全新的發(fā)展動力，也逐步推動著固有機械加工作業(yè)模式的革新與改進，相比于以往自動機床的應用效果，數(shù)控機床的生產(chǎn)效率更高，能夠加工出精度更高、柔性更好的機械產(chǎn)品，最大化減少對人力資源的依賴。

1? 數(shù)控機床的應用范圍與使用要求

1.1 應用范圍? 廣闊的應用市場是數(shù)控機床飛速發(fā)展的核心優(yōu)勢，一方面其可以被應用于批量小、品種多的零件的生產(chǎn)工作中，另一方面，也可以利用數(shù)控機床生產(chǎn)擁有特殊結(jié)構(gòu)、復雜工序的機械產(chǎn)品，亦或是形狀更改頻率較高的產(chǎn)品樣品等。與此同時，若是需要生產(chǎn)價格較為昂貴、無法隨便報廢的精工產(chǎn)品，也可以優(yōu)先考慮采用數(shù)控機床，無論是加工質(zhì)量，還是生產(chǎn)效率，均可以得到有效保障。機電一體的數(shù)控機床是普通數(shù)控機床的改進版本，其使用性能更高，適用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的現(xiàn)代化機械產(chǎn)品[1]（如圖1）。

1.2 使用要求? 在實際使用過程中，要想將數(shù)控機床的優(yōu)勢特點與作用最大限度內(nèi)發(fā)揮出來，需要重點關(guān)注以下兩方面的使用要求：①操作人員以及維修人員等需具備專業(yè)知識以及高技術(shù)水準，這是科學使用數(shù)控機床的基本要求。數(shù)控機床不僅包含復雜的機床結(jié)構(gòu)，還集合了自動控制技術(shù)與計算機技術(shù)等，控制模塊內(nèi)還涉及到對微電子技術(shù)、精密測量技術(shù)的應用。因此在實際操作與使用過程中，扎實的專業(yè)理論知識基礎(chǔ)與高水平的技術(shù)素養(yǎng)都是不可或缺的。②高質(zhì)量的刀具與夾具。一般情況下，通用夾具普遍被應用于單件機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，或是批量較小的機械加工任務。如若涉及到批量較大的生產(chǎn)作業(yè)，應優(yōu)先采用組合夾具或?qū)Ｓ脢A具等。應用于數(shù)控機床機械加工的夾具普遍具有自動松開、夾緊的功能，有效提高了生產(chǎn)效率。與此同時，數(shù)控機床對刀具也提出了較高的精度要求，如尺寸穩(wěn)定、不易變形、使用壽命長等。與此同時，刀具還需具備良好的可冷卻性能，避免在使用過程中磨損度過高，亦或是出現(xiàn)使用性能不穩(wěn)定，或是尺寸變化大現(xiàn)象等[2]。

2? 數(shù)控機床機械加工特點

2.1 柔性強? 在數(shù)控機床機械加工中，柔性是指一種變化能力，即對生產(chǎn)產(chǎn)品的變化的適應性。在正式開展零件加工作業(yè)前，需要將預先編制好的指定程序輸入到數(shù)控機床中，若是需要將零件的加工模型、加工方式等予以轉(zhuǎn)變，則需將程序進行重現(xiàn)編制，再輸入到數(shù)控機床中。自動化的生產(chǎn)過程大大減輕了操作人員的工作量，無需改變或挪動機床上的任何硬件，即可完成整個生產(chǎn)加工過程。若是需要加工的單件機械產(chǎn)品具有較為復雜的形狀與結(jié)構(gòu)，或是產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較小，柔性強的數(shù)控機床具有更顯著的應用優(yōu)質(zhì)，可以滿足多元化的機械加工需求。尤其是在新產(chǎn)品的試制方面，依然可以提供較大便利，高柔性的優(yōu)勢特點在一定程度上加快了數(shù)控機床的發(fā)展速度[3]。

2.2 產(chǎn)出產(chǎn)品精度高? 全自動化的數(shù)控機床不需要依賴過多的人力資源，將固定的控制程序輸入到機器設備中，便可以得到質(zhì)量穩(wěn)定、高合格率的機械產(chǎn)品。機床結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，也是機械加工關(guān)鍵步驟中的核心設備，兩者不僅具有較高的剛度性能，也擁有良好的熱穩(wěn)定性，因此同一批生產(chǎn)的零件產(chǎn)品通常顯示出高度的一致性，存在的誤差極小。

2.3 生產(chǎn)效率高? 良好的結(jié)構(gòu)剛性大幅提高了數(shù)控機床的切削性能，借助于強力切削的作業(yè)方式，原本的切削效率得到有效提升，生產(chǎn)加工的時間進一步縮短。在夾具與刀具的使用方面，應用數(shù)控機床裝配工件的用時更少，還可以結(jié)合工件的實際加工需求隨時更換刀具，與此同時，在零件的更換過程中，也無需將整個機床設備進行調(diào)整。在這樣的作業(yè)模式下，設備安裝與調(diào)試的時間也被有效節(jié)省下來。通常情況下，由數(shù)控機床加工并生產(chǎn)出的零件具有較高的質(zhì)量水平，因此只需要檢驗首件即可，無需對所有零件予以大面積檢驗。在抽樣過程中，重點在于檢查工件的形狀與尺寸，這樣的檢驗方式可以節(jié)省許多時間，為后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)提供方便，在一定程度上提高了數(shù)控機床的機械加工生產(chǎn)效率。

2.4 良好的經(jīng)濟效益? 盡管數(shù)控機床設備的價格較普通機床更為昂貴，但在使用過程中卻可以將許多其他費用節(jié)省下來，如無需設計、制造專門的工裝夾具等。十分穩(wěn)定的加工進度大幅降低了機械加工制造的廢品率，在一定程度上減少了調(diào)度環(huán)節(jié)的作業(yè)量，有效縮減了數(shù)控機床機械加工的整體成本支出，獲得的經(jīng)濟效益也十分可觀。

2.5 便于現(xiàn)代化生產(chǎn)管理? 按照預先編制好的加工程度，自動連續(xù)完成一系列的產(chǎn)品加工工作是數(shù)控設備的主要運行特點，除了輸入指定的加工程序、操作人員無需進行重復或繁瑣的手工操作，只需觀察監(jiān)測設備的運行情況，把關(guān)工件的裝卸以及關(guān)鍵工序即可。人工操作的勞動強度顯著降低，也改善了工作人員的勞動條件。

將數(shù)控機床應用到機械加工生產(chǎn)作業(yè)中，可以對單個產(chǎn)品的加工工時予以準確計算，以便對后續(xù)的生產(chǎn)加工任務進行合理安排。借助于數(shù)字信息、標準代碼等實現(xiàn)對各個加工工序的高效管控，大幅提高了數(shù)控機床機械加工現(xiàn)代化生產(chǎn)管理效率，快捷地處理各項作業(yè)事務，這也為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化奠定了堅實基礎(chǔ)。無論是成品檢驗，還是工具夾具的使用，都為其間的信息傳遞提供了便利條件，實現(xiàn)了對復雜流程的合理簡化。

3? ?數(shù)控機床機械加工技術(shù)的應用特點

3.1 實用性強? 將數(shù)控技術(shù)合理應用到機械加工作業(yè)中，對機械制造領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展大有助益，電子化、自動化在數(shù)控技術(shù)中的完美結(jié)合將機械加工的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，帶動整個生產(chǎn)車間工作效率的穩(wěn)步提升。與此同時，對數(shù)控技術(shù)的應用還可以緊密結(jié)合具體的生產(chǎn)制作需求，按照規(guī)定的參數(shù)指標等，對技術(shù)的應用方式、加工流程等予以優(yōu)化設計，在這一模式下生產(chǎn)的機械產(chǎn)品質(zhì)量更高，對整個機械加工產(chǎn)業(yè)的進步與發(fā)展起到了重要的推動作用。作為制造行業(yè)的核心組成部分，數(shù)控機床機械加工技術(shù)的高效發(fā)展、推廣使用也在一定程度上為制造業(yè)指明了未來的發(fā)展方向，強大的實用性成為數(shù)控技術(shù)的競爭優(yōu)勢。

3.2 數(shù)字化程度高? 在機械加工生產(chǎn)作業(yè)中應用數(shù)控機床，離不開核心的控制程序。對計算機設備與相關(guān)程序系統(tǒng)的靈活運用大幅提高了數(shù)控機床的數(shù)字化水平，對于技術(shù)人員而言，需要在掌握計算機編程理論知識的基礎(chǔ)上，明晰數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)與運行原理，然后在圖紙上清晰地繪制出來，結(jié)合具體的加工生產(chǎn)內(nèi)容，以及技術(shù)應用要求等，優(yōu)化整個數(shù)控機床機械加工的控制程序，發(fā)揮數(shù)字化設備的功能作用。如果加工內(nèi)容、流程與標準等需要改動，只需改變相應的編程程序即可，高水平的數(shù)字化特征進一步拓展了數(shù)控技術(shù)的應用范圍。

3.3 更新?lián)Q代快? 在機械加工技術(shù)不斷改進發(fā)展的過程中，數(shù)控機床也需要貼合社會發(fā)展需要，不斷改造創(chuàng)新。要想將固有的優(yōu)勢特點與應用實效性最大限度內(nèi)發(fā)揮出來，仍需推進數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，將技術(shù)改造放在核心位置上，針對其現(xiàn)存的使用問題以及特點等予以深入挖掘，通過創(chuàng)新研發(fā)提出更多可行的改造方案，加快數(shù)控機床機械加工技術(shù)水平升級，這也是該項技術(shù)的主要應用特點之一。

4? 數(shù)控機床機械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 高速度、高精度? 在機械加工領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)控機床的推廣使用打開了全新的發(fā)展局面，也為機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造提供了堅實的技術(shù)保障。對于機械化產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)來說，其加工速度對整體作業(yè)效率具有決定性影響，質(zhì)量也在很大程度上取決于加工精度，由此可見，高速度與高精度是數(shù)控機床機械加工技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。要想在更廣泛的行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)推廣數(shù)控機床的應用，還需以精度與速度的全面提升為著手點，提高數(shù)控機床機械加工體系的生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)，最大限度內(nèi)縮短各類機械化產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，這樣才能鞏固其在市場環(huán)境下的核心競爭優(yōu)勢，促使其占有額穩(wěn)步提高。現(xiàn)階段，納米級的數(shù)控機床機械加工技術(shù)已逐漸被應用到了航空航天、軍事等高精尖領(lǐng)域中。

4.2 對五軸聯(lián)動技術(shù)的高效運用? 將五軸聯(lián)動技術(shù)應用到數(shù)控機床機械加工作業(yè)中，可以構(gòu)建出三維加工形式處理零件，然后借助于專門的刀具等予以修正，這樣的獨特加工方式生產(chǎn)出的機械零件形狀更為多樣化，在作業(yè)效率大幅提升的同時，能夠妥善滿足不同的零件加工需求。在實際機械加工生產(chǎn)作業(yè)中，相比于傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動數(shù)控機床，五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術(shù)的實用性更為顯著，工作效率更高、切割零件更精準，因而帶來的經(jīng)濟效益也呈現(xiàn)穩(wěn)步提升的發(fā)展狀態(tài)。

4.3 應用領(lǐng)域更廣? 通過分析與觀察當前數(shù)控機床機械加工技術(shù)的應用特點可以發(fā)現(xiàn)，在未來其會被應用于更多、更廣的行業(yè)領(lǐng)域中，以汽車領(lǐng)域為例，隨著交通運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車數(shù)量會越來越多，將這一技術(shù)應用到變速箱制造、零部件加工中，必然能夠提升汽車制造產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品性能。除此以外，煤炭采集領(lǐng)域中數(shù)控機床也擁有良好的發(fā)展前景。自動化技術(shù)是采煤機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的核心組成部分，將數(shù)控機床與采煤機的核心技術(shù)優(yōu)勢予以結(jié)合，可以提高其設備精度，提高運行效率。

5? 結(jié)束語

在經(jīng)濟發(fā)展與城市現(xiàn)代化建設的背景下，數(shù)控機床機械加工技術(shù)的重要性日益凸顯，有力助推著工業(yè)生產(chǎn)與機械制造的高效發(fā)展，朝向智能化、開放化、高精度的發(fā)展趨勢邁進。

參考文獻：

[1]鞏小六.機械加工制造中自動化技術(shù)的應用[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2019，48（12）：128-129.

[2]趙樹松.淺談數(shù)控技術(shù)在機械加工機床中的應用[J].南方農(nóng)機，2019，50（23）：115.

[3]曾德純，劉莉.淺談虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)與應用[J].河北農(nóng)機，2019（11）：71.