新時期高效加工技術在數控銑床中的應用實踐

摘要：隨著科學技術的不斷發展，數控銑床在工業制造領域中的應用越來越廣泛。為了進一步提高數控銑床加工效率，滿足工業生產需求，我國加大了對高效加工技術的研究力度，并在數控銑床中進行了應用實踐。現介紹了數控銑床構成及加工特點，闡述了國內外高效加工技術在數控銑床中的應用現狀，分析了高效加工技術在數控銑床中的應用實踐情況。

關鍵詞：數控銑床;高效放電銑加工;曲面數控高速銑削加工技術

0 引言

現階段我國制造業正朝著智能化、自動化、精密化以及高效率化方向發展，數控銑床得到了廣泛應用，并發揮出了良好的加工作用。為了進一步提高數控銑床加工效率，滿足工業生產需求，我國加大了對高效加工技術的研究投入，并在數控銑床中進行了應用實踐，獲得了良好的應用成效。

1 數控銑床構成及加工特點

數控銑床又被稱為CNC銑床，是一種在傳統人工銑床基礎上發展而來的數控加工設備。數控銑床與傳統人工銑床的加工原理一致，結構相似。數控銑床主要分為帶刀庫和不帶刀庫兩大類，帶刀庫的數控銑床又被稱為數控銑床加工中心[1]。數控銑床有多種形式，具體組成上存在一定差別，但是大體一致，通常由床身部分、銑頭部分、工作操作臺、橫進給部分、升降臺部分、冷卻部分和潤滑部分等組成。數控銑床加工具有適用性強、尺寸多以及精度高等特點，工作操作臺寬度大多在400 mm以下，適用于中小零件的加工和復雜形面的輪廓銑削加工。如果需要加工大尺寸或復雜的零件，則需要使用較大的銑床，例如龍門式銑床，其工作臺面寬度在500～600 mm。

2 國內外高效加工技術在數控銑床中的應用現狀

隨著銑削高效加工技術的快速發展，數控銑床的實際應用效率也得到了大幅提升，其生產過程更加自動化和智能化。在一些工業發達國家，針對金屬材料的銑削加工，已經實現了加工車間的綠色化和無銑削液加工。高效加工技術在數控銑床中的應用越來越廣泛，各種先進的數控刀具、涂層數控銑床、超硬刀數控銑床等，憑借設備的高精度、高加工速度、高生產效率等優勢，在汽車制造、航空航天器制造等領域獲得了良好應用，進一步提高了數控銑床的加工效率與質量[2]。

我國的數控銑床在近些年也獲得了快速發展，無論是在移動速度的提升，還是在工作溫度的控制方面，都取得了顯著進步。數控銑床在切削加工作業時，隨著切削速度的提升，其工作溫度也會隨之上升，當工作溫度上升到峰值后，其切削速度會下降。我國自主研發的數控銑床已經達到了100 m/min及以上的移動速度，但仍然與發達國家存在一定差距。

3 高效加工技術在數控銑床中的應用實踐

3.1? ? 基于CAD/CAM的曲面數控高速銑削加工技術的應用實踐

數控銑床通常用來加工各種型號和品質要求的金屬零部件，其加工效率高，加工質量好。其中，在加工具有復雜特征曲面的工件時，例如柱面、回轉面、掃描曲面以及環面等，傳統的數控銑床加工工藝無法達到加工要求，需要使用先進的高效加工技術，即基于CAD/CAM的曲面數控高速銑削加工技術，能獲得更高的加工效率，工件加工表面的光潔度也比較高。基于CAD/CAM的曲面數控高速銑削加工技術主要包括曲面數控高速銑削技術和數控銑削加工刀具連接技術等[3]。其中，在加工具有復雜特征曲面的工件時，數控銑床需要達到極高的轉速，并對其剛度和回轉精度也提出了較高要求，因此數控銑床的主軸需要具備良好的熱穩定性。另外，在數控銑床中應用曲面數控高速銑削加工技術以后，數控銑床的轉速獲得大幅提升，進給速度也相應提升，同時數控銑床的刀具在強度和加工精度上也都得到了較大提升，刀具耐用性極強。但是，應用曲面數控高速銑削加工技術以后，數控銑床的刀具變得更加復雜，需要做好高速銑削加工的安全防護和運行監控工作，提高加工穩定性與安全性。

基于CAD/CAM的曲面數控高速銑削加工技術在被應用到數控銑床中后，數控銑床的刀具應用了高效的連接技術，數控銑床的刀柄和刀具之間主要通過熱縮式夾頭進行連接，可以在刀孔熱脹冷縮的作用下提高刀具夾緊度，保證刀具的運行溫度[4]。數控銑床刀具連接技術具有同心度好、夾緊力大以及離心力低等特點。數控銑床刀具連接技術在應用過程中需要使用具有一定錐角的錐套，將其作為夾緊連接裝置，并采用旋轉螺母壓入的方式將刀具固定在錐套內，可以有效縮小錐套內徑，加大彈簧夾頭的實際夾緊力，使數控銑床的刀具連接更加穩固，提高連接精度。

3.2? ? 數控高效放電銑加工技術的應用實踐

隨著我國加工制造技術的不斷發展，航空航天以及軍工制造產業中開始使用高溫耐熱的合金材料，例如鈦合金等，在進行這類材料的零部件加工時，傳統的數控銑床難以發揮出銑削作用。加上零部件的空間形狀復雜，使用傳統的數控銑床加工時，會加大數控銑床刀具的磨損，加工效率也較低。因此，經過多年的技術研究和加工實踐，現在已經研發出一種高效的加工技術——數控高效放電銑加工技術，將其應用在數控銑床上可以在很大程度上提高加工效率與加工質量，并可節約資源。

數控高效放電銑加工技術的核心是電化學成型技術，利用電加工不懼材料硬、脆以及韌的優勢，使用了比較簡單的超長銅管作為數控銑床的加工電極，并用導向器進行導向，同時在電極和被加工零部件之間施加一個高效的高頻脈沖電源，進而實現對加工區內工作液的有效冷卻和排屑。同時，數控高效放電銑加工技術可以通過控制被加工零部件和電極之間的相對運動軌跡，在兩者之間進行高脈沖放電，進而對被加工零部件的復雜曲面進行高效的余量銑削，完成預期的加工任務。該技術具有成本低、加工效率高、加工安全、無污染等特點，是一種應用范圍較廣的高效銑削加工技術[5]。

4 高效加工技術在數控銑床中的應用注意事項

高效加工技術在數控銑床中擁有良好的發展前景，是未來工業制造加工領域中應用的主流銑削加工技術。高效加工技術作為一種綜合性技術，需要在應用過程中做好刀具選型和銑削用量參數的選擇。在選擇銑削刀具時，要結合技術工藝和加工要求，選擇合適的刀具，保證刀具的耐用度、加工效率和質量等，同時需要考慮到刀具成本。應用高效加工技術的數控銑床一般需要選擇具有較好的耐磨性、耐熱性以及韌性的刀具，并做好運行試驗。應用高效加工技術的數控銑床應該選擇較大進給量，適當增加背吃刀量，并使用較高的銑削速度，進而可以在保證加工效率的前提下，實現銑削用量參數的優化，提高數控銑床的整體運行效果。

5 結語

綜上所述，高效加工技術在數控銑床中的應用，不僅提高了數控銑床的移動速度，而且提高了數控銑床的加工精度，使數控銑床的加工效率與加工質量得到同步提升，促進了我國工業制造領域的快速發展。

[參考文獻]

[1] 盧欠養.新時期高效加工技術在數控銑床中的應用探索與實踐[J].裝備維修技術，2020（1）：24-25.

[2] 于冬梅，唐臣升，潘國華.高效球面數控銑削加工技術研究[J].航空制造技術，2014（5）：83-85.

[3] 李佩偉.基于CAD/CAM的數控銑削加工技術研究[J].計算機產品與流通，2017（10）：173.

[4] 石顯奎.基于CAD/CAM的數控銑削高效加工技術研究與實現[D].杭州：浙江工業大學，2015.

[5] 周建，楊杰，劉春，等.高效加工在普通數控機床上的應用[J].水泥技術，2016（2）：46-49.

收稿日期：2020-07-10

作者簡介：嚴磊（1987—），男，江蘇揚州人，實驗師，研究方向：機械制造。