數控機床加工中心技術研究

歐肖 馬保記

摘要：在技術水平不斷提升的過程中，數控機床在工業領域中的應用范圍越來越廣泛，可以進行小批量的零件加工。而數控機床加工中心技術主要包括刀具與編程、工藝過程設計等，需根據要求做好加工工作，從而提高加工精度。同時，也需要加大機床保養力度，提升其整體性能。

關鍵詞：數控;機床;加工

前言：

在信息技術快速發展的同時，傳統的制造業出現了變革，各個國家都加大了對現代制造技術的研究力度。數控技術在制造業中占據著重要地位，具有柔性化、自動化等特點。數控機床加工中心技術在數控機床的發展中占據著重要地位，因此本文將對數控機床加工中心技術進行簡要分析。

1.數控機床概述

1.1概念

數控機床即數字控制機床，指的是含有程序控制系統的自動化機床。機床中的程序控制系統可以有效處理控制編碼等程序，并進行信息處理，之后利用數控裝置發出控制信號，對機床動作進行調整與控制，使機床根據相關要求自動加工零件【1】。數控機床的出現使集成化與智能化的生產成為了現實。按照加工工藝方法可以將數控機床分為金屬切削類、板材加工類與特種加工類等類型;按照控制運動軌跡可以將數控機床分為點位控制類、輪廓控制類與直線控制類等類型;按照驅動裝置的特點可以將其分為半閉環控制類、混合控制類等類型。

1.2發展情況

數控機床是由美國發明家發明的，當前機床產業實現了數字化發展。美國、德國以及日本等國家的數控機床技術發展較快，而我國的數控機床技術也不斷發展。

2.數控機床加工中心概述

2.1數控機床加工中心的構成與分類

（1）數控機床加工中心的構成。數控機床加工中心是由多個部分共同構成的，例如基礎部分、輔助裝置等。第一，基礎部件。構成數控機床加工中心的基礎部件主要有立柱、工作臺與床身，承受著數控機床加工中心的靜載荷與加工過程中的動載荷，因此基礎部件需要滿足一定的剛度要求。第二，主軸部件。該部件是由多個部分共同構成的，例如主軸箱、主軸、主軸電動機與主軸軸承等【2】。主軸的定位精度與旋轉精度會影響到數控機床加工中心的加工精度。第三，數控系統。其中有可編程序控制器、CNC裝置、面板操作系統以及伺服驅動系統，其主要功能就是執行控制動作并進行加工。第四，自動換刀系統。其中有機械手與刀庫等部分，機械手可以根據數控系統的指令從刀庫當中選擇合適的刀具，并將刀具裝到主軸中。第五，輔助裝置。數控機床加工中心的輔助裝置有很多，例如排屑、冷卻等系統，影響著加工精度與效率。數控機床加工中心具有工藝適應性強、加工效率高等優勢。

（2）數控機床加工中心的類型。根據數控機床的形態與主軸布局的形式可以將數控機床加工中心分為立式加工中心、臥式加工中心、龍門式加工中心與復合加工中心等類型。按照數控機床加工中心的換刀形式可以將其分為帶刀庫與機械手的加工中心、不含機械手的加工中心等類型。

2.2數控機床加工中心的編程與刀具

第一，編程特點。在進行數控機床加工中心編程時，需要綜合分析工藝特點，合理安排加工工序;根據批量生產的具體情況，設置手動換刀與自動換刀等模式，并為自動換刀留足夠的空間;可以應用刀具機外預調，從而提升數控機床的利用率;需加大對編程的檢查力度并進行試運行;需要將不同的工序安排在不同的程序中;靈活利用系統編程處理功能。

第二，數控機床加工中心刀具與零件裝夾的選擇。首先，需科學選擇刀具。數控機床加工中心要求刀具具備良好的切削性能、功能豐富的工具系統與較高的精度。便需要根據這些要求選擇刀具，提升數控機床加工中心的加工精度。其次，需科學選擇零件的裝夾。在數控機床加工中心中，需要根據六點定位原則進行零件的定位;需在綜合考慮更多加工內容的基礎上選擇定位基準;若零件的定位基準與設計基準出現偏差，需綜合分析裝配圖樣，明確設計基準的功能;避免零件定位基準與編程原點重合【3】。在數控機床加工中心中，夾具不僅需要進行零件的裝夾，也需要根據定位基準明確零件的加工原點。因此，需科學選擇。

2.3數控機床加工中心的工藝特點

數控機床加工中心的工藝有一定的特點。第一，可加工高精度、高效率的工件。部分零件不屬于大批量生產，但又是設備中的關鍵零件，對精度與工期等方面的要求比較高。在傳統的機械加工中需要利用大量機床，加工周期相對較長，且加工質量會受到技術人員專業能力的影響，很容易出現殘次品。而應用數控機床加工中心進行加工可以自動控制加工工序，簡化了加工流程，也減少了人為干擾，可以在提升加工效率的同時保障產品質量。第二，可加工較為復雜的零件。數控機床加工中心也分為多種類型，其中四軸聯動與五軸聯動數控機床加工中心應用了CAD/CAM技術，可以有效加工形狀復雜的零件。同時，數控機床加工中心也應用了DNC技術，可以滿足多種加工需求。第三，可進行批量工件的加工。數控機床加工中心的柔性較強，不僅可以快速對一些特殊要求進行反應，也可以進行批量生產，有利于提升經濟效益。

2.4數控機床加工中心工藝過程的設計

在進行工藝設計時，技術人員需要綜合考慮效率與精度這兩個方面。一般情況下，技術人員可以堅持先粗后精、先面后孔、先基準后其他的原則。在進行一次裝夾加工時，技術人員可以優化工藝設計，從而一次完成對所有加工表面的加工。孔系加工對位置的精度要求比較高，所以在加工時技術人員應合理安排加工順序，避免影響位置的精度【4】。此外，在加工過程中，技術人員需集中利用刀具，從而減少更換刀具的次數。簡單來說，技術人員需要利用同一把刀具完成相應的加工工序，之后再利用別的刀具進行加工。但是，孔系加工的精度要求較高，如果是通過工作臺回轉明確零件的加工部位，集中利用刀具就可能會出現重復定位等情況，所以不能應用這種方式。

2.5數控機床加工中心的使用

為了充分發揮數控機床加工中心的作用，應優化其使用環境，科學制定操作規程。首先，技術人員需要保障數控機床加工中心處于相對陰暗的環境中，避免其受到陽光照射或熱輻射的影響，同時也需要確保環境不潮濕、沒有太多的粉塵。其次，需要科學制定操作規程。例如，需要完善數控機床加工中心的維護保養制度、數控機床加工中心的交接班制度等，讓操作人員根據規定進行操作，增強操作的規范性。再次，需要加強電源保障。可以應用專線供電，也可以在電源處增設穩壓裝置，減少電氣干擾。此外，不能長期封存數控機床加工中心。在采購數控機床加工中心之后，需要提高設備利用率，避免系統出現故障。

3.數控機床加工中心的維護與保養

3.1數控系統的維護保養

在進行數控系統的維護保養時，維護人員需要嚴格遵循維護制度的要求、避免灰塵等雜物進入到數控裝置當中、避免系統過熱、定期對數控系統的輸入裝置與輸出裝置進行維護保養、定期檢修或更換直流電動機電刷、定期檢修或更換存儲用電池、定期維護備用電路板。

3.2機械部件的維護

機械部件的維護保養也至關重要，其維護重點在于主傳動鏈、滾珠絲杠螺紋副、刀庫與換刀機械手的維護。

3.3液壓與氣壓系統的維護保養

液壓系統與氣壓系統在數控機床加工中心中發揮著重要作用，維護人員需要定期清洗或更換系統當中的分濾網或過濾器;定期檢查液壓系統中的油質，并及時添加液壓油;定期進行氣壓系統分水濾氣器的放水工作【5】。

3.4機床精度的維護保養

在長期運行過程中，數控機床的精度可能會下降，因此維護人員需要定期檢查數控機床的水平精度與機械精度，并進行精度校正。其中，機械精度的校正方法包括軟方法與硬方法。軟方法指的是利用系統參數補償校正精度。而硬方法指的是在機床大修時調整機床當中的零部件。

結語：

數控機床加工中心主要是由基礎部件、輔助裝置等共同構成的，具有加工精度高、表面質量好等特點。在應用數控機床加工中心技術時需要了解其編程特點、科學選擇刀具與裝夾、優化工藝設計，從而生產出質量好、精度高的產品。為了保障機床的正常運行，也應當做好系統、部件的維護保養工作，延長機床的使用壽命，為制造業的發展提供助力。

參考文獻

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