傳統加工與數控加工技術在機械行業的發展與應用

儲勝國

摘要：本文闡述機械加工從傳統的加工模式到數控加工的歷史進程，對不同的加工模式的加工工藝、熱變形和刀具路徑等不同方面進行了具體的比較。傳統的加工過程效率比較低，數控加工對比下就顯得非常高效，而且自動化程度很高，很適合一些形狀復雜、精度要求高的零件進行具體的加工。數控加工技術是在傳統加工技術的基礎上發展起來的，傳統加工是數控加工的必要歷程。但無論如何發展，機械行業零部件的加工永遠需要傳統加工和數控加工，兩者缺一不可的。機械加工技術發展無止境，機械研究的探索方向需要進行長期的思考和總結。

Abstract： This article describes the historical process of machining from traditional machining mode to CNC machining， and compares the different aspects of machining technology， thermal deformation and tool path of different machining modes. The efficiency of the traditional machining process is relatively low. Compared with CNC machining， it is very efficient and has a high degree of automation. It is very suitable for specific machining of some parts with complex shapes and high precision requirements. Numerical control processing technology is developed on the basis of traditional processing technology， and traditional processing is the necessary course of numerical control processing. But no matter how it develops， the machining of parts in the machinery industry will always require traditional machining and CNC machining， both of which are indispensable. The development of mechanical processing technology is endless， and the exploration direction of mechanical research requires long-term thinking and summary.

關鍵詞：傳統加工;數控加工;加工工藝

Key words： traditional processing;numerical control processing;processing technology

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0185-02

0? 引言

數控加工技術基于數字控制技術，計算機編程技術作為輔助技術，在數控機床中應不斷更新技術，數控加工也使機械工人加工完成各種工件。自世界上第一款數控機床發布以來，數控加工技術已在加工行業中站住了重要的地位，已成為機械加工的關鍵技術。目前，在大多數加工車間，數控設備占據著非常重要的位置，數控加工能提供更高效和高度的自動化，尤其是各種小巧復雜高難度的零件，一般都能找到行之有效的方法。

1? 傳統與數控這兩個加工模式的特點

數控加工是基于傳統加工的一種新的加工模式，它在加工技術和方法上更加成熟，還可以把新技術和現代化的控制系統真正融合在傳統的加工模式中，讓數控加工真正實現智能化的效果。我國工業技術在不斷發展，數控加工的使用頻率也在不斷增加，它的優點和缺點也體現的非常明顯，所以要想把數控加工真正運用到機械加工中，就要把這兩種加工方法進行深入探索，找到這兩個加工方法的使用技巧。

1.1 加工方法的操作? 一般的加工工藝需要明確工步，操作者在加工過程中可以自己考慮在加工過程中的細節，具體到工序、位移，還有機床運動的順序等不同的內容。與傳統產品加工技術設計相比，數控加工過程主要包括以下步驟，自適應分析處理零件和內容，數控加工過程分析和流程設計，零件的數據處理，寫作程序，校對和修改程序，部件測試處理，兩者之間最重要的區別是數控更需要充分地考慮產品的控制處理。[1]同時，數控加工過程的設計內容相對豐富，具有高自動化，其自適應能力相對較差。數控加工需要更多因素，使過程的控制更加復雜，因此，工藝過程的設計必須在嚴格的邏輯下完成。此外，與普通加工過程相比，數控可以用后續批處理的流程，這大大節省了時間并保證了處理質量。

1.2 熱變形? 熱變形在很多行業的加工中，都是要具體使用的一項加工技術，在進行傳統加工的具體操作過程中，加工的不同階段都需要進行不同生產的完成，進行好具體的粗加工或者精加工階段，這樣的加工過程是透明化的，管理者可以隨時監控工作人員，在不同步驟的時候可以根據情況進行時間上的調整，加工過程中的一些熱量可以進行一定條件，所以不會對加工產生出的高精度產生影響。[2]因此在數控加工的時候，需要一定的數字化的處理系統，還要進行綜合化的管理，才能提高一定的效率，加工的過程最好是連續不斷的，否則會影響加工產品的效果。

1.3 刀具及刀具路徑? 與傳統加工相比，數控機床具有更高效的加工過程，由于數字控制工具的結構不同，該工具也在結構上做了優化。很多高速銑刀具有更多的波形刀片和大螺旋角結構。模塊可更換和可調節的結構，內部設有冷卻結構。這些變化對工具行業來說也是一個挑戰。[3]設計和改進工具材料適應現代數控加工行業的發展，表面氮化處理各種高強度合金鋼，大部分碳化物可以使用涂層技術轉換為數控工具。對于傳統的處理，工具的路徑主要由操作員自己控制和掌握，操作員可以在刀具切削進行時確定切削軌跡。在數控加工過程中，應在編程程序中確定刀具路徑。

1.4 切削用量的設置? 在傳統加工期間，操作員的操作過往經驗和過硬的技術是必須要保證，不論是在控制力和安全效力上，進行切割時候的選擇一定要認真細致，尤其是對于復雜的材料更需要注意。數控加工是基于它的自動化功能，數控起床在開始運行前進行具體操作的合適設置，達到切削量滿足效果，自動化系統可以在每日進行設置表面的處理過程。工具運動軌跡完全自動，不會中斷，一般不會引起材料過多浪費和不必要的損失，加工精度高于傳統加工。[4]

基本判斷出一般的處理和數字控制處理，各適用于哪種加工。與傳統加工相比，數控加工具有自動化高和加工件質量穩定性好，生產高效率和產品開發相互促進，促進計算機輔助設計和制造集成。同時數控技術也具有一些缺點，設備價格高、對工人綜合技術水平要求高等，更適用于許多小批量或中批量生產。

1.5 自動化和柔性化? 傳統的加工，一次裝夾只能完成部分加工內容，通常一個較復雜的零件，需要多次裝夾才能完成，影響加工精度和加工效率，有些特殊部位還需要借助特殊夾具，特殊夾具通常需要特殊的固定裝置來進行具體操作，特殊的部分是需要進行科學的設計方案和制造模式，這是對成本有著更高的要求。[5]一般在數控加工上，可以實現不同面上的處理，可以完整一整個攻堅的裝夾，對一般復雜部分進行數控處理上，加工中心具有多個加工位置，簡單地設置確定的刀具并對應于程序，并在隨后的加工期間隨時可改變某部分，數控機器是靈活的，要重新進行程序上的精細化改革，并且轉變到自動化的模式，讓數字控制才能適應市場。

1.6 人員的素質? 在以往的傳統加工模式上，大部分都是基于操作員以往數萬次的操作經驗，操作者直接將產品進行具體的加工工作，在數控加工的使用上，處理基本靠他們開完成。在設計加工程序之前，程序設計人員需要在計算機仿真軟件上模擬加工過程，為確保生產過程的安全性，這要求程序設計人員具有強大的加工程序設計和綜合加工相關能力。

2? 傳統加工與數控加工的具體應用模式

絕大多數公司，仍有大量普通機器仍然在壽命范圍內。因此，對于大多數國內公司來說，有必要將傳統的加工和數控加工結合，并最大限度地提高加工方法和加工效率，穩定產品質量，進而創造最大利益。

2.1 傳統加工不能忽視? 我國經濟的高速發展帶動著電子科技的快速發展，數控加工技術的作用早已被各行各業所認可，被各行各業在普遍使用，具體應用在零件和產品的生產制造中，機械加工技術在自動化的基礎上，同時更加高效和精密，但在發展的過程中，數控技術發展的基礎本源不是放棄研究傳統加工的內容，數控加工一定是基于傳統加工的發展才能得到快速發展。例如在車床的發展上，數控車床就是一種傳統加工進階的新模式，在自動控制化的基礎上實現了快速發展的數控技術。數控加工在被具體應用的過程中，操作數控設備的技術人員不僅要會數控技術，對傳統加工同樣要熟悉，這樣才能真正做好數控加工，才能真正做到持續發展數控加工。一般一個零件實際的生產過程是數控和傳統兩種加工模式來進行，這兩種加工方法工序沒有先后。

2.2 數控加工的發展有無限潛力? 我國加工行業在不斷發展的過程中，信息化的技術的進步同時在發展中進行創新，數控加工在機械加工中占據的位置非常重要，體現在多個方面上。首先高新技術產業化的重要技術支撐就是數控加工，另外數控加工是我國國防現代化的技術手段，在進行數控加工的過程中還要與傳統加工進行一些細節上的對比整合，在細節化的處理上，重點要在操作的工藝方法上進行提升，在加工原理上要進行不斷探索，并且進行具體的編程和數控信息上的操作，數控加工是基于傳統加工不斷發展歷史上逐漸形成的，但與傳統加工進行深入對比下，數控加工體現出的優點還是大于數控加工，適應現代機械加工的能力是更強的。

在數控加工發展到今天的情況下，這種技術在不同領域下的應用非常廣泛，在發展中形成了科學的加工體現，最開始的數控加工需要同計算機技術相結合，要用計算機進行輔助設計和工藝過程的設計，還可以進行虛擬加工和數控機床的加工。

3? 機械加工行業的未來

對傳統加工和數控加工進行綜合分析后可以發現數控加工在機械加工體現出了非常大的優勢，這就是目前機械加工未來的趨勢，但在數控加工運用在機械加工的過程中，也不是完全沒有任何問題的，這就需要對具體的細節工藝進行不斷改變，如果要完全照搬傳統加工工藝是非常不科學的，這就需要機械加工的操作人員在應對機械加工發展條件下，對不同類型的產品進行具體的加工制作，應對不同復雜的產品，要從精度和現有條件等細節上進行全面考慮，確定科學的加工方式，盡可能最大條件運用數控加工的優勢，同時要與傳統加工結合，在進行傳統加工和數控加工的過程中結合方式要靈活，加強不同工種之間的配合的同時完成精密設備和一般設備的結合使用，粗精加工一定要按照精度的準確要求來進行，要在確保產品質量滿足要求的同時提高生產效率，不能出現不良率增加而影響生產。機械加工在未來發展的過程中要定期進行技術交流和技術創新。

未來機械行業發展有著光明的前景，首先是計算機技術在機械加工上的使用，UG和VERICUT就是代表性的設計軟件。另外多學科在機械加工技術的應用，隨著機電一體化不斷融合，未來的機械加工會融入其他更多學科的技術內容，我們熟悉的VR技術就是機械加工技術運用到的內容，增強技術性和安全性結合的發展。最后，典型零件的加工系統在不斷完善，也是機械加工行業發展的有利條件。機械行業發展永無止境，要從不同細節尤其是從質量和效率上重點開發，建立完善的加工流程，從而更好的推動機械加工行業在我國未來的發展。

參考文獻：

[1]劉少飛.傳統加工與數控加工技術在機械行業的發展與應用[J].重型機械，2017（003）：7-12.

[2]高家貴.傳統加工與數控加工技術在機械行業的發展與應用[J].教育：00284-00284.

[3]白振宇.傳統加工與數控加工技術在機械行業的發展[J]. 中國科技信息，2018（013）：111-112.

[4]王寧.論傳統機械加工與機械數控加工技術在機械行業的發展[J].人文之友，2019（011）：18.

[5]王輝，龐新勇，趙龍.數控技術在機械加工中的應用研究[J]. 建筑工程技術與設計，2018（009）：3713.