數控高速切削加工技術在機械制造中的應用

劉鈺煒

(鄭州技師學院，河南 鄭州 450006)

1 數控高速切削加工技術的優勢

1)提高加工的精確度。通常來講，在機械制造中使用數控高速切削加工技術，可以大幅提升加工效率和切削速度，能夠確保切削效果良好，增加機械切削的成功概率，進而提高切削加工的精確度，避免浪費資源。與此同時，在機械制造加工中，需科學定位刀具，為成品加工奠定良好的基礎。

2)簡化加工工序。對于機械加工環境，傳統切削技術要求較高，工序復雜且繁瑣，還對淬火條件有一定要求，只有滿足上述要求，才能保證成品的品質。相比之下，數控高速切削加工技術的應用，相比傳統切削技術，在加工工序方面更簡單，同時可以克服傳統切削技術的缺點，達到各種加工需求。總體來講，機械制造采用數控高速切削加工技術，可以降低切削工作量，轉變機械加工中零部件易硬化的問題，優化操作流程，縮短加工切削時間。

3)可用于加工遇熱變形材料。在遇熱變形材料中，數控高速切削技術的應用極為關鍵。究其原因在于傳統零件加工中，切削加工無疑會出現一定熱量，且會傳送工作臺。這種情況下，若加工切削所采用的材料為遇熱變形材料，那么，很可能會出現材料變形，進而增加切削加工的困難，甚至會對加工效果造成不利影響。由此可見，在工件熱量控制中，數控高速切削加工技術的優勢很大，切削的完整性可以確保工件熱量滿足要求，避免材料出現變形情況，提高加工切削質量。這就說明，數控高速切削技術的適應性強，所采用的加工材料范圍廣，能夠對切削加工速度進行有效控制，且可降低誤差和成本，具有良好的經濟效益。

4)加工材料適用性強。一般來講，針對某些加工難度較大的材料，數控高速切削技術應用效果良好，比如說在機械制造中，金屬、鈦合金等材料類，在加工環節，此類材料極易出現硬化情況，進而會磨損刀具。若采取數控高速切削材料加工技術，可利用自動化控制系統，從材料實際加工問題入手，優化加工過程，主要優化關鍵點在于切削材料的溫度控制和切削路徑控制。通過數控高速切削技術，可以順利完成切削加工作業，同時，還能減少對切削刀具的磨損，保證使用的安全性。

2 影響數控高速切削加工技術的幾種因素

2.1 工件材料的影響

在機械制造加工過程中，加工的工件材料很可能存有一定雜質，這種情況下，將會影響材料的硬質點，或者無法保證切削作業能否順利進行，一旦出現較為強烈的振動，很可能會損壞刀具，甚至出現危險。或者說，熱處理環節，也可能會引發各種部位的硬度變化。比如粗加工后，需要再次進行精加工，這種情況下，受工件材料影響，很可能會導致工件變形，進而降低切削加工的精確度。因此，在采用數控高速切削加工技術時，根據實際情況和加工環境，合理采用工件材料，從而全面提升切削加工的技術水平。

2.2 刀具的影響

對于數控高速切削加工技術而言，刀具系統的運用情況也會產生很大的影響，例如刀具系統的離心力較強，在切削加工環節很容易發生強烈振動，進而影響刀具質量，甚至損壞刀具，降低切削加工的精確度。目前來講，在數控高速切削加工時，若一味采用傳統的7:24錐度刀柄系統，由于其自身缺陷已無法滿足常規標準，無法保證重復定位的精確度，這種情況下，往往會選擇雙面接觸空心短椎刀柄HSK，更能達到規定要求。

3 數控高速切削加工技術在機械制造中的應用要點

3.1 刀柄與刀具的應用

在機械制造中，采用數控高速切削加工技術，可以大幅提升切削質量和加工效率，具有良好的切削加工效果。在加工前，需要詳細、全面、認真地了解和掌握切削刀具、刀柄的具體特征、性能和作用，這樣才能更準確地提升機械切削加工的精確度。究其原因在于機械制造中，由于離心力、振動等因素均會不同程度地影響整個切削加工系統的穩定性，只有保證切削加工的精度，才可以做好產品加工質量的控制工作，才能最大限度提升經濟效益。

3.2 銑削加工的應用

為了滿足質量標準規定，需要重視數控高速切削加工技術，在使用中，應與CNC技術、微電子技術等相結合，這樣才能達到機床系統的硬件設置需求。相比傳統加工技術，數控高效切削加工技術的適應性更強、應用范圍更廣，因此，在技術使用中，須全面分析切削加工技術的應用情況。第一，機械制造中，機床系統的剛度很強，因此，機床系統應與性能較高的驅動器共同使用，在此環節，須合理控制驅動器的供給速度。第二，在機械制造中，數控高速切削加工技術的應用，還需要準確了解刀柄、主軸的剛度，尤其是高速加工過程中，須合理控制主軸轉速，同時還要做好刀柄和主軸的間隙大小。

3.3 高精度加工中的應用

在高精度加工中，相比傳統切削加工技術，數控高速切削加工技術的應用效果十分明顯。主要原因在于數控高速切削加工技術融入了大量高速運算數控元素，能夠保證在實現切削加工系統功能的基礎上，還可以通過更精密的儀器提高成品的精確度，提高加工的質量和效率。比如高速高精度電主軸技術的運用，為了保證切削加工的高精度，需要對切削加工速度進行嚴格控制，不宜太快，一旦切削加工速度太快，很可能會影響切削力的大小，不利于保證切削加工質量。因此，只有合理控制切削力，才能在薄壁精度切削加工或較差剛度零件加工中取得良好的效果。除此之外，在高精度加工中，通過該項技術的應用，還能降低機械變形的概率，保證切削加工的精確度。

4 機械制造中數控高速切削加工技術的保障措施

4.1 定期做好設備的維護保養

為有效利用數控高速切削加工技術，必須重視技術是否先進，是否可以滿足要求。在機械制造中，首先要保證數控高速切削加工體系的完善，以便更好地提升機械加工設施的技術水平。一般來講，在日常運行中，數控設備故障次數很少，若出現故障，便是大故障，將會對切削加工的精確度造成很大影響。因此，在日常工作中，相關設備操作人員必須具有較高的專業水準，能夠根據要求定期做好設備的保養和維護工作，及時排查設備故障可能出現的因素，確保設備始終處于穩定、安全的運行狀態。在整個操作環節，應規范操作流程，按照操作手冊要求進行操作，這也是降低設備故障的重中之重，不能因為操作不當，而引起故障。同時，在完成日常保養及維護工作后，還需要根據實際情況，如實填寫維護手冊內容，便于后期維護查閱資料和參考，能夠快速排除隱患，延長設備的使用年限。

4.2 完善切削加工的數控編程

在機械制造加工中，積極采用數控技術，能夠提高切削加工質量和控制精確度，有助于完善高速切削加工體系。對于切削加工技術人員來講，為了進一步提高質量，不僅要重視自身素質的提升，掌握更全面、更先進的數控知識，還要結合實際加工任務和加工條件等因素，完善切削加工的數控編程。要求做到以下2點：①在實際數控編程工作中，相關工作者首先要確保加工過程的穩定性，避免不同刀具、工件等出現干擾情況，特別是在切削分層時，必須注重切削厚度是否滿足規定要求，是否合理。②通過完善刀具編程設計，相關技術人員還能實現提高切削加工精確度和延長切削加工壽命的作用，這樣能夠確保螺旋走刀軌跡更準確、更合理。編程環節必須確保切削的載荷恒定性，這也是達到數控高速切削的重點，更是該項技術的優勢所在。基于此，在實際操作中，嚴格按照既定的切削加工計劃，確定切削厚度，但在切入過程中，必須合理控制入刀的方式，確保刀具平滑切入，不得出現表面亂劃痕跡。

4.3 提高技術人員的專業素質

機械制造中，為了充分發揮數控高速切削加工技術的優勢，確保切削加工的應用效果，必須提高技術人員的專業素質，尤其是技術操作能力，這樣才能保證制造加工出的成品滿足標準，才能提高品質。要求定期舉辦專業的切削加工技術培訓活動，及時將國內外先進的專業知識傳授給每一名操作人員，讓加工人員能夠跟上時代的發展需求，及時更新知識儲備，建立強大的專業知識體系，更熟練、全面、專業地掌握各種加工技術，提高切削技術能力。

5 結語

伴隨科學技術水平的提升，我國機械制造加工技術水平得到了顯著提高，大量新技術、新工藝被廣泛應用，尤其是數控高速切削加工技術在機械制造業的應用，很大程度上提高了機械加工效率和質量，帶動了整個行業的改革與發展。為了充分發揮機械加工的優勢，必須認真分析數控高速切削加工技術的優點，為了達到理想的切削效果，在技術利用中應減輕切削振動，這樣才能滿足速度和功能需求，才能有效避免各種工件熱應力現象的出現，滿足機械制造需求。