機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用探討

張國全

（哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司黑龍江 哈爾濱市 150066）

機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用探討

張國全

（哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司黑龍江 哈爾濱市 150066）

數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字化信息對機(jī)床動(dòng)作進(jìn)行控制的一種高效能自動(dòng)化機(jī)床，是集機(jī)、電、液（氣）于一體的高科技產(chǎn)品。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。

數(shù)控；機(jī)械；加工；機(jī)床

新時(shí)期數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工環(huán)節(jié)效率的提升關(guān)鍵在于對數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備技術(shù)的穩(wěn)定應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床的工作效率直接影響到機(jī)械加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，它與企業(yè)的管理方法、職工技術(shù)以及后勤保障等多種因素有著直接的關(guān)系。因此，數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力的水平。

1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)分析

（1）生產(chǎn)效率高。數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。中、小型數(shù)控機(jī)床的定位精度可達(dá)0.005mm，重復(fù)定位桔度可達(dá)0.002mm。數(shù)控機(jī)床按預(yù)定的零件加工程序自動(dòng)加工，加工過程不需要人工干預(yù)。數(shù)控機(jī)床在加工過程中的各種特性，使數(shù)控機(jī)床能夠完成傳統(tǒng)意義上普通機(jī)床無法加工或是難以加工的作業(yè)任務(wù)。數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件空行程運(yùn)動(dòng)速度快，工件裝夾時(shí)間短，刀具可自動(dòng)更換，輔助時(shí)間比一般機(jī)床大為減少。與此同時(shí)，數(shù)控化機(jī)床在整個(gè)加工作業(yè)中對工裝卡具的依賴程度較小，數(shù)控加工過程中流水線上的加工半成品也較少。適合批量生產(chǎn)，與操作者經(jīng)驗(yàn)無關(guān)，生產(chǎn)效率高。

（2）可以加工形狀復(fù)雜、精度要求高的零件。隨著航空工業(yè)、汽車工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品生產(chǎn)的高速增長，復(fù)雜形狀的零件越來越多，精度要求也越來越高。由于數(shù)控車削時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)是通過高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，再加上機(jī)床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。對圓弧以及其它曲線輪廓的形狀，加工出的形狀與圖紙上的目標(biāo)幾何形狀的接近程度比仿形車床要好得多。數(shù)控機(jī)床則可實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和加工任何形狀的空間曲面，適應(yīng)于復(fù)雜異形零件的加工。數(shù)控車床具有恒線速切削功能，車端面、不同直徑外圓時(shí)可以用相同的線速度，保證表面粗糙度值既小且一致。還有數(shù)控機(jī)床具有圓弧插補(bǔ)功能，可以加工各種復(fù)雜輪廓的零件。

（3）減輕者的操作勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控加工過程是按輸入的程序自動(dòng)完成的，操作者只需起始對刀、裝卸工件、更換刀具，在加工過程中，主要是觀察和監(jiān)督機(jī)床運(yùn)行。采用高效、高精度無間隙傳動(dòng)裝置數(shù)控機(jī)床進(jìn)行的是高速、高精度加工，在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時(shí)，對于機(jī)械傳動(dòng)裝置和元件也提出了更高的要求。智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能。一般數(shù)控機(jī)床的加工工藝和普通機(jī)床的加工工藝是大同小異的，只是數(shù)控機(jī)床能夠通過程序自動(dòng)完成普通機(jī)床的加工動(dòng)作，減輕了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

（1）數(shù)控車床。數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。要保證數(shù)控車床的加工質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控車的高精度、高速度等優(yōu)勢，必須考慮合理的工藝因素，正確地進(jìn)行數(shù)控車床的加工程序編制和掌握數(shù)控車床的操作技能，并進(jìn)行全過程控制，只有這樣才能充分發(fā)揮數(shù)控車的高精度、高速度等優(yōu)勢。數(shù)控車床在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，但由于它價(jià)格囊貴，對使用者要求較高，在各企業(yè)里一般列為重要機(jī)械加工設(shè)備?？茖W(xué)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)下整個(gè)制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展使得數(shù)控機(jī)床制度化、政策化，這也顯示著提高機(jī)械加工技術(shù)在數(shù)控車床乃至制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)長效且深遠(yuǎn)的意義。

（2）數(shù)控鉆床。數(shù)控鉆床主要用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等加工。在汽車、航空航天、工程機(jī)械行業(yè)；尤其對于超長型疊板，縱梁、結(jié)構(gòu)鋼、管型件等多孔系富源成海的各類大型零件的鉆孔加工當(dāng)為首選。工作前認(rèn)真檢查電網(wǎng)電壓、油泵、潤滑、油量是否正常，檢查壓力、冷卻、油管、刀具、工裝夾具是否完好，并作好機(jī)床的定期保養(yǎng)工作。機(jī)床通電啟動(dòng)后，先進(jìn)行機(jī)械回零操作，然后試運(yùn)轉(zhuǎn)5min，確認(rèn)機(jī)械、刀具、數(shù)控參數(shù)等正確無誤后，方能開始正常工作。認(rèn)真查驗(yàn)程序編制、參數(shù)設(shè)置、動(dòng)作排序、刀具干涉等環(huán)節(jié)是否完全無誤，以免循環(huán)加工時(shí)造成事故、損壞刀具及相關(guān)部件。嚴(yán)格按操作流程進(jìn)行試切對刀，調(diào)試完成后要做好程序保護(hù)工作。運(yùn)行時(shí)各坐標(biāo)移動(dòng)均采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，靈活，精度穩(wěn)定。基本布局為滑座在床身上全長貫穿移動(dòng)，單邊敞開式，結(jié)構(gòu)簡單方便，便于工件的上下安裝和下班后衛(wèi)生的清理，便于維護(hù)，占地面積小，適于長工件的加工與生產(chǎn)?；系牧⒅推胀〒u臂鉆床一樣采用圓柱形立柱，搖臂可以上下升降，便于不同高度的工件的加工。

（3）數(shù)控銑床。數(shù)控銑床主要用三坐標(biāo)兩軸聯(lián)動(dòng)的方式來加工零件。數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種自動(dòng)加工設(shè)備，兩者的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似。數(shù)控銑床有分為不帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數(shù)控銑床又稱為加工中心。銑床零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件。能加工普通機(jī)床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。在數(shù)控加工中，數(shù)控銑削加工最為復(fù)雜，需解決的問題也最多。除數(shù)控銑削加工之外的數(shù)控線切割、數(shù)控電火花成型、數(shù)控車削、數(shù)控磨削等的數(shù)控編程各有其特點(diǎn)，伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。

3 結(jié)束語

總之，由于數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工領(lǐng)域中表現(xiàn)出加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、工作條件好，并且對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)和靈活性好等有優(yōu)點(diǎn)，市場競爭激烈的情況下，數(shù)控車床的應(yīng)用越來越廣泛。因此，合理地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，保證加工質(zhì)量，如何保證和提高數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量是十分重要的。

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[2]潘敏.開放式數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的研究與開發(fā)[D].浙江大學(xué)，2006.

[3]呂紅霞.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢與途徑[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2005（01）.

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2016-5-21