數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

南陽(yáng)技師學(xué)院 郭長(zhǎng)永

1 我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

國(guó)外的數(shù)控技術(shù)發(fā)展已經(jīng)將系統(tǒng)發(fā)展面向個(gè)人，使其通過(guò)電腦來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和智能化控制。21世紀(jì)的數(shù)控技術(shù)最大特點(diǎn)是人工智能化，數(shù)控機(jī)床的增值性使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量逐年增加，如何更好地提高數(shù)控機(jī)床的使用率、挖掘數(shù)控機(jī)床的潛在功能成為數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域急需解決的問(wèn)題。目前我國(guó)的數(shù)控加工制造業(yè)中擁有數(shù)量眾多的編程人員和操作人員，但是由于數(shù)控機(jī)床本身就對(duì)數(shù)控技術(shù)有著嚴(yán)格的要求，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床操作人員編制并不穩(wěn)定致使大量的數(shù)控機(jī)床加工時(shí)間長(zhǎng)，質(zhì)量也得不到保證。同時(shí)我國(guó)數(shù)控機(jī)床編程時(shí)間與零部件的加工和試切時(shí)間比值差距達(dá)到30:1之多，數(shù)控程序不能及時(shí)編制，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能夠及時(shí)開(kāi)動(dòng)。

2 數(shù)控技術(shù)的內(nèi)涵及操作過(guò)程

（1）所謂的數(shù)控技術(shù)，就是指刀具按照控制系統(tǒng)的指令做出符合系統(tǒng)要求的運(yùn)動(dòng)，并將零部件的形狀和尺寸以數(shù)字和字母的形式呈現(xiàn)從而進(jìn)行的加工。而所謂的數(shù)控機(jī)床，就是指通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制機(jī)床，通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而計(jì)算機(jī)的指令則是由編程人員根據(jù)零部件的材質(zhì)和加工要求所規(guī)定的語(yǔ)言和符號(hào)。任何一種數(shù)控機(jī)床，如果沒(méi)有指令就不會(huì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，所謂的機(jī)床數(shù)控動(dòng)作主要包括機(jī)床和主軸的開(kāi)啟和停止以及旋轉(zhuǎn)的方向及速度的變換，還有刀具的選擇和刀具的更換，同時(shí)也包括冷卻液的使用狀態(tài)等。

（2）數(shù)控加工的編制包括人工和自動(dòng)編程兩種。人工編程即通過(guò)人工指令進(jìn)行編寫(xiě)；自動(dòng)編程就是指計(jì)算機(jī)編程。常規(guī)的加工程序由開(kāi)始符、程序名和主體以及結(jié)束指令組成，無(wú)論采用哪種編程的方式，都需要軟硬件相配合。控銑編程所采用的UG8.0軟件（Unigraphics NX）是Siemens PLMSoftware公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的建模技術(shù)，不僅在曲面造型上有非常獨(dú)特的造詣，同時(shí)，獨(dú)特的wave技術(shù)也讓產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和控制成為可能。NX軟件能夠有效地進(jìn)行三維尺寸的公差分析，同時(shí)還能夠檢測(cè)錯(cuò)誤，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、總結(jié)和分析等。CAM模塊更是提供了數(shù)控加工任務(wù)的優(yōu)化途徑。

3 設(shè)備加工中存在的問(wèn)題

（1）企業(yè)中的管理以及技術(shù)干部階層對(duì)于制造模式仍然固步自封，并不十分了解數(shù)控機(jī)床的加工原理，沒(méi)有掌握數(shù)控機(jī)床的智能化以及自動(dòng)化，零部件的CAD/CAM工藝更是應(yīng)用生疏，從而導(dǎo)致無(wú)法科學(xué)地對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行管理。雖然擁有先進(jìn)的加工方法，但是沒(méi)有先進(jìn)的管理手段成為了制約數(shù)控機(jī)床快速發(fā)展的重要問(wèn)題。

（2）數(shù)控加工的員工文化程度參差不齊，對(duì)于操作系統(tǒng)培訓(xùn)不夠?qū)е聦?duì)于數(shù)控刀具的選擇以及切削的特性沒(méi)有科學(xué)的認(rèn)識(shí)。數(shù)控加工產(chǎn)品質(zhì)量的好壞以及工作效率的高低完全取決于操作員工的專業(yè)素養(yǎng)所以導(dǎo)致了數(shù)控設(shè)備加工效率最大化受阻。

（3）CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展要求編程人員要熟練使用各類相關(guān)的軟件為數(shù)控加工技術(shù)提供更多的支持。同時(shí)由于編程過(guò)程中包含著零部件的工藝信息，所以編程人員的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)也會(huì)導(dǎo)致零部件在加工過(guò)程中出現(xiàn)差距。

（4）由于加工零件種類特別多一般系統(tǒng)無(wú)法儲(chǔ)存，導(dǎo)致了大量的加工程序要進(jìn)行反復(fù)的輸入和刪除，從而浪費(fèi)了大量的工作時(shí)間，直接影響了數(shù)控加工的效率。

（5）領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)和基層員工之間缺乏銜接，技術(shù)部門(mén)無(wú)法為基層員工提供有力的技術(shù)支持。車間技術(shù)人員及機(jī)床的操作工不能夠及時(shí)地了解附近人員的設(shè)計(jì)理念而且設(shè)計(jì)人員又缺乏相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床零部件從圖紙向成品的轉(zhuǎn)變過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

4 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)也越來(lái)越成熟，更多的運(yùn)用于機(jī)械設(shè)備的制造中?，F(xiàn)階段我國(guó)的工業(yè)發(fā)展越來(lái)越趨向于用先進(jìn)技術(shù)代替笨拙人工勞動(dòng)，工業(yè)的難度也越來(lái)越大。工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)和完善，有利于改變工廠中惡劣的勞動(dòng)環(huán)境。所謂的數(shù)控技術(shù)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容即：控制、驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行系統(tǒng)。這三方面內(nèi)容的協(xié)調(diào)，控制組織和實(shí)施能夠有力地解決員工難以完成的工作，同時(shí)最大程度地降低工作過(guò)程對(duì)員工造成的身體傷害和有效地保證員工的生命安全，在一定程度上數(shù)控技術(shù)提高了機(jī)械制造的效率。

現(xiàn)如今，伴隨著我國(guó)數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械裝備制造業(yè)完全自動(dòng)化也得以實(shí)現(xiàn)。

4.2 航空生產(chǎn)方面的應(yīng)用

伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各國(guó)之間經(jīng)濟(jì)文化貿(mào)易也逐漸加強(qiáng)聯(lián)系。由于我國(guó)的市場(chǎng)前景廣闊，即便我國(guó)的航空技術(shù)仍與世界其他先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平有一定差距。但是由于數(shù)控技術(shù)隨著近年來(lái)不斷的發(fā)展進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)航空生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，并且與其他先進(jìn)國(guó)家技術(shù)之間距離縮小，使得我國(guó)的航空工業(yè)也越來(lái)越受到世界上其他國(guó)家航空巨頭的廣泛關(guān)注。

剛度不強(qiáng)的合金是航空中運(yùn)用最廣泛的材質(zhì)，完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所以數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也就顯得愈發(fā)重要。通過(guò)數(shù)控技術(shù)就可以對(duì)材質(zhì)中薄筋和薄壁的部分進(jìn)行精準(zhǔn)的切割。

高精尖的航空工業(yè)發(fā)展需要數(shù)控技術(shù)的有利支持，通過(guò)數(shù)控技術(shù)編程人員和操作人員過(guò)硬的技術(shù)水平和專業(yè)知識(shí)對(duì)加工技藝要求較高的特殊材質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)切割，有利于提高我國(guó)航空工業(yè)發(fā)展的速度和質(zhì)量。

4.3 汽車工業(yè)中的應(yīng)用

伴隨著我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)的不斷發(fā)展和完善，我國(guó)的汽車數(shù)量需求也逐年提高。使用者對(duì)汽車的需求不再僅限于速度的要求，同時(shí)也注重提高汽車的性能和環(huán)保程度，這就對(duì)我國(guó)汽車制造工業(yè)提出了更高的要求。而數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展就有效的提高了汽車零部件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

數(shù)控機(jī)床同汽車加工制造中心的有效結(jié)合就是高效率和高柔性的完美體現(xiàn)，顛覆傳統(tǒng)的產(chǎn)品更新效率和速度，從而創(chuàng)造出更多的小批量、多品種汽車。數(shù)控技術(shù)能有效地實(shí)現(xiàn)汽車復(fù)雜零部件高精度、高效率的制造，同時(shí)也更多得應(yīng)用了虛擬集成和柔性化的制造技術(shù)，推動(dòng)了我國(guó)汽車制造工業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。

4.4 在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)床設(shè)備是我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的主要組成部分，而機(jī)電一體化的設(shè)備也對(duì)機(jī)床提出了更高的要求。因此機(jī)床數(shù)控化有利于提高對(duì)機(jī)床的加工和控制，也在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

我國(guó)新型的機(jī)電一體化設(shè)備大多是通過(guò)專業(yè)的編程人員在計(jì)算機(jī)上輸入執(zhí)行指令，通過(guò)不同刀具的選擇和主軸的不斷變換實(shí)現(xiàn)零部件加工精準(zhǔn)化的。數(shù)控加工技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械制造業(yè)最主要的優(yōu)點(diǎn)就是告別傳統(tǒng)、復(fù)雜的人工制造，代之以編程人員發(fā)送簡(jiǎn)單的指令實(shí)現(xiàn)零部件高效率的加工。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技的不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)中越來(lái)越起到了舉足輕重的作用。只有加快培養(yǎng)我國(guó)相關(guān)技術(shù)行業(yè)人才，才能有力地引導(dǎo)我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展，滿足我國(guó)各個(gè)機(jī)械加工制造業(yè)需求。同時(shí)由于數(shù)控加工技術(shù)代表著一個(gè)國(guó)家最先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)手段，因此，我國(guó)有關(guān)行業(yè)應(yīng)加大對(duì)自主創(chuàng)新的重視程度和投資力度，使我國(guó)的加工制造業(yè)向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。

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