數(shù)控加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用探究

張金東(中信戴卡股份有限公司， 河北 秦皇島 066000)

數(shù)控加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用探究

張金東(中信戴卡股份有限公司， 河北 秦皇島 066000)

隨著石油化工領(lǐng)域?qū)ρb備的技術(shù)要求提升，裝備部件的復(fù)雜性和加工難度亦隨之提升，因此，對(duì)各種零部件的加工精準(zhǔn)度提出了更高、更嚴(yán)格的要求。這樣的背景下，數(shù)控加工技術(shù)在石化裝備制造中的優(yōu)勢(shì)顯得日益突出。數(shù)控加工技術(shù)是一種應(yīng)用十分廣泛的現(xiàn)代化加工技術(shù)，其綜合應(yīng)用了精密機(jī)械、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)，給傳統(tǒng)制造業(yè)造成了巨大的沖擊與革命性的挑戰(zhàn)，因此，受到了工業(yè)領(lǐng)域的高度重視。本篇論文中，筆者主要探討了數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)及其具體的應(yīng)用，以供參考。

數(shù)控加工技術(shù)；特點(diǎn)；應(yīng)用

0 引言

在機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展的今天，數(shù)控加工技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并為推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化、數(shù)字化、快捷化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。為更好地發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，必須提高對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的正確認(rèn)識(shí)，并對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與完善。

1 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 數(shù)控加工技術(shù)的產(chǎn)生背景

在科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步的背景下，機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的復(fù)雜性逐漸加大，基于這樣的原因，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的要求也在日益提高。信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)、軍工、汽車制造、微電子以及航空航天等諸多行業(yè)中，各種零部件的結(jié)構(gòu)改型頻繁、形狀復(fù)雜各異，基于這樣的原因，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中零部件加工難度大、精度高、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量差的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)[1]。為有效解決這些問(wèn)題，數(shù)控加工技術(shù)這一以機(jī)械加工過(guò)程的智能化、自動(dòng)化為主要手段的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 數(shù)控加工技術(shù)的內(nèi)涵

數(shù)控加工技術(shù)是一種應(yīng)用十分廣泛的現(xiàn)代化加工手段，其綜合應(yīng)用了精密機(jī)械、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)是在加工機(jī)床上利用數(shù)字化控制系統(tǒng)完成對(duì)整個(gè)零部件的加工[2]。也就是說(shuō)，數(shù)控加工技術(shù)是，在數(shù)控機(jī)床上加工零件的一種工藝技術(shù)，同時(shí)，其在現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)中占據(jù)著基礎(chǔ)性的地位。通過(guò)數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用，可以完成以往很難甚至無(wú)法進(jìn)行的曲面零部件的加工，同時(shí)，其在加工準(zhǔn)度、精度上均較為理想。數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，使得傳統(tǒng)普通機(jī)械逐漸被數(shù)控機(jī)械替代，從而給傳統(tǒng)制造業(yè)造成了巨大的沖擊與革命性的挑戰(zhàn)。這樣的背景下，數(shù)控加工技術(shù)的普及程度與水平，已成為一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展水平與發(fā)展程度的標(biāo)志，也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平、綜合國(guó)力與競(jìng)爭(zhēng)力的重要衡量指標(biāo)。

1.3 數(shù)控加工設(shè)備的工作原理

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備為主的數(shù)控加工設(shè)備得到了一定的改進(jìn)與優(yōu)化，從而在很大程度上推動(dòng)著數(shù)控加工設(shè)備的通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。通常情況下，數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床本體、輔助控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測(cè)、數(shù)控裝置、輸入裝置、程序載體、程序編制等部分組成。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分，其工作原理如下：數(shù)控裝置接受輸入裝置輸送或者是在內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出一段或多段數(shù)控加工程序，并經(jīng)過(guò)邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算、邏輯處理，最后輸出各種控制指令、信息，對(duì)機(jī)床各部分的工作進(jìn)行控制，使機(jī)床各部分能夠按照規(guī)定進(jìn)行動(dòng)作與有序運(yùn)動(dòng)。

1.4 數(shù)控加工設(shè)備的編程

與普通加工機(jī)床相比較而言，數(shù)控加工設(shè)備存在著很大的不同，原因在于，執(zhí)行各項(xiàng)功能的時(shí)候，數(shù)控加工設(shè)備必須完全接受數(shù)控裝置程序的控制。也就是說(shuō)，數(shù)字加工設(shè)備必須在計(jì)算機(jī)程序有效控制之下來(lái)進(jìn)行運(yùn)作?；谶@樣的原因，數(shù)控加工系統(tǒng)是否能夠得到有效運(yùn)用，主要取決于程序設(shè)計(jì)是否合理，只有保證編程程序切實(shí)有效、科學(xué)合理，才能有效控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化加工。一般情況下，數(shù)控加工設(shè)備的編程內(nèi)容主要包括：第一，全面了解整個(gè)零件的設(shè)計(jì)圖紙，特別是要注意曲線交點(diǎn)、圓心以及基本坐標(biāo)點(diǎn)等基本數(shù)據(jù)。參考零件圖中點(diǎn)、線、面之間的相互關(guān)系，來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換或者是構(gòu)建方程，從而為有效實(shí)施數(shù)控系統(tǒng)編程奠定良好的基礎(chǔ)；第二，細(xì)致地分析整個(gè)數(shù)控加工系統(tǒng)的具體操作，制定有針對(duì)性的加工工藝流程[3]；第三，結(jié)合計(jì)算機(jī)特點(diǎn)、數(shù)控加工系統(tǒng)的具體狀況，來(lái)編制數(shù)控系統(tǒng)程序，同時(shí)，也要保證所編制的程序能夠得到合理、有效的應(yīng)用；第四，確定機(jī)床各部分移動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)關(guān)系。

2 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍

數(shù)控加工技術(shù)的通用性、適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)，加工精度較高、加工質(zhì)量也比較穩(wěn)定，因此，具有經(jīng)濟(jì)效益好、生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)特征。因?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)能夠進(jìn)行復(fù)雜生產(chǎn)，也可以改善工作條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于提高生產(chǎn)率，所以，對(duì)數(shù)字加工技術(shù)進(jìn)行合理選擇、有效應(yīng)用，不僅能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，還可以大大提高經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床是高度自動(dòng)化的一種機(jī)床，也是實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)控加工技術(shù)的一種具體運(yùn)用，相比較于傳統(tǒng)的普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有著諸多優(yōu)勢(shì)，因此，數(shù)控機(jī)床得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)控機(jī)床也是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，制作成本、技術(shù)含量均比較高，因此，操作難度較大、對(duì)操作人員技能水平的要求較高、后續(xù)保養(yǎng)維護(hù)與維修費(fèi)用較高[4]。這樣的前提下，站在經(jīng)濟(jì)角度上，數(shù)控機(jī)床通常情況下主要適用于對(duì)以下幾種零件進(jìn)行加工：小批量、多品種零件；需要最小周期生產(chǎn)的一些急需零件；不允許報(bào)廢、價(jià)格昂貴的關(guān)鍵零件；需要頻繁進(jìn)行改型的特殊零件；精度要求較高、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的精密零件等。

2.2 數(shù)控加工與數(shù)控編程的應(yīng)用流程

機(jī)械制造業(yè)中所應(yīng)用的數(shù)控加工技術(shù)包括數(shù)控機(jī)床加工以及數(shù)控編程兩種，其中，零件加工編程質(zhì)量的優(yōu)劣，直接決定著產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量，因此，必須加強(qiáng)對(duì)數(shù)控編程技術(shù)的重視。首先，數(shù)控機(jī)床加工的流程如下：生產(chǎn)者根據(jù)零件設(shè)計(jì)圖中的要求來(lái)進(jìn)行加工，對(duì)于設(shè)計(jì)圖中的一些標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)注，必須如實(shí)反映在零件加工過(guò)程中。對(duì)于數(shù)控加工程序來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)把加工的具體尺寸轉(zhuǎn)化為數(shù)字代碼，以完成加工參數(shù)的轉(zhuǎn)變、零件加工工藝，NC系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字內(nèi)容，來(lái)完成零件加工數(shù)控命令以及相應(yīng)的輔助，從而高效完成零件的加工。其次，數(shù)控編程也被稱為編制零件數(shù)控加工程序，指的是通過(guò)參考被加工零件的技術(shù)工藝以及圖紙，根據(jù)規(guī)定的格式、數(shù)控系統(tǒng)中的指令，來(lái)編制成加工程序文件的這一過(guò)程。數(shù)控加工程序的科學(xué)編程，是生產(chǎn)出高質(zhì)量零件的前提保障，也是提升整體合格率的有效措施。準(zhǔn)確掌握數(shù)控加工設(shè)備的所有功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備的有效利用，有利于降低使用數(shù)控加工設(shè)備的危險(xiǎn)性，讓工作人員能夠更加安全地進(jìn)行操作。一般情況下，數(shù)控編程主要由5個(gè)部分組成：分析零件圖樣；對(duì)零件相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理；零件工藝處理、編程單的編程；輸入數(shù)控編程；檢驗(yàn)數(shù)控程序[5]。為了做好數(shù)控編程，必須切實(shí)掌握、正確認(rèn)識(shí)加工零件圖紙中的具體要求，并要全面了解圖紙中的相關(guān)工藝要求，同時(shí)也要選擇科學(xué)、合理的加工方案，盡可能地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性兩者之間的平衡；應(yīng)根據(jù)提前制定的加工工藝來(lái)處理加工順序、加工路線，熟練掌握具體的加工刀具、加工參數(shù)；盡可能地實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)備效果的最大化，也要盡量減少換刀次數(shù)，來(lái)提高數(shù)控生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)、熟悉數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用，也有利于提高數(shù)控加工的有效性與準(zhǔn)確性。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代背景下，相信未來(lái)數(shù)控加工技術(shù)會(huì)得到不斷的改進(jìn)與完善，為推動(dòng)石油化工裝備和機(jī)械制造的發(fā)展做出更好的貢獻(xiàn)。

[1]陳震.淺析數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用[J].科技展望,2015,(20)：168.

[2]李俊男,趙強(qiáng).數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2015,(04)：17.

[3]崔祥友.淺析機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2015,(03)：16.

[4]劉佳鑫.淺析數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2014,(18)：115.

[5]鄭澤鈿,陳銀清,林文強(qiáng),張火勇,邱勇.工業(yè)機(jī)器人上下料技術(shù)及數(shù)控車床加工技術(shù)組合應(yīng)用研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2013,(07)：105-109.

張金東(1981- )，男,河北秦皇島人,大專,主要從事數(shù)控機(jī)床操作工作。