基于數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用研究

葛永生

摘要：近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展為機(jī)械化產(chǎn)品生產(chǎn)帶來(lái)了重要的發(fā)展契機(jī)，無(wú)論是小批量的零件生產(chǎn)，還是大規(guī)模的機(jī)械制造，都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率提出了越來(lái)越高的要求。本文以數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用為探討主題，分析其使用要求、加工特點(diǎn)、技術(shù)應(yīng)用以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等，意在為機(jī)械加工生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展提供可行性建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;機(jī)械加工技術(shù);應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP29? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0104-02

0? 引言

自問(wèn)世以來(lái)，數(shù)控機(jī)床便為機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)注入了全新的發(fā)展動(dòng)力，也逐步推動(dòng)著固有機(jī)械加工作業(yè)模式的革新與改進(jìn)，相比于以往自動(dòng)機(jī)床的應(yīng)用效果，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率更高，能夠加工出精度更高、柔性更好的機(jī)械產(chǎn)品，最大化減少對(duì)人力資源的依賴。

1? 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍與使用要求

1.1 應(yīng)用范圍? 廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)是數(shù)控機(jī)床飛速發(fā)展的核心優(yōu)勢(shì)，一方面其可以被應(yīng)用于批量小、品種多的零件的生產(chǎn)工作中，另一方面，也可以利用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)擁有特殊結(jié)構(gòu)、復(fù)雜工序的機(jī)械產(chǎn)品，亦或是形狀更改頻率較高的產(chǎn)品樣品等。與此同時(shí)，若是需要生產(chǎn)價(jià)格較為昂貴、無(wú)法隨便報(bào)廢的精工產(chǎn)品，也可以優(yōu)先考慮采用數(shù)控機(jī)床，無(wú)論是加工質(zhì)量，還是生產(chǎn)效率，均可以得到有效保障。機(jī)電一體的數(shù)控機(jī)床是普通數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)版本，其使用性能更高，適用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的現(xiàn)代化機(jī)械產(chǎn)品[1]（如圖1）。

1.2 使用要求? 在實(shí)際使用過(guò)程中，要想將數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)與作用最大限度內(nèi)發(fā)揮出來(lái)，需要重點(diǎn)關(guān)注以下兩方面的使用要求：①操作人員以及維修人員等需具備專業(yè)知識(shí)以及高技術(shù)水準(zhǔn)，這是科學(xué)使用數(shù)控機(jī)床的基本要求。數(shù)控機(jī)床不僅包含復(fù)雜的機(jī)床結(jié)構(gòu)，還集合了自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等，控制模塊內(nèi)還涉及到對(duì)微電子技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。因此在實(shí)際操作與使用過(guò)程中，扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)與高水平的技術(shù)素養(yǎng)都是不可或缺的。②高質(zhì)量的刀具與夾具。一般情況下，通用夾具普遍被應(yīng)用于單件機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，或是批量較小的機(jī)械加工任務(wù)。如若涉及到批量較大的生產(chǎn)作業(yè)，應(yīng)優(yōu)先采用組合夾具或?qū)Ｓ脢A具等。應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的夾具普遍具有自動(dòng)松開(kāi)、夾緊的功能，有效提高了生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具也提出了較高的精度要求，如尺寸穩(wěn)定、不易變形、使用壽命長(zhǎng)等。與此同時(shí)，刀具還需具備良好的可冷卻性能，避免在使用過(guò)程中磨損度過(guò)高，亦或是出現(xiàn)使用性能不穩(wěn)定，或是尺寸變化大現(xiàn)象等[2]。

2? 數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工特點(diǎn)

2.1 柔性強(qiáng)? 在數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中，柔性是指一種變化能力，即對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的變化的適應(yīng)性。在正式開(kāi)展零件加工作業(yè)前，需要將預(yù)先編制好的指定程序輸入到數(shù)控機(jī)床中，若是需要將零件的加工模型、加工方式等予以轉(zhuǎn)變，則需將程序進(jìn)行重現(xiàn)編制，再輸入到數(shù)控機(jī)床中。自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程大大減輕了操作人員的工作量，無(wú)需改變或挪動(dòng)機(jī)床上的任何硬件，即可完成整個(gè)生產(chǎn)加工過(guò)程。若是需要加工的單件機(jī)械產(chǎn)品具有較為復(fù)雜的形狀與結(jié)構(gòu)，或是產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較小，柔性強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床具有更顯著的應(yīng)用優(yōu)質(zhì)，可以滿足多元化的機(jī)械加工需求。尤其是在新產(chǎn)品的試制方面，依然可以提供較大便利，高柔性的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)在一定程度上加快了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度[3]。

2.2 產(chǎn)出產(chǎn)品精度高? 全自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床不需要依賴過(guò)多的人力資源，將固定的控制程序輸入到機(jī)器設(shè)備中，便可以得到質(zhì)量穩(wěn)定、高合格率的機(jī)械產(chǎn)品。機(jī)床結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，也是機(jī)械加工關(guān)鍵步驟中的核心設(shè)備，兩者不僅具有較高的剛度性能，也擁有良好的熱穩(wěn)定性，因此同一批生產(chǎn)的零件產(chǎn)品通常顯示出高度的一致性，存在的誤差極小。

2.3 生產(chǎn)效率高? 良好的結(jié)構(gòu)剛性大幅提高了數(shù)控機(jī)床的切削性能，借助于強(qiáng)力切削的作業(yè)方式，原本的切削效率得到有效提升，生產(chǎn)加工的時(shí)間進(jìn)一步縮短。在夾具與刀具的使用方面，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床裝配工件的用時(shí)更少，還可以結(jié)合工件的實(shí)際加工需求隨時(shí)更換刀具，與此同時(shí)，在零件的更換過(guò)程中，也無(wú)需將整個(gè)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。在這樣的作業(yè)模式下，設(shè)備安裝與調(diào)試的時(shí)間也被有效節(jié)省下來(lái)。通常情況下，由數(shù)控機(jī)床加工并生產(chǎn)出的零件具有較高的質(zhì)量水平，因此只需要檢驗(yàn)首件即可，無(wú)需對(duì)所有零件予以大面積檢驗(yàn)。在抽樣過(guò)程中，重點(diǎn)在于檢查工件的形狀與尺寸，這樣的檢驗(yàn)方式可以節(jié)省許多時(shí)間，為后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)提供方便，在一定程度上提高了數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工生產(chǎn)效率。

2.4 良好的經(jīng)濟(jì)效益? 盡管數(shù)控機(jī)床設(shè)備的價(jià)格較普通機(jī)床更為昂貴，但在使用過(guò)程中卻可以將許多其他費(fèi)用節(jié)省下來(lái)，如無(wú)需設(shè)計(jì)、制造專門的工裝夾具等。十分穩(wěn)定的加工進(jìn)度大幅降低了機(jī)械加工制造的廢品率，在一定程度上減少了調(diào)度環(huán)節(jié)的作業(yè)量，有效縮減了數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的整體成本支出，獲得的經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀。

2.5 便于現(xiàn)代化生產(chǎn)管理? 按照預(yù)先編制好的加工程度，自動(dòng)連續(xù)完成一系列的產(chǎn)品加工工作是數(shù)控設(shè)備的主要運(yùn)行特點(diǎn)，除了輸入指定的加工程序、操作人員無(wú)需進(jìn)行重復(fù)或繁瑣的手工操作，只需觀察監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，把關(guān)工件的裝卸以及關(guān)鍵工序即可。人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低，也改善了工作人員的勞動(dòng)條件。

將數(shù)控機(jī)床應(yīng)用到機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中，可以對(duì)單個(gè)產(chǎn)品的加工工時(shí)予以準(zhǔn)確計(jì)算，以便對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)加工任務(wù)進(jìn)行合理安排。借助于數(shù)字信息、標(biāo)準(zhǔn)代碼等實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)加工工序的高效管控，大幅提高了數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工現(xiàn)代化生產(chǎn)管理效率，快捷地處理各項(xiàng)作業(yè)事務(wù)，這也為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。無(wú)論是成品檢驗(yàn)，還是工具夾具的使用，都為其間的信息傳遞提供了便利條件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜流程的合理簡(jiǎn)化。

3? ?數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

3.1 實(shí)用性強(qiáng)? 將數(shù)控技術(shù)合理應(yīng)用到機(jī)械加工作業(yè)中，對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展大有助益，電子化、自動(dòng)化在數(shù)控技術(shù)中的完美結(jié)合將機(jī)械加工的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，帶動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)車間工作效率的穩(wěn)步提升。與此同時(shí)，對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用還可以緊密結(jié)合具體的生產(chǎn)制作需求，按照規(guī)定的參數(shù)指標(biāo)等，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用方式、加工流程等予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，在這一模式下生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量更高，對(duì)整個(gè)機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。作為制造行業(yè)的核心組成部分，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的高效發(fā)展、推廣使用也在一定程度上為制造業(yè)指明了未來(lái)的發(fā)展方向，強(qiáng)大的實(shí)用性成為數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3.2 數(shù)字化程度高? 在機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，離不開(kāi)核心的控制程序。對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備與相關(guān)程序系統(tǒng)的靈活運(yùn)用大幅提高了數(shù)控機(jī)床的數(shù)字化水平，對(duì)于技術(shù)人員而言，需要在掌握計(jì)算機(jī)編程理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，明晰數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理，然后在圖紙上清晰地繪制出來(lái)，結(jié)合具體的加工生產(chǎn)內(nèi)容，以及技術(shù)應(yīng)用要求等，優(yōu)化整個(gè)數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的控制程序，發(fā)揮數(shù)字化設(shè)備的功能作用。如果加工內(nèi)容、流程與標(biāo)準(zhǔn)等需要改動(dòng)，只需改變相應(yīng)的編程程序即可，高水平的數(shù)字化特征進(jìn)一步拓展了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.3 更新?lián)Q代快? 在機(jī)械加工技術(shù)不斷改進(jìn)發(fā)展的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床也需要貼合社會(huì)發(fā)展需要，不斷改造創(chuàng)新。要想將固有的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)效性最大限度內(nèi)發(fā)揮出來(lái)，仍需推進(jìn)數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，將技術(shù)改造放在核心位置上，針對(duì)其現(xiàn)存的使用問(wèn)題以及特點(diǎn)等予以深入挖掘，通過(guò)創(chuàng)新研發(fā)提出更多可行的改造方案，加快數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)水平升級(jí)，這也是該項(xiàng)技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)之一。

4? 數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 高速度、高精度? 在機(jī)械加工領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)控機(jī)床的推廣使用打開(kāi)了全新的發(fā)展局面，也為機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。對(duì)于機(jī)械化產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)來(lái)說(shuō)，其加工速度對(duì)整體作業(yè)效率具有決定性影響，質(zhì)量也在很大程度上取決于加工精度，由此可見(jiàn)，高速度與高精度是數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。要想在更廣泛的行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)推廣數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，還需以精度與速度的全面提升為著手點(diǎn)，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工體系的生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)，最大限度內(nèi)縮短各類機(jī)械化產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，這樣才能鞏固其在市場(chǎng)環(huán)境下的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，促使其占有額穩(wěn)步提高?，F(xiàn)階段，納米級(jí)的數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)已逐漸被應(yīng)用到了航空航天、軍事等高精尖領(lǐng)域中。

4.2 對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)的高效運(yùn)用? 將五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工作業(yè)中，可以構(gòu)建出三維加工形式處理零件，然后借助于專門的刀具等予以修正，這樣的獨(dú)特加工方式生產(chǎn)出的機(jī)械零件形狀更為多樣化，在作業(yè)效率大幅提升的同時(shí)，能夠妥善滿足不同的零件加工需求。在實(shí)際機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中，相比于傳統(tǒng)的三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)用性更為顯著，工作效率更高、切割零件更精準(zhǔn)，因而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也呈現(xiàn)穩(wěn)步提升的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

4.3 應(yīng)用領(lǐng)域更廣? 通過(guò)分析與觀察當(dāng)前數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，在未來(lái)其會(huì)被應(yīng)用于更多、更廣的行業(yè)領(lǐng)域中，以汽車領(lǐng)域?yàn)槔S著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車數(shù)量會(huì)越來(lái)越多，將這一技術(shù)應(yīng)用到變速箱制造、零部件加工中，必然能夠提升汽車制造產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品性能。除此以外，煤炭采集領(lǐng)域中數(shù)控機(jī)床也擁有良好的發(fā)展前景。自動(dòng)化技術(shù)是采煤機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的核心組成部分，將數(shù)控機(jī)床與采煤機(jī)的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)予以結(jié)合，可以提高其設(shè)備精度，提高運(yùn)行效率。

5? 結(jié)束語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城市現(xiàn)代化建設(shè)的背景下，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工技術(shù)的重要性日益凸顯，有力助推著工業(yè)生產(chǎn)與機(jī)械制造的高效發(fā)展，朝向智能化、開(kāi)放化、高精度的發(fā)展趨勢(shì)邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鞏小六.機(jī)械加工制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2019，48（12）：128-129.

[2]趙樹(shù)松.淺談數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（23）：115.

[3]曾德純，劉莉.淺談虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)與應(yīng)用[J].河北農(nóng)機(jī)，2019（11）：71.