數(shù)控加工與傳統(tǒng)機(jī)加工工藝的比較

李建華

摘要：科技迅猛發(fā)展的過程中，DT時代悄然來臨，傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦酉冗M(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)工藝，不僅加工工具不斷優(yōu)化與更新，所應(yīng)用的加工技術(shù)也呈現(xiàn)出了數(shù)字化的發(fā)展趨勢，可實現(xiàn)加工過程的精準(zhǔn)化、便捷化與高效化。為明確數(shù)控加工的優(yōu)勢，更好地加以利用，文章通過數(shù)控加工及傳統(tǒng)機(jī)加工兩種加工方式的分析入手，進(jìn)一步探討了二者在加工工具、加工方式以及切削用量、熱變形及柔性度等其他因素方面的差異。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;傳統(tǒng)機(jī)加工;工藝比較

數(shù)控加工是基于傳統(tǒng)機(jī)加工而逐步誕生的工藝加工技術(shù)，可用于精度要求高、多品種的加工任務(wù)當(dāng)中，可有效提升工藝加工的效率，強(qiáng)化工藝制作的精準(zhǔn)性，且可節(jié)約人力及物力資源損耗量，可實現(xiàn)加工過程的自動化，應(yīng)用價值十分顯著，在生產(chǎn)加工領(lǐng)域均有十分廣闊的發(fā)展前景。為此，對數(shù)控加工與傳統(tǒng)機(jī)加工展開比較利于明確并最大化發(fā)揮此工藝的價值。

1.數(shù)控加工與傳統(tǒng)機(jī)加工的工藝分析

1.1傳統(tǒng)機(jī)加工工藝

傳統(tǒng)機(jī)加工是基于人們的加工經(jīng)驗，通過創(chuàng)新及優(yōu)化與技術(shù)傳承而誕生的加工工藝。通常此種加工工藝應(yīng)用時是以自然資源作為主要材料，應(yīng)用工程技術(shù)進(jìn)行加工，且需進(jìn)行機(jī)械測量或利用套用固定的模式。機(jī)械領(lǐng)域中傳統(tǒng)機(jī)加工工藝應(yīng)用效果的優(yōu)劣取決加工者的經(jīng)驗，但不同加工人員所應(yīng)用的加工方式并不一致，并且加工經(jīng)驗也有所區(qū)別，因而傳統(tǒng)機(jī)加工質(zhì)量難以保持一致。

1.2數(shù)控加工工藝

此技術(shù)是以傳統(tǒng)加工技術(shù)為基礎(chǔ)而誕生的，其工藝復(fù)雜性更高，除了涵蓋傳統(tǒng)加工工藝之外，還需應(yīng)用計算機(jī)數(shù)控或輔助制造等多種先進(jìn)的技術(shù)手段，且需要編輯或控制系統(tǒng)等應(yīng)用程序的支持，針對加工件的質(zhì)量及精度要求也更為嚴(yán)苛，因而利用數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量更高、效率更快，可用于高精度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性產(chǎn)品的加工。

2.數(shù)控加工與傳統(tǒng)機(jī)加工工藝的比較分析

2.1加工工具的差異

加工工具的差異是數(shù)控加工及傳統(tǒng)機(jī)加工的主要區(qū)別。相對而言，數(shù)控加工工藝更加精細(xì)，因而所需應(yīng)用的加工工具精細(xì)化程度也更高。

2.1.1生產(chǎn)刀具

相較于對刀具無較高要求的傳統(tǒng)機(jī)加工而言，數(shù)控加工利用了速度切削原理，因而需要嚴(yán)格選擇切削刀具，以確保刀具與高速加工過程中具有溫度適應(yīng)性且可減少刀具磨損，以提升切削加工的質(zhì)量及效率，減少切削變形問題，進(jìn)一步提升產(chǎn)品加工的精細(xì)度，節(jié)約加工時間，降低加工成本。通常應(yīng)選擇抗熱性強(qiáng)、質(zhì)量優(yōu)異的刀具。此外，數(shù)控加工中還可應(yīng)用干切削方式進(jìn)行加工，此種加工模式下不必使用過多切削液，因而需要應(yīng)用抗熱性相對較高的刀具進(jìn)行加工。

2.1.2加工夾具

傳統(tǒng)機(jī)加工時，需要反復(fù)進(jìn)行加工夾具的固定與更換，而數(shù)控加工工藝因加工精度要求相對較高，且可通過計算機(jī)編程控制方式進(jìn)行夾具控制，因而夾具固定后無需拆卸與更換，可有效降低加工誤差。數(shù)控加工時，需要確定機(jī)床坐標(biāo)，明確夾具坐標(biāo)的具體方向，需要依托于計算機(jī)而進(jìn)行精度控制，同時，應(yīng)以工作臺的基準(zhǔn)孔（槽）為基準(zhǔn)進(jìn)行夾具位置的確定，從而可實現(xiàn)零件及機(jī)床坐標(biāo)系之間尺寸關(guān)系的有效協(xié)調(diào)。

2.2加工方式的區(qū)別

傳統(tǒng)機(jī)加工模式下，主要是利用修整法、空刀法或是填充法進(jìn)行加工，而數(shù)控加工工藝模式下，傳統(tǒng)的修整法已升級為數(shù)控修整法，并且誕生了圓弧修整法等多種先進(jìn)的加工技術(shù)，不僅可降低能源損耗，也可節(jié)約資源，相較于傳統(tǒng)機(jī)加工方式而言，發(fā)展前景更為廣闊。數(shù)控加工模式下的干切削加工法具有良好的環(huán)保性特點，符合當(dāng)前社會的節(jié)能環(huán)保要求。然而目前干切削技術(shù)尚未發(fā)展成熟，需要對其中的溫度要求等相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究與突破，方能實現(xiàn)在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。數(shù)控加工方式不僅加工效率更高，并且精準(zhǔn)性良好，應(yīng)用優(yōu)勢相當(dāng)顯著。同時，傳統(tǒng)機(jī)加工工藝涉及多個工序環(huán)節(jié)，需先粗磨、再經(jīng)過半粗磨，而后再進(jìn)行精磨。相較而言，數(shù)控加工工藝可簡化加工工藝，且可實現(xiàn)加工過程的自動化，不僅人力及物力資源應(yīng)用量較少，且加工速度更快。

2.3其他細(xì)節(jié)因素的比較

數(shù)控加工過程中，需要注重于細(xì)節(jié)的把控，才可實現(xiàn)加工精度的有效提升。因而在切削用量、熱變形以及柔性度等方面，數(shù)控加工也與傳統(tǒng)機(jī)加工工藝有顯著不同。

2.3.1切削用量

傳統(tǒng)機(jī)加工模式下，切削用量相對較高，因而切削效率較慢，并且會產(chǎn)生一定的材料浪費。而數(shù)控加工工藝應(yīng)用時，對精度要求較高，且可通過計算機(jī)編程進(jìn)行切削刀具的運動軌跡控制，對控制切削力度以及切削方式的控制也更為精準(zhǔn)，可提升切削用量的精確度，不僅有利于切削效率的提升，也可避免切削過程中產(chǎn)生材料浪費。

2.3.2熱變形

傳統(tǒng)機(jī)加工模式下，切削過程中若是速度過快會導(dǎo)致溫度升高，為避免熱變形問題出現(xiàn)，通常是在溫度較高時停止切削，待溫度下降到一定程度后再繼續(xù)切削。然而數(shù)控加工工藝應(yīng)用時，因其切削速度更快，因而所產(chǎn)生的熱量更大，若采用傳統(tǒng)機(jī)加工模式的熱變形控制方式，所需的切削中斷時間會較長，這會導(dǎo)致切削效率的大幅降低，為此，數(shù)控加工時可利用計算機(jī)分析熱量變化規(guī)律，從而精準(zhǔn)確定熱量變化控制點，在了解熱量規(guī)律的基礎(chǔ)之上可降低工藝間歇時間。目前此技術(shù)尚未完全成熟，是數(shù)控加工中一項需要重點突破的技術(shù)問題。

2.3.3柔性度

傳統(tǒng)機(jī)加工模式下難以平衡加工效率與柔性度的關(guān)系，通常是柔性度高時工作效率低下，而提升了工作效率，柔性度便會有所降低。數(shù)控加工工藝應(yīng)用后，可實現(xiàn)加工效率及柔性度的同步提升，可通過程序參數(shù)調(diào)整實現(xiàn)對加工過程中柔性度問題的良好解決，可在保證加工效率的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升柔性度。

結(jié)語：信息時代背景下，得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)不斷應(yīng)用與發(fā)展，既可提升生產(chǎn)加工的精準(zhǔn)度，也可加快加工效率，并且數(shù)控加工過程更加節(jié)能與環(huán)保，未來，此項技術(shù)必將進(jìn)一步優(yōu)化，因而在各個領(lǐng)域當(dāng)中數(shù)控加工技術(shù)將會展現(xiàn)出更高的應(yīng)用價值。

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