傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用

儲勝國

摘要：本文闡述機(jī)械加工從傳統(tǒng)的加工模式到數(shù)控加工的歷史進(jìn)程，對不同的加工模式的加工工藝、熱變形和刀具路徑等不同方面進(jìn)行了具體的比較。傳統(tǒng)的加工過程效率比較低，數(shù)控加工對比下就顯得非常高效，而且自動化程度很高，很適合一些形狀復(fù)雜、精度要求高的零件進(jìn)行具體的加工。數(shù)控加工技術(shù)是在傳統(tǒng)加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，傳統(tǒng)加工是數(shù)控加工的必要?dú)v程。但無論如何發(fā)展，機(jī)械行業(yè)零部件的加工永遠(yuǎn)需要傳統(tǒng)加工和數(shù)控加工，兩者缺一不可的。機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展無止境，機(jī)械研究的探索方向需要進(jìn)行長期的思考和總結(jié)。

Abstract： This article describes the historical process of machining from traditional machining mode to CNC machining， and compares the different aspects of machining technology， thermal deformation and tool path of different machining modes. The efficiency of the traditional machining process is relatively low. Compared with CNC machining， it is very efficient and has a high degree of automation. It is very suitable for specific machining of some parts with complex shapes and high precision requirements. Numerical control processing technology is developed on the basis of traditional processing technology， and traditional processing is the necessary course of numerical control processing. But no matter how it develops， the machining of parts in the machinery industry will always require traditional machining and CNC machining， both of which are indispensable. The development of mechanical processing technology is endless， and the exploration direction of mechanical research requires long-term thinking and summary.

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)加工;數(shù)控加工;加工工藝

Key words： traditional processing;numerical control processing;processing technology

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0185-02

0? 引言

數(shù)控加工技術(shù)基于數(shù)字控制技術(shù)，計算機(jī)編程技術(shù)作為輔助技術(shù)，在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)不斷更新技術(shù)，數(shù)控加工也使機(jī)械工人加工完成各種工件。自世界上第一款數(shù)控機(jī)床發(fā)布以來，數(shù)控加工技術(shù)已在加工行業(yè)中站住了重要的地位，已成為機(jī)械加工的關(guān)鍵技術(shù)。目前，在大多數(shù)加工車間，數(shù)控設(shè)備占據(jù)著非常重要的位置，數(shù)控加工能提供更高效和高度的自動化，尤其是各種小巧復(fù)雜高難度的零件，一般都能找到行之有效的方法。

1? 傳統(tǒng)與數(shù)控這兩個加工模式的特點

數(shù)控加工是基于傳統(tǒng)加工的一種新的加工模式，它在加工技術(shù)和方法上更加成熟，還可以把新技術(shù)和現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)真正融合在傳統(tǒng)的加工模式中，讓數(shù)控加工真正實現(xiàn)智能化的效果。我國工業(yè)技術(shù)在不斷發(fā)展，數(shù)控加工的使用頻率也在不斷增加，它的優(yōu)點和缺點也體現(xiàn)的非常明顯，所以要想把數(shù)控加工真正運(yùn)用到機(jī)械加工中，就要把這兩種加工方法進(jìn)行深入探索，找到這兩個加工方法的使用技巧。

1.1 加工方法的操作? 一般的加工工藝需要明確工步，操作者在加工過程中可以自己考慮在加工過程中的細(xì)節(jié)，具體到工序、位移，還有機(jī)床運(yùn)動的順序等不同的內(nèi)容。與傳統(tǒng)產(chǎn)品加工技術(shù)設(shè)計相比，數(shù)控加工過程主要包括以下步驟，自適應(yīng)分析處理零件和內(nèi)容，數(shù)控加工過程分析和流程設(shè)計，零件的數(shù)據(jù)處理，寫作程序，校對和修改程序，部件測試處理，兩者之間最重要的區(qū)別是數(shù)控更需要充分地考慮產(chǎn)品的控制處理。[1]同時，數(shù)控加工過程的設(shè)計內(nèi)容相對豐富，具有高自動化，其自適應(yīng)能力相對較差。數(shù)控加工需要更多因素，使過程的控制更加復(fù)雜，因此，工藝過程的設(shè)計必須在嚴(yán)格的邏輯下完成。此外，與普通加工過程相比，數(shù)控可以用后續(xù)批處理的流程，這大大節(jié)省了時間并保證了處理質(zhì)量。

1.2 熱變形? 熱變形在很多行業(yè)的加工中，都是要具體使用的一項加工技術(shù)，在進(jìn)行傳統(tǒng)加工的具體操作過程中，加工的不同階段都需要進(jìn)行不同生產(chǎn)的完成，進(jìn)行好具體的粗加工或者精加工階段，這樣的加工過程是透明化的，管理者可以隨時監(jiān)控工作人員，在不同步驟的時候可以根據(jù)情況進(jìn)行時間上的調(diào)整，加工過程中的一些熱量可以進(jìn)行一定條件，所以不會對加工產(chǎn)生出的高精度產(chǎn)生影響。[2]因此在數(shù)控加工的時候，需要一定的數(shù)字化的處理系統(tǒng)，還要進(jìn)行綜合化的管理，才能提高一定的效率，加工的過程最好是連續(xù)不斷的，否則會影響加工產(chǎn)品的效果。

1.3 刀具及刀具路徑? 與傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控機(jī)床具有更高效的加工過程，由于數(shù)字控制工具的結(jié)構(gòu)不同，該工具也在結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化。很多高速銑刀具有更多的波形刀片和大螺旋角結(jié)構(gòu)。模塊可更換和可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)。這些變化對工具行業(yè)來說也是一個挑戰(zhàn)。[3]設(shè)計和改進(jìn)工具材料適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展，表面氮化處理各種高強(qiáng)度合金鋼，大部分碳化物可以使用涂層技術(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)控工具。對于傳統(tǒng)的處理，工具的路徑主要由操作員自己控制和掌握，操作員可以在刀具切削進(jìn)行時確定切削軌跡。在數(shù)控加工過程中，應(yīng)在編程程序中確定刀具路徑。

1.4 切削用量的設(shè)置? 在傳統(tǒng)加工期間，操作員的操作過往經(jīng)驗和過硬的技術(shù)是必須要保證，不論是在控制力和安全效力上，進(jìn)行切割時候的選擇一定要認(rèn)真細(xì)致，尤其是對于復(fù)雜的材料更需要注意。數(shù)控加工是基于它的自動化功能，數(shù)控起床在開始運(yùn)行前進(jìn)行具體操作的合適設(shè)置，達(dá)到切削量滿足效果，自動化系統(tǒng)可以在每日進(jìn)行設(shè)置表面的處理過程。工具運(yùn)動軌跡完全自動，不會中斷，一般不會引起材料過多浪費(fèi)和不必要的損失，加工精度高于傳統(tǒng)加工。[4]

基本判斷出一般的處理和數(shù)字控制處理，各適用于哪種加工。與傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控加工具有自動化高和加工件質(zhì)量穩(wěn)定性好，生產(chǎn)高效率和產(chǎn)品開發(fā)相互促進(jìn)，促進(jìn)計算機(jī)輔助設(shè)計和制造集成。同時數(shù)控技術(shù)也具有一些缺點，設(shè)備價格高、對工人綜合技術(shù)水平要求高等，更適用于許多小批量或中批量生產(chǎn)。

1.5 自動化和柔性化? 傳統(tǒng)的加工，一次裝夾只能完成部分加工內(nèi)容，通常一個較復(fù)雜的零件，需要多次裝夾才能完成，影響加工精度和加工效率，有些特殊部位還需要借助特殊夾具，特殊夾具通常需要特殊的固定裝置來進(jìn)行具體操作，特殊的部分是需要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計方案和制造模式，這是對成本有著更高的要求。[5]一般在數(shù)控加工上，可以實現(xiàn)不同面上的處理，可以完整一整個攻堅的裝夾，對一般復(fù)雜部分進(jìn)行數(shù)控處理上，加工中心具有多個加工位置，簡單地設(shè)置確定的刀具并對應(yīng)于程序，并在隨后的加工期間隨時可改變某部分，數(shù)控機(jī)器是靈活的，要重新進(jìn)行程序上的精細(xì)化改革，并且轉(zhuǎn)變到自動化的模式，讓數(shù)字控制才能適應(yīng)市場。

1.6 人員的素質(zhì)? 在以往的傳統(tǒng)加工模式上，大部分都是基于操作員以往數(shù)萬次的操作經(jīng)驗，操作者直接將產(chǎn)品進(jìn)行具體的加工工作，在數(shù)控加工的使用上，處理基本靠他們開完成。在設(shè)計加工程序之前，程序設(shè)計人員需要在計算機(jī)仿真軟件上模擬加工過程，為確保生產(chǎn)過程的安全性，這要求程序設(shè)計人員具有強(qiáng)大的加工程序設(shè)計和綜合加工相關(guān)能力。

2? 傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的具體應(yīng)用模式

絕大多數(shù)公司，仍有大量普通機(jī)器仍然在壽命范圍內(nèi)。因此，對于大多數(shù)國內(nèi)公司來說，有必要將傳統(tǒng)的加工和數(shù)控加工結(jié)合，并最大限度地提高加工方法和加工效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而創(chuàng)造最大利益。

2.1 傳統(tǒng)加工不能忽視? 我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動著電子科技的快速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)的作用早已被各行各業(yè)所認(rèn)可，被各行各業(yè)在普遍使用，具體應(yīng)用在零件和產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，機(jī)械加工技術(shù)在自動化的基礎(chǔ)上，同時更加高效和精密，但在發(fā)展的過程中，數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)本源不是放棄研究傳統(tǒng)加工的內(nèi)容，數(shù)控加工一定是基于傳統(tǒng)加工的發(fā)展才能得到快速發(fā)展。例如在車床的發(fā)展上，數(shù)控車床就是一種傳統(tǒng)加工進(jìn)階的新模式，在自動控制化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了快速發(fā)展的數(shù)控技術(shù)。數(shù)控加工在被具體應(yīng)用的過程中，操作數(shù)控設(shè)備的技術(shù)人員不僅要會數(shù)控技術(shù)，對傳統(tǒng)加工同樣要熟悉，這樣才能真正做好數(shù)控加工，才能真正做到持續(xù)發(fā)展數(shù)控加工。一般一個零件實際的生產(chǎn)過程是數(shù)控和傳統(tǒng)兩種加工模式來進(jìn)行，這兩種加工方法工序沒有先后。

2.2 數(shù)控加工的發(fā)展有無限潛力? 我國加工行業(yè)在不斷發(fā)展的過程中，信息化的技術(shù)的進(jìn)步同時在發(fā)展中進(jìn)行創(chuàng)新，數(shù)控加工在機(jī)械加工中占據(jù)的位置非常重要，體現(xiàn)在多個方面上。首先高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要技術(shù)支撐就是數(shù)控加工，另外數(shù)控加工是我國國防現(xiàn)代化的技術(shù)手段，在進(jìn)行數(shù)控加工的過程中還要與傳統(tǒng)加工進(jìn)行一些細(xì)節(jié)上的對比整合，在細(xì)節(jié)化的處理上，重點要在操作的工藝方法上進(jìn)行提升，在加工原理上要進(jìn)行不斷探索，并且進(jìn)行具體的編程和數(shù)控信息上的操作，數(shù)控加工是基于傳統(tǒng)加工不斷發(fā)展歷史上逐漸形成的，但與傳統(tǒng)加工進(jìn)行深入對比下，數(shù)控加工體現(xiàn)出的優(yōu)點還是大于數(shù)控加工，適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械加工的能力是更強(qiáng)的。

在數(shù)控加工發(fā)展到今天的情況下，這種技術(shù)在不同領(lǐng)域下的應(yīng)用非常廣泛，在發(fā)展中形成了科學(xué)的加工體現(xiàn)，最開始的數(shù)控加工需要同計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，要用計算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計和工藝過程的設(shè)計，還可以進(jìn)行虛擬加工和數(shù)控機(jī)床的加工。

3? 機(jī)械加工行業(yè)的未來

對傳統(tǒng)加工和數(shù)控加工進(jìn)行綜合分析后可以發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工在機(jī)械加工體現(xiàn)出了非常大的優(yōu)勢，這就是目前機(jī)械加工未來的趨勢，但在數(shù)控加工運(yùn)用在機(jī)械加工的過程中，也不是完全沒有任何問題的，這就需要對具體的細(xì)節(jié)工藝進(jìn)行不斷改變，如果要完全照搬傳統(tǒng)加工工藝是非常不科學(xué)的，這就需要機(jī)械加工的操作人員在應(yīng)對機(jī)械加工發(fā)展條件下，對不同類型的產(chǎn)品進(jìn)行具體的加工制作，應(yīng)對不同復(fù)雜的產(chǎn)品，要從精度和現(xiàn)有條件等細(xì)節(jié)上進(jìn)行全面考慮，確定科學(xué)的加工方式，盡可能最大條件運(yùn)用數(shù)控加工的優(yōu)勢，同時要與傳統(tǒng)加工結(jié)合，在進(jìn)行傳統(tǒng)加工和數(shù)控加工的過程中結(jié)合方式要靈活，加強(qiáng)不同工種之間的配合的同時完成精密設(shè)備和一般設(shè)備的結(jié)合使用，粗精加工一定要按照精度的準(zhǔn)確要求來進(jìn)行，要在確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求的同時提高生產(chǎn)效率，不能出現(xiàn)不良率增加而影響生產(chǎn)。機(jī)械加工在未來發(fā)展的過程中要定期進(jìn)行技術(shù)交流和技術(shù)創(chuàng)新。

未來機(jī)械行業(yè)發(fā)展有著光明的前景，首先是計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械加工上的使用，UG和VERICUT就是代表性的設(shè)計軟件。另外多學(xué)科在機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用，隨著機(jī)電一體化不斷融合，未來的機(jī)械加工會融入其他更多學(xué)科的技術(shù)內(nèi)容，我們熟悉的VR技術(shù)就是機(jī)械加工技術(shù)運(yùn)用到的內(nèi)容，增強(qiáng)技術(shù)性和安全性結(jié)合的發(fā)展。最后，典型零件的加工系統(tǒng)在不斷完善，也是機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展的有利條件。機(jī)械行業(yè)發(fā)展永無止境，要從不同細(xì)節(jié)尤其是從質(zhì)量和效率上重點開發(fā)，建立完善的加工流程，從而更好的推動機(jī)械加工行業(yè)在我國未來的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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