數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的影響分析

劉東升

（烏海市職業(yè)技術(shù)學(xué)校，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

數(shù)控機(jī)床遵循預(yù)編程序加工，在加工處理期間，無須人工干預(yù)。數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)精密度高，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，滿足重復(fù)加工需求。數(shù)控技術(shù)快速發(fā)展中，對(duì)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)率、加工精度、運(yùn)行壽命提出了較高要求。傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)比較多，對(duì)數(shù)控機(jī)床性能技術(shù)影響較大。所以，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在機(jī)械結(jié)構(gòu)、普通機(jī)床上的差異顯著。

1 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用價(jià)值

相比傳統(tǒng)加工方法，數(shù)控機(jī)床具備較強(qiáng)智能化、自動(dòng)化。由于傳統(tǒng)機(jī)械加工存在弊端不足，在機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展中，所存在的障礙影響比較大。所以，關(guān)注數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工，屬于時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，可以滿足實(shí)際發(fā)展需求、數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作前，預(yù)先編輯程序，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行操作，無須人工干預(yù)，可以降低運(yùn)行成本。相比機(jī)械加工方式，數(shù)控機(jī)床操作具備較高精準(zhǔn)度，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行工作，不僅可以緩解工作人員壓力，還可以提升生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段，數(shù)控機(jī)床發(fā)展前景廣闊，然而發(fā)展缺陷比較多，相應(yīng)阻礙數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展。所以，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，為機(jī)械加工提供優(yōu)質(zhì)支持，全面發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床作用，以此促進(jìn)機(jī)械加工發(fā)展。

2 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的影響

2.1 數(shù)控車床改變工藝規(guī)程

數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)，多應(yīng)用交流主軸電動(dòng)機(jī)。采用同步帶傳動(dòng)、主軸箱內(nèi)部傳動(dòng)主軸，可以輸出最大轉(zhuǎn)矩、全部功率。轉(zhuǎn)速持續(xù)變化，轉(zhuǎn)矩和功率也會(huì)相應(yīng)改變。部分主軸由交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，并且借助兩級(jí)塔倫直驅(qū)，并且由電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。主傳動(dòng)鏈無齒輪、噪音小。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)，按照程序指令，由電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)環(huán)向與變速控制。在換向、變速處理中，不需要停車，可以為工序集成提供保障。例如，粗細(xì)加工可以集中工序，傳統(tǒng)機(jī)床加工的粗細(xì)加工差異大，必須進(jìn)行停車變速，此時(shí)，會(huì)中斷加工工序。此外，內(nèi)外輪廓加工、車螺紋、切槽，均可以實(shí)現(xiàn)集中工序。傳統(tǒng)機(jī)床加工轉(zhuǎn)速不同，必須頻繁換刀，此時(shí)，就會(huì)中斷工序。

數(shù)控機(jī)床無進(jìn)給箱、交換齒輪架，通過伺服電動(dòng)機(jī)滾珠絲杠，傳輸?shù)降都?、滑板中，可以?shí)現(xiàn)橫向、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控車床伺服電動(dòng)機(jī)，調(diào)速范圍廣，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，定位準(zhǔn)確度高。普通臥式機(jī)床，利用溜板箱、進(jìn)給箱、掛輪架，將主軸運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)降都?，?shí)現(xiàn)橫向、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。盡管數(shù)控車床主軸、縱向絲杠無機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)結(jié)，然而，卻具備螺紋功能。主軸包含伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將脈沖編碼器安裝在主軸箱內(nèi)部。主軸運(yùn)動(dòng)利用齒輪、齒形帶，可以傳輸?shù)矫}沖編碼器中。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖編碼器能夠向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送檢測(cè)脈沖信號(hào)，確保主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、刀架切削進(jìn)給量同步。通過此種方式，可以縮短傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度，提升機(jī)床加工精度。數(shù)控車床通過脈寬，對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)、伺服系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，所以進(jìn)給量、車螺紋范圍大。針對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，按照程序指令，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)給速度進(jìn)行控制，通過數(shù)字坐標(biāo)信息控制進(jìn)給方向。通過程序指令信息，合理控制背吃刀量，切削用量變化，不需要進(jìn)行停車調(diào)整，可以為工序集成提供技術(shù)支持。

如車螺紋，普通車床調(diào)整為絲桿模式，劃斷工序。然而，數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)變螺紋加工方式，由主軸脈沖編碼器進(jìn)給傳動(dòng)鏈，無須停車調(diào)整機(jī)床，只需程序指令控制，以此實(shí)現(xiàn)打包集成，無須單獨(dú)分列車螺紋工序。針對(duì)車錐度，普通車床需要轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板，會(huì)劃斷工序。然而，對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，數(shù)控加工異型曲線、圓弧、直線難度較大，無須借助模型工藝，也不用停車調(diào)整機(jī)床，遵循預(yù)設(shè)程序指令，都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字坐標(biāo)走刀，打包集成工序，無須單獨(dú)劃分車錐度工序，只需要?jiǎng)澐譃椴煌襟E即可。例如，車圓球、車曲面，只需合理選擇刀具副偏角，無須停車就可更換為車刀。遵循程序指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)字坐標(biāo)走刀，使用車外圓刀具加工圓球、曲面。打包集成工序，無須單獨(dú)分出車圓球、曲面工序，只需要?jiǎng)澐止に嚥襟E。

如錐套球體零件，分析傳統(tǒng)機(jī)床加工、數(shù)控機(jī)床加工區(qū)別。針對(duì)錐套球體零件，工藝方案區(qū)別多體現(xiàn)在車錐孔、車球體方面，詳情見表1。

表1 不同工藝方案比較

在傳統(tǒng)工藝中，工序2可以為工序5做準(zhǔn)備。工序5利用雙手控制法，對(duì)粗精車球體進(jìn)行手動(dòng)調(diào)控，無法確保精度。數(shù)控機(jī)床工序中，工序2利用數(shù)字坐標(biāo)、程序指令，將球體粗車出來。工序4屬于精車球體，可以確保精度，無須停車調(diào)整機(jī)床。傳統(tǒng)機(jī)床工藝中，工序3為車錐孔，實(shí)現(xiàn)車出20.8底孔，之后轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板車錐孔，同時(shí)以鉸錐孔維護(hù)尺寸精度。工序3利用數(shù)字坐標(biāo)、程序指令，車出錐體，無須停車調(diào)整機(jī)床。

2.2 加工中心改變工藝規(guī)程

在數(shù)控機(jī)床中，加工機(jī)床的自動(dòng)化、生產(chǎn)率比較高，屬于綜合機(jī)床，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上明顯優(yōu)于普通銑床。性能優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，加工中心為數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控車床，增設(shè)自動(dòng)換刀裝置。將工件裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上，可以持續(xù)對(duì)工件表面進(jìn)行鉆孔、鉸孔、銑削、攻螺紋加工，在單臺(tái)機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)場(chǎng)同步運(yùn)行，工序集成度高。第二，在加工中心，涉及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、主軸箱，可以旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)角度。工件一次裝夾后，可以自動(dòng)完成多平面、多角度工序加工。第三，加工中心可以轉(zhuǎn)變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、刀量、進(jìn)給量，改變工件運(yùn)動(dòng)軌跡，發(fā)揮出輔助功能。第四，加工中心配置交換工作臺(tái)，在工作位置同步加工工件時(shí)，剩余工件在裝卸位置臺(tái)上裝卸，不會(huì)對(duì)正常加工工件造成影響，顯著提升工作效率。

由于數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，數(shù)控機(jī)床通過信息、軟件方式，補(bǔ)償機(jī)械硬件結(jié)構(gòu)，改變切削用量，優(yōu)化調(diào)整全自動(dòng)柔性調(diào)整，縮短機(jī)器傳動(dòng)鏈，提升機(jī)床精度。數(shù)控加工工序、步驟劃分，和傳統(tǒng)機(jī)加工標(biāo)準(zhǔn)差別非常大。在傳統(tǒng)工藝中，主要提及“工序”概念。在數(shù)控加工中，主要提及“工步”概念，盡管數(shù)控加工零件工序很少，但還是需要按照步驟加工，因此被稱為“工步”。在傳統(tǒng)加工中，各工序比較分散，且不同工序中的工步內(nèi)容少。在數(shù)控加工中，每道工序工步內(nèi)容多。在編制傳統(tǒng)加工工藝時(shí)，將工序作為重點(diǎn)內(nèi)容。在數(shù)控加工中，將工步作為重點(diǎn)內(nèi)容。

3 數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新改變發(fā)展

在時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中，數(shù)控機(jī)床技術(shù)緊跟時(shí)代發(fā)展腳步，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新改革發(fā)展，相應(yīng)轉(zhuǎn)變了數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)流程?，F(xiàn)階段，我國(guó)數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)流程，多依賴主動(dòng)空軸實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，全面提升傳控功率，既可以加快數(shù)控機(jī)床發(fā)展速度，還可以加強(qiáng)運(yùn)行質(zhì)量。運(yùn)轉(zhuǎn)變化時(shí)，能夠展示出功率效果，降低噪聲污染，提升運(yùn)轉(zhuǎn)效率。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行期間，通過運(yùn)轉(zhuǎn)流程的現(xiàn)代化發(fā)展，能夠提升運(yùn)轉(zhuǎn)程序指令的現(xiàn)代化水平。通過數(shù)字化控制程序，可以保障工序正常發(fā)展，帶動(dòng)數(shù)控機(jī)床的高效發(fā)展，同時(shí)可以簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)流程。數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)流程項(xiàng)目比較多，且不同項(xiàng)目的操作特點(diǎn)不同。傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床加工處理時(shí)，由于多因素加劇運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜性，會(huì)由于加工特點(diǎn)不同，頻繁更換刀具裝置，此時(shí)，就需要停車調(diào)整。當(dāng)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)流程中斷時(shí)，將會(huì)對(duì)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)整體性、連續(xù)性造成極大影響。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代發(fā)展過程中，數(shù)控機(jī)床極大地影響機(jī)械加工工藝。數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新發(fā)展，能夠促進(jìn)機(jī)械加工規(guī)程創(chuàng)新發(fā)展。與傳統(tǒng)技術(shù)工藝相比，數(shù)控機(jī)床具備現(xiàn)代化特點(diǎn)，緊跟時(shí)代發(fā)展腳步。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝的現(xiàn)代化發(fā)展，必須深入研究和探索數(shù)控機(jī)床相關(guān)問題，學(xué)習(xí)和借鑒西方國(guó)家發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合機(jī)械加工規(guī)程現(xiàn)狀，做好規(guī)范化、科學(xué)化完善，實(shí)現(xiàn)數(shù)控工藝的高效化發(fā)展。