機械加工技術中數(shù)控加工的應用分析

李曉峰 張丙臣

摘要：機械加工業(yè)作為我國的重工業(yè)，強有力地推動著我國國民經濟的發(fā)展。目前，要想有效地提高我國的機械化水平，就要重視現(xiàn)代計算機技術的作用，將計算機中的數(shù)控加工技術引入機械加工中，提高機械設備加工效率，當前數(shù)控技術已在機械加工的諸多領域有所運用，其具有精準加工的特點，并有效地提高了機械加工業(yè)的經濟效益。本文將深入研究數(shù)控加工技術，并針對發(fā)展現(xiàn)狀提出可行性建議。

Abstract： As my country's heavy industry， the mechanical processing industry strongly promotes the development of my country's national economy. At present， if we want to effectively improve the level of mechanization in our country， we must pay attention to the role of modern computer technology， introduce CNC machining technology in computers into machining， and improve the efficiency of machining equipment. At present， CNC technology has been used in many fields of machining. Used， it has the characteristics of precise processing， and effectively improves the economic benefits of the mechanical processing industry. This article will study the CNC machining technology in depth， and put forward feasible suggestions for the development status quo.

關鍵詞：機械加工技術;數(shù)控加工;應用分析

Key words： mechanical processing technology;numerical control processing;application analysis

中圖分類號：TG659 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0166-03

0 ?引言

隨著科技時代的到來，信息技術已經深入到各個領域。經濟全球化帶給我們更多的發(fā)展機遇，順應時代要求各國不斷提高工業(yè)化水平。新時代的背景都極大地促進了機械加工技術的更新與升級，數(shù)控技術作為工業(yè)生產中重要的技術，更新以及有效提升數(shù)控技術已成為時代發(fā)展所需。

1 ?數(shù)控加工技術的概念及特點

隨著信息化技術的廣泛應用，數(shù)控加工技術開始逐步在機械加工中得到廣泛應用，并從根本上推動了機械加工的發(fā)展與進步。從某種角度來看，數(shù)控加工技術是將機械加工技術與信息化技術的融合發(fā)展，進而實現(xiàn)機械加工精確度、運行效率的提升。在實際應用過程中，數(shù)控加工技術可以參與機械加工的全部過程，技術人員僅需對數(shù)控設備的相關參數(shù)和加工規(guī)格進行調整，即可實現(xiàn)批量化、高精度的生產。

數(shù)控加工技術的主要特點包括以下幾個方面：一是加工效率高。機械加工技術具有復雜的工藝程序，一個零部件的生產需要先后經歷加工、精磨、高精度打磨和拋光等諸多流程，且整個加工過程具有較多的不可控因素，實際加工質量容易出現(xiàn)浮動。機械加工的高精度要求決定了其整個加工周期較長，整體效率不高。而在數(shù)控加工技術的參與之下，整個加工流程均可以實現(xiàn)自動化和批量化，且能夠保持較高的精度和質量。二是智能化。數(shù)控加工技術具有典型的時代化特征，是信息化技術發(fā)展至一定高度后的產物。在使用數(shù)控加工技術時，可以根據(jù)所設定的數(shù)據(jù)進行變量調整和設置，這也意味著可以實現(xiàn)對原有加工流程的簡化。此外，數(shù)控加工技術的智能化特征可以保證變量的設定合理性。三是設備磨損度低。在機械加工過程中，加工打磨設備是最容易出現(xiàn)磨損的設備。而數(shù)控加工技術則是利用導電砂輪來實現(xiàn)整個生產過程，其具有較強的純機械磨削能力，且導電砂輪的核心位置使用了復合型鍍金剛石材料，耐磨性能出色，這不僅可以保證產品加工時的質量，同時也可以間接降低生產成本損耗。

2 ?現(xiàn)代機械加工技術與數(shù)控技術融合的重要意義

隨著國民經濟的不斷發(fā)展以及世界資源的流通，世界貿易將各個國家聯(lián)系的越來越緊密，各國之間的交往愈發(fā)頻繁。以機械加工業(yè)最為明顯，先進科學技術的引進極大地提高了生產加工零部件的精確度以及精細度，還可以進行復雜零部件的加工。雖然我國的技術正在不斷進步，但是與發(fā)達國家相比，機械加工仍有很大的上升空間。大部分的機械加工企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的生產技術，運用普通的機床，此外，大部分機械加工企業(yè)都是屬于中小型企業(yè)，生產規(guī)模較小，資金和技術保障力度不夠，以現(xiàn)有的水平無法負擔數(shù)控機床等機電一體化設備的安裝高昂的費用。同時，在機器生產中運用傳統(tǒng)的機床較多。如果大面積地置換傳統(tǒng)的機床勢必會帶來不必要的設備浪費，雖然數(shù)控機床具有傳統(tǒng)機床不可比擬的優(yōu)越性，這也就形成了資金與效率的利益沖突，目前企業(yè)都面臨著置換與保留的抉擇。因此，機械加工機床機電一體化為時代所需，可以解決當務之急，現(xiàn)代機械加工技術與數(shù)控技術的融合技術具有廣闊的市場運用價值，不僅可以有效提高產品質量，也可以實現(xiàn)加工企業(yè)經濟效益的提高。價值體現(xiàn)在：

①現(xiàn)代機械加工技術加工速度快，具有傳統(tǒng)技術不可以比擬的優(yōu)勢。傳統(tǒng)機械加工技術主要通過人力操作加工設備的方式來完成加工過程，由于人力操作本身具有不可控性的特征，且加工的零部件規(guī)格和標準有著一定差異性，這也決定了傳統(tǒng)加工技術的整體效率較慢。此外，從加工精度的角度來看，傳統(tǒng)加工技術的精度控制難度較高，即便是同一批次的產品，也會在精度方面呈現(xiàn)出一定的差異性。而數(shù)控加工技術則截然不同，其可以在保證高效率的基礎上，實現(xiàn)對生產精度的準確控制，這對于機械產品批量化加工具有明顯的優(yōu)勢。

②現(xiàn)代機械設備具有運行穩(wěn)定的特點，可以提高設備運行的安全性。

③要想有效提高機床的控制力，就必須完善機械設備的性能。機械設備是機床設備的重要部分，其對機床的運行起著至關重要的作用。只有將數(shù)控技術引入機械加工技術中，才能實現(xiàn)機床控制力的有效突破，并有效提高機械加工效率，實現(xiàn)機械加工設備的運行穩(wěn)定性，保障安全，實現(xiàn)企業(yè)經濟效益的良性循環(huán)。此外，運用數(shù)控技術也可以提高操作流程的流暢度，增強實際操作的簡便性，減少設備運行卡頓。通過技術的提升，有效地保障產品質量，保障機床設備高效運行。數(shù)控機械加工技術可以通過計算機的編程實現(xiàn)對機械設備的有效控制，在監(jiān)控設備運行環(huán)境的同時，及時預測以及預防設備的運行故障，提高設備運行穩(wěn)定以及安全[1]。

④工業(yè)化生產已經成為時代所需。信息化時代正不斷改變著機械加工業(yè)的生產模式。因此，信息技術與工業(yè)技術的融合發(fā)展才能實現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。數(shù)控機械加工技術就是運用計算機系統(tǒng)的控制功能。當前，計算機自動控制技術已經深入到汽車制造行業(yè)。數(shù)控技術也為汽車行業(yè)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展動力。使用數(shù)控技術可以有效提高零部件質量，提高生產效率，為汽車行業(yè)的發(fā)展提高強有力的后盾保證，有效提高汽車企業(yè)的經濟效益。此外，該技術具有穩(wěn)定以及簡便功能，在保障質量的同時也可以兼顧生產效率。綜上所述，數(shù)控技術可以全面提升工業(yè)化水平，促進我國國民經濟的發(fā)展[2]。

3 ?數(shù)控技術在機械加工中的運用

3.1 數(shù)控加工在工業(yè)生產中的應用

目前階段，有很多企業(yè)仍然采用比較傳統(tǒng)的生產流程，比如人工的工作流程，復雜的操作環(huán)境會極大地影響操作以及操控質量。在一些高風險以及高污染的加工流程上會給職工的健康造成極大地傷害，甚至會危及操作工作人員的生命財產安全?；谝恍┍容^惡劣的生產環(huán)境，工業(yè)機器人可以有效解決這些燃眉之急，工業(yè)機器人使用數(shù)控技術實現(xiàn)設備操控。此外，工業(yè)機器人具有工作時長長特點，可以有效避免人工操作的生理疲勞，特別是針對一些流水線工作壓力較大的崗位。針對這些情況，使用數(shù)控工業(yè)機器人可以保證長時間的工作時長，提高產品的質量，有效地提升加工效率[3]。

數(shù)控技術可以進行無法使用人工完成以及一些高危的工作任務，可以有效地保證職工的生命健康以及工作安全，提高設備運行的穩(wěn)定性，提高企業(yè)的經濟效益。此外，數(shù)控技術具有生產成本低的特點，可以在保障高效率生產的前提下，保障設備生產效率，提高市場收入。數(shù)控技術有效減少人為操作帶來的錯誤，人工操作中難免會存在一些技術過失，人工操作一旦出現(xiàn)編程錯誤，就會影響設備的整體運行。但是，數(shù)控技術可以有效實現(xiàn)故障預警，以便及時阻斷錯誤信息的傳遞。

3.2 現(xiàn)代機械加工技術分析

現(xiàn)代機械加工技術必須要配置控制系統(tǒng)，輸入以及高速補給等輔助系統(tǒng)。其中主軸軸承是加工單元重要組成部分，其對該流程具有核心作用，對其他各個系統(tǒng)的運行有著不同程度的關聯(lián)以及影響。所以，要重視輔助系統(tǒng)的完善以及升級工作，從整體上提升機床的功能以及生產效率。同時，設備運行的準確度也至關重要，要在提高效率的基礎上增加定位輔助系統(tǒng)。

3.3 數(shù)控技術在煤礦挖掘工業(yè)中的應用

數(shù)控技術在煤礦采掘業(yè)的運用促進了采掘機的功能依據(jù)性能的全面提升。煤礦開采具有技術難度高，環(huán)境復雜惡劣以及作業(yè)危險等特點，為了有效提高煤炭開采效率以及充分保障開采人員的生命安全，創(chuàng)新煤炭挖掘設備勢在必行。近幾年，我國科學研究專家一直致力于采掘設備的研究，并研發(fā)出了具有多重功能的煤礦采掘設備，實現(xiàn)了速度與開采量的雙提升。針對傳統(tǒng)的煤炭采掘的規(guī)模小以及單件下料難的問題，通過數(shù)控切開技術可以有效解決，數(shù)控切開技術可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的傷形法的弊端，可以為煤炭采掘作業(yè)提供多個備選方案，提高煤炭行業(yè)的效率。

數(shù)控技術在采煤機的運用也十分廣闊，這體現(xiàn)在以下幾個方面：

數(shù)控技術在采煤機中最突出的提升就是葉片的切開技術，該技術可以實現(xiàn)采煤機葉片的連續(xù)旋轉，提高采煤機的工作效率，并保證采煤機的較長的工作續(xù)航能力。此外，數(shù)控技術還可以有效地提高采煤機的機械化程度。同時，數(shù)控技術還可以提高采煤機的安全性能，減少設備故障以及煤礦安全事故。數(shù)控切開技術的自動補償功用可以在保障設備操控的前提下，有效地降低毛坯的產出量，實現(xiàn)成本的降低。

3.4 現(xiàn)代數(shù)控機械加工技能

現(xiàn)代機械加工技術相對傳統(tǒng)加工技術是一個突破，升級了微機控制系統(tǒng)的性能，加強系統(tǒng)運行的自動以及智能功能，賦予系統(tǒng)簡單的運行邏輯，實現(xiàn)設備的自我監(jiān)控，自我識別，技術阻斷安全有隱患的危害，全面提升自動化的性能。未來自動化將對機床的智能化性能產生積極的影響，提升產品質量以及防風險能力?，F(xiàn)代機械加工設備的運轉速度可達到10000轉/分。此外納米技術與機械加工技術的融合也可以有效實現(xiàn)機床機電一體化，提高產品精度，更好地滿足市場需求。

3.5 數(shù)控加工技術在轎車制造業(yè)中的應用

隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展，國內的轎車擁有量不斷增加，只有提高轎車零部件的質量，才能有效提高轎車的質量。數(shù)控技術對轎車行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，不僅可以進行復雜零部件的生產，也可以保障零部件的精確度。數(shù)控技術也可以簡化零部件加工流程，減少人為加工失誤，提高產品質量，促進轎車行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

數(shù)控加工技術還具有技術融合功能，可以自然地實現(xiàn)高速加工基地和高速數(shù)控技術的緊密結合，拓展數(shù)控技術的功能以及加工規(guī)模。數(shù)控加工技術相較于傳統(tǒng)技術可以滿足市場需求，達到消費者對商品的品質標準，使企業(yè)更好地應對市場競爭。在汽車加工業(yè)中引入數(shù)控技術，不僅可以有效提高企業(yè)的生產理念，創(chuàng)新生產流程以及出產方式，并實現(xiàn)產品宣傳的工作的有效推進。數(shù)控技術還具有簡便化的特點，提高生產流程的可操作性，降低生產操控難度，有效提升企業(yè)的加工水平。

4 ?數(shù)控加工技術的具體應用

4.1 加工工藝選擇

在加工零部件之前，為保證加工效果可以達到預期，技術人員需要針對零部件的特征和加工要求，合理選擇加工工藝。實踐證明，錯誤的加工工藝可能會導致出現(xiàn)零部件損壞的問題，故需要高度重視夾具的選擇，綜合分析零部件的特點，定位基準、夾緊度等要求，確保零部件在多種加工狀況下可以符合加工精度標準。此外，機床的選擇也是決定加工效果的關鍵所在，技術人員需要依據(jù)圖紙分析結果，合理判斷零部件的具體類型，并以此為標準對數(shù)控機床進行選擇，以保證加工質量和加工效率。

4.2 優(yōu)化加工方案

在制造加工不同的零部件時需要選擇不同的加工工藝，而為了保證加工工藝的應用合理，則需要依據(jù)零部件加工需求和實際加工條件，選擇合理的加工方案，其包括工藝選擇、工序順序、走刀路線等基本內容。技術人員需要利用計算機數(shù)字化技術，向機床發(fā)出相關指令，即可實現(xiàn)全自動加工。在正式加工之前，需要對加工方案進行優(yōu)化，在保證加工精度的基礎上進一步追求加工質量。

4.3 程序編寫

在使用數(shù)控加工技術時，程序的編寫質量往往與最終的加工效果密切相關。技術人員應當在加工標準的基礎上，分析工藝、工序，然后按照最小程序段編寫加工指令代碼，以便最大限度降低數(shù)控系統(tǒng)的控制難度，簡化工藝流程。

4.4 加工路線

在實行確定加工路線這一步驟時，應當遵守先主后次，先粗后精，最后螺紋的操作原則來進行?？茖W合理的加工路線選擇保證了最終的產品質量，從而保證最后正式投入生產。

4.5 五軸機床

五軸數(shù)控機床以其高精度高效率、小批量生產復雜零件且穩(wěn)定的特性逐步成為主流，在更加嚴肅苛刻的環(huán)境中，CNC加工技術大大提高了工作效率，保證了質量，降低了危險發(fā)生的可能。五軸機床與虛擬技術相結合，提前模擬出整個加工過程，規(guī)避風險，降低成本，適應于日趨復雜多變的機械市場。

5 ?促進數(shù)控技術在現(xiàn)代機械加工中應用效果的路徑分析

5.1 加強優(yōu)化力度

從機械加工技術的實際應用現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，機械加工技術對于工業(yè)產業(yè)的發(fā)展起到了決定性的作用，且伴隨著工業(yè)領域對于機械加工技術的精度要求不斷提升，機械加工技術需要利用數(shù)控技術實現(xiàn)進一步的優(yōu)化。以汽車零部件油泵的安裝加工為例，油泵的安裝水平決定了其實際的應用效果與價值，這對機械加工精度要求較高。為滿足油泵的安裝需求，就必須進行安裝計算，且加工過程不得出現(xiàn)任何誤差。目前，我國的汽車油泵安裝加工技術與德國等發(fā)達國家相比依然存在較大的差異性，為進一步提高產品質量和加工效果，就必須充分利用數(shù)控加工技術來對機械加工工藝進行優(yōu)化和改進。例如：可以在原有的基礎上利用數(shù)控技術進行功能升級，實現(xiàn)各個生產環(huán)節(jié)的聯(lián)動設計，將數(shù)控自動化技術進行網絡化研究，依靠數(shù)據(jù)庫技術進行產品自檢。

5.2 加強自動化技術的應用

數(shù)控技術在機械加工過程中的應用可以從根本上提高機械加工的精度與整體質量，但同時也對技術人員的專業(yè)水平以及數(shù)控編程能力提出了明確的要求。數(shù)控加工機床的功能設定需要全部由技術人員完成，只要功能設定合理，數(shù)控加工機床即可按照標準的流程和參數(shù)對零部件進行加工。在廣泛應用數(shù)控技術之前，所有的零部件加工全部由人工操作機床完成，人工操作的缺點較為明顯，如工時長、標準不一致、易出現(xiàn)誤差等。在使用數(shù)控技術時，需要注易零部件標準數(shù)據(jù)參數(shù)的設定，要按照實際的零部件規(guī)格對數(shù)據(jù)參數(shù)進行準確計算，只有這樣才能在真正意義上實現(xiàn)機械自動化加工，提高加工的精準度，實現(xiàn)自動化生產。

5.3 加強對生產精度及生產統(tǒng)一性的控制

機械加工產品普遍具有較高的精度要求，數(shù)控加工技術在加工精度控制方面與傳統(tǒng)技術相對具有明顯的優(yōu)勢，且數(shù)控加工技術的使用能夠避免人工加工時所產生的精度誤差，這對于實現(xiàn)生產統(tǒng)一化具有積極的影響性。在機械加工過程中，多數(shù)零部件的精度要求較高，一旦因為人為原因而出現(xiàn)精度誤差，則會導致整個零部件的報廢，進而為企業(yè)造成經濟損失。數(shù)控加工技術的應用，可以實現(xiàn)整個加工流程的遠程控制和自動化操作，技術人員僅需根據(jù)生產要求和生產規(guī)格設置相應的參數(shù)標準即可，且整個生產速度較快，精度較高，有利于實現(xiàn)生產統(tǒng)一化。從這一角度可以看出，在實際應用數(shù)控加工技術時，需要充分發(fā)揮出數(shù)控加工技術的精度優(yōu)勢，進而為批量化、統(tǒng)一化生產奠定良好的技術條件。

5.4 加強對數(shù)控加工技術的智能化研究

從某種角度來看，想要從根本上實現(xiàn)數(shù)控加工技術的提升，就必須從智能化的角度開展工作，結合數(shù)控加工技術的應用現(xiàn)狀，加強對生產環(huán)節(jié)的分析和研究，進而在真正意義上實現(xiàn)數(shù)控加工技術的智能化發(fā)展。想要實現(xiàn)數(shù)控加工技術的智能化發(fā)展，就必須以信息化和智能化技術為核心，不斷開展相關研究?，F(xiàn)階段，我國在機械加工過程中已經全面實現(xiàn)了信息化，且數(shù)控加工技術的自動化程度較高，能夠滿足企業(yè)的批量化生產需求。而從數(shù)控加工技術的智能化程度角度來看，其整體智能化程度較低，僅僅能實現(xiàn)部分功能的智能化，但后續(xù)將持續(xù)性向著智能化的方向發(fā)展，這也是數(shù)控加工技術現(xiàn)階段的主要發(fā)展方向。

6 ?結語

數(shù)控技術在制造業(yè)中的運用將極大地提升制造業(yè)的機械化水平，實現(xiàn)設備的控制力，降低加工企業(yè)的成本，提高設備的運行的安全性，保障加工技術人員的生命財產安全，避免設備故障，減少不必要的損失。數(shù)控技術可以為工作人員提供安全穩(wěn)定的工作環(huán)境，促進我國工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)作為我國國民經濟的重要支柱，數(shù)控技術與工業(yè)的融合必定會對工業(yè)產生積極深遠的影響。

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