數控加工在制造業中的應用

（黑龍江科技學院，黑龍江 哈 爾濱 1 50027）

當今社會，數控加工技術已成為制造業發展中的命脈，數控技術的發展使制造業得到了革命性的改革，使制造業的發展進入了嶄新的階段，其以高效率、高精度的技術解決了普通機床無法解決的工藝結構復雜的產品，使企業的制造水平不斷提高，取得了更好的經濟效益。本文針對數控加工在制造業中的運用進行研究，對數控加工的特點、應用范圍、工藝選擇、編程流程以及刀具選擇等進行了分析。

1 數控加工的特點

數控加工具有以下特點：

（1）效率高、精確度高。零件的生產利用數控來加工，要比其他機床的精確度高得多，最主要是體現在對刀的精確度高，生產效率也很高，數控車加工零件相對時間較短，所以需加工的零件如果尺寸要求很高的精度，一般都使用數控車取代車磨進行加工。數控車中的刀具是通過高科技和高精度的程序來運動的，數控機床加工的精度高，再加上剛性也很好，對零件的外圓和內孔的R角、弧度等加工都有一定的優勢[2]。

（2）加工過程難度降低。數控車床加工是按照事先編好的程序自行運轉，加工人員主要負責控制操作鍵、裝卸加工零件、保證機器正常的運行。相對磨床加工工件來說不需要做重復的動作，減輕了零件加工過程中的勞累和加工難度。

（3）對零件的多種加工工藝適應性強。對于一些加工工藝復雜的零件來說，數控機床正好可以滿足這一條件，數控機床的好處就是不需根據零件加工的形狀來制作模型，而只需根據所需要的加工要求換用各種刀具就可以加工。

（4）數控加工有一定的局限性。不是每一種加工要求都可以用數控車來完成，正是因為數控加工的精度高和靈活性的應用使數控加工有一定的局限性，使用數控加工的成本也相對較高，所以一般公司在加工零件時能用磨床磨出來的工件便不用數控精車。此外，數控加工對操作人員的技術要求也相對較高，一定要能熟悉掌握數控機床的操作流程和產品的加工工藝。正確的操作數控流程是保證產品質量的關鍵因素，所以只有正確掌握了數控機床的操作方式才能保證零件的品質。

2 數控加工在制造業中的應用

數控機床在制造業中屬于一種高效率的加工設備，其加工技術可以分為：數控銑加工、數控線切割加工、數控削加工等，因此在進行磨具加工時要將磨具加工類型分類，選擇適合的加工方式，如配件類就使用數控削加工，可以用來車外圓、車內孔、車平面等，壓鑄模、塑膠模可以采用數控銑加工。對于一些結構復雜的曲面，數控加工能保證加工工藝的準確性和精確度，這是普通機床都無法比及的[1]。所以，使用數控加工已成為現在制造業發展中的一個重要的標志，其主要的加工技術包括了以下幾個方面：

（1）數控加工技術中綜合了電子自動化技術、計算機技術、機械制造技術、微電子技術等。

（2）使用了計算機先進的微處理器控制裝置。

（3）運用了先進的編程控制器。

（4）運用了先進的控制伺服系統等。

3 數控加工技術的應用范圍

數控機床在產品的加工方面具備著的很多優點，其是一種高科技自動化的設備，所以數控技術在制造業中應用范圍逐漸擴大，由于數控機床的技術含量相對其它機床技術含量高，所以加工成本也相對較高，從成本和效益方面來考慮，采用數控加工一般適用于以下情況：

（1）小批量生產的工件。

（2）加工工藝復雜，精度要求高的工件。

（3）需要不斷進行改型的工件。

（4）工件價格比較昂貴，要求報廢率低的工件。

（5）要求高品質和交期較急的工件。

4 數控機床加工工藝的選擇

隨著市場上產品的結構越發復雜、精度要求高而且生產交期緊張，在這種情況下，要充分發揮普通機床和數控機床的加工優勢和特點，根據產品的加工工藝和批量生產要求來安排加工工序。此外，數控機床與普通機床相接和生產還需要注意以下方面。

首先需加工的產品如是小批量的，最好使用普通機床進行加工，數控機床主要是解決難度較大的工件，合理的使用數控機床可以減少生產成本，因為數控機床所使用的刀具夾具成本是很高的。當大批量生產加工時，便主要以數控機床來加工，普通車床和磨床主要起輔助作用，同時將兩種工藝相結合起來再針對不同的加工技術采取相應的加工工藝，這樣才能達到產品的高效生產。

其次，產品的粗精加工要相結合，一般零件的加工流程是先粗加工后精加工，如果使用數控車直接進行粗加工，從成本和效率上考慮根本不劃算，所以先使用普通車床來進行粗加工，對于工藝比較難的盡量用數控車進行加工。

5 數控加工的編程流程

在數控加工過程中，編程是數控加工必不可少的，如果不輸入程序，數控機床便無法加工，數控機床的運動是靠系統發出的指令來完成操作，那么數控編程的流程主要體現在：

（1）首先確定要進行數控加工的零件。主要考慮產品需求的加工工藝數控技術是否能滿足。

（2）對需加工的零件圖紙尺寸和加工工藝進行分析。圖紙的尺寸是確定數控刀具的運動起點和終點及坐標位置。加工工藝主要體現在加工工程中的順序及指令。

（3）計算出零件的加工參數，確定零件加工路線。

（4）計算出加工零件和刀位的坐標數據。

（5）編寫數控加工程序。

（6）按照程序單制作加工控制介質。

（7）驗證程序，對程序進行驗證和修改。

6 數控加工刀具的選擇

在工件的加工過程中，工件的品質跟數控刀具有著直接的關系，因此，選擇了正確的刀具才能保證工件的品質、加工成本和加工效率。在工件的銑削加工過程中，數控車加工最常用的刀具有球頭刀、平面立銑刀、圓角立銑刀等。選擇刀具要根據工件加工的型面、形狀、工藝來定。例如：

（1）對于表面凸形的工件，在粗加工時，最好選擇平面立銑刀，在精加工時要求更高的幾何條件，一般會選擇圓角立銑刀。

（2）對于表面凹形的工件，在粗加工時選擇平面立銑刀，在精加工時一般選擇球頭刀。與平端立銑刀相比較，球頭刀的切削條件相對差一些。

（3）對于側面有斜度的工件，最好使用錐度銑刀，雖然也可以使用平端立銑刀，但是會加快平端立銑刀的磨損，同時會影響數控機床的加工效率，也保證不了工件的精度[3]。

數控加工選擇刀具的方式應依照工件曲面的大小來選擇，在粗加工的過程中，要盡量選擇大直徑的刀具，最常用的是大球頭刀，型號為D120R60。大直徑的刀具在曲面變化小時是小直徑刀具功率的好幾倍，而且加工出來的工件品質好，在精加工的過程中，一般刀具的半徑要小于加工工件的內輪廓圓角半徑，因注意的是加工拐角時，選用的刀具半徑小于拐角圓半徑，以圓弧插補的方式來進行加工。

7 結束語

本文主要闡述數控加工在制造業中的應用，分析了其在制造加工中的特點、應用范圍、工藝選擇、編程流程、刀具選擇。數控加工實現了產品的高質量、高精度、高效率、低成本加工的目的，在制造業行業中有著重要的應用價值。

[1]王華僑，李新洲，吳修仁，等.數控工藝與普通工藝結合的途徑與措施[J].CAD/CAM與制造業信息化，2004(9):128-130.

[2]吳國君，張 穎，等.提高數控加工效率的途徑與措施[J].CAD/CAM與制造業信息化，2008(12):66-68.

[3]王隆太.先進的制造技術[M].北京：機械工業出版社，2010.