淺談高速數控機床在機械加工中的應用分析

張文文

摘要：現代制造行業中數控機床的應用取代了傳統機械設備，使得制造行業在技術上有了極大的進步，使得生產效率和生產質量得到提高。本文首先對高速數控機床的原理進行介紹，對數控機床機械加工技術特點進行分析，對高速數控機床在機械加工中的應用進行研究。

關鍵詞：高速數控機床;機械加工;制造;應用

引言

隨著社會經濟的迅速發展，機械制造行業也取得較大進步。高速數控機床作為工業領域的一種新技術，具有快速生產、高效、準確等特點，從而在諸多領域得到廣泛應用，甚至有逐漸取代常規機械加工的趨勢，成為機械制造生產的主流技術。高速化、高精度、智能化、集成化以及開放化是現階段數控機床的重要發展方向，高速數控機床的主軸大功率、高轉速等可以滿足數控機床的發展要求，本文對有關高速數控機床在機械加工中的應用進行分析和探討，不足之處，敬請指正。

1.高速數控機床結構及原理

高速數控機床主要包括高速主軸系統、直線電動機高速進給系統、高剛度的支撐部件、快速響應的高速高性能數控系統、高效的冷卻潤滑系統、新型的高速道具和機床的接口技術以及實時監控系統等。其中，高速主軸系統包括電主軸和軸承，軸承分為接觸式陶瓷球軸承和非接觸式軸承，主要起到盡可能擴大主軸恒功率工作范圍及高精度控制的目的;直線電動機高速進給系統和常規進給系統相比較而言，具有高速型和高精度，最大進給速度可以達到120-250m/min，加速度能夠達到2-10g，定位精度可以達到0.1-0.01um;支撐部件需要較高的剛度是由于在高速切削時會給機床的支撐部件，包括床身、立柱等，施加很大的壓力;CNC數控系統具有較快的數據處理速度，確保完成高速插補、快速處理、控制精度。

高速數控機床的工作原理，先是按照被加工零件圖紙，使用規定代碼進行加工程序的編制，之后把數控程序輸入到相關裝置，對高速數控機床主運動進行控制，包括進給系統的運動方向、位移、速度、刀具的選擇、工件的相關操作等，讓刀具和工件可以嚴格地根據制定好的加工程序高速度、高精度地完成產品加工。

2.高速數控機床加工的技術特點

2.1生產效率高

高速數控技術是一種多學科綜合技術，在具體運用中涉及到機械學、計算機科學、控制學、電子學等多門技術。現階段，人們對于機械加工的速度和精度的要求在提高，高速數控機床技術應了人們對于高質、高效、高速的生產需求，在一定程度上實現了生產自動化，降低了操作者的工作強度，使得生產效率大大提高。

2.2高速化、高精度化、高可靠性

高速數控機床技術的高速化主要是指在進給速度和主軸轉速上有所提高，也就是主軸速度必須超過36000rpm，驅動電動機功率大于14kw，甚至一些機床主軸轉速可以達到每分鐘60000rpm;高速數控機床技術的高精度是從微米級到亞微米級，甚至是納米級;高速數控機床技術的高可靠性是指在穩定可靠方面要做的更好，數控系統的穩定可靠性要大于設備的可靠性，然而也并非越大越好，需要受到性能價格比的限制。

2.3智能化

高速數控機床技術的智能化涉及到高速數控系統的各個方面，一方面是為了達到加工效率與質量的智能化，為了促進驅動系能及使用便捷等智能化;另一方面，編程、操作、人機界面、智能診斷、實時監控、維修等方面的智能化。

2.4柔性化、集成化

高速數控機床技術的柔性化是其重要發展趨勢，從點、線、面、體的方向發展。具體而言，點是指數控單機、加工中心以及數控復合加工機床;線是指FMC、FMS、FML、FTL等;面是指工段車間獨立制造島;體是指CIMS和分布式網絡集成制造系統。

2.5經濟效益高

高速數控機床技術注重生產應用和經濟效益，應用高速數控機床加工，實現了常規數控機床難以解決的復雜、精密零件加工需求，在對零件進行快速加工的同時，確保產品的質量及品種，從而使得企業獲取一定的經濟效益。除此之外，企業運用高速數控機床，實現了智能化和自動化操縱，降低了人為誤差帶來的損失，從而使得產品更加物美價廉，企業的經濟效益提高。

3.高速數控機床在機械加工中的應用

3.1控制金屬切削機床

上文中提到，高速數控機床技術是一門集成了機械學、計算機科學、光電科學等于一體，具有高精度、高質量、高效率的數控加工技術，它把加工質量、加工精度、材料性能等諸多參數指標，按照加工工位、技術要求，將其挨個分解，所以數控系統具有穩定可靠的性能，符合金屬切削的技術要求。

3.2適合高速數控機床小批量加工的零件

隨著高速數控機床制造成本的逐步下降，可以大大縮短程序的調試時間以及工裝的準備時間，這也是促進效益提高的一種重要方法?，F階段，機械加工技術的發展，使得小批量生產型企業選擇高速數控裝備成為趨勢。積極引進高速數控機床，使得小批量生產型企業的規?；a將給企業帶來更大的發展后勁。

3.3自動生產線技術應用

數控機床的使用不僅僅簡單的使用設備，是一相繼屬性很強的應用工程。在機床產品，特別是高速數控機床，自動化技術和產品幾乎作用于從控制機構、執行機構到測量和反饋機構的各個部分。關鍵零件的多數加工工藝突破了常規機加工理念，高速專用數控機床突破了常規結構設計形式。

3.4高速加工應用實例

①高速數控機床加工模具電機，比如加工銅、石墨等模具，需要較高精度的電極，而且表面質量要好，尤其是對于加工薄壁、形狀復雜的產品，要求精度要高、變形不能過大，盡可能的減小表面損傷。②取代EDM高速加工模具，取消了模具拋光等工藝，取代80%的電火花機床加工，減小加工周期，降低加工和生產成本。

4.結語

總而言之，在機械制造工業中高速數控技術已經是提高生產效率和經濟效益的重要技術應用，在具體應用中要對高速數控機床相關原理、結構、特點有足夠的了解才可以達到更好的應用和管理，協調各個生產階段，使其發揮出真正的高速高效。

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