機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用分析

王小兵

(上海歐薩評價(jià)咨詢股份有限公司，上海 200000)

機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用分析

王小兵

(上海歐薩評價(jià)咨詢股份有限公司，上海 200000)

從概述我國機(jī)械制造業(yè)以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展出發(fā)，探討了數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐，主要包括工業(yè)生產(chǎn)、煤礦機(jī)械生產(chǎn)、汽車工業(yè)、機(jī)床設(shè)備以及航天工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用實(shí)踐，以期為相關(guān)的理論研究和具體的實(shí)踐工作提供一定的借鑒。

機(jī)械制造；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用；分析

數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用程度已經(jīng)成為國際上衡量機(jī)械工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在這個(gè)背景下，研究機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的諸多問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

機(jī)械制造主要是指從產(chǎn)品選材到加工、裝配、調(diào)試、包裝到運(yùn)輸?shù)恼麄€(gè)過程。近年來，我國機(jī)械制造業(yè)獲得了較為長足的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)能力的大幅度提升。隨之而來的整個(gè)行業(yè)的規(guī)模的擴(kuò)大也較為顯著。然而，在技術(shù)層面，我國機(jī)械制造行業(yè)的整體發(fā)展水平仍然較低，比西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平落后很多。我國機(jī)械制造行業(yè)中制造的產(chǎn)品主要為中低檔產(chǎn)品，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌較為少見，對外國技術(shù)的依賴性較強(qiáng)。眼下，雖然海爾、TCL等品牌已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的“國產(chǎn)化”，但是仍然沒有改變我國整體機(jī)械制造行業(yè)中，核心技術(shù)以及部件強(qiáng)度依賴進(jìn)口的狀態(tài)，比如冰箱的壓縮機(jī)、機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)等。在這個(gè)背景下，只有實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的提升，才能夠切實(shí)促進(jìn)我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

從我國目前的機(jī)械制造實(shí)踐來看，傳統(tǒng)的制造業(yè)已經(jīng)逐漸被自動(dòng)化、機(jī)械化的現(xiàn)代制造業(yè)取代。高精度、高危險(xiǎn)度、高速度的復(fù)雜類型的加工都能夠利用機(jī)械實(shí)現(xiàn)。對主控制器進(jìn)行操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。機(jī)械自動(dòng)化的運(yùn)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)加工精度要求的滿足，還能夠盡量避免人工操作的危險(xiǎn)性，大大提升加工效率，使機(jī)械制造業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)成為了可能，得以大批量、高質(zhì)量生產(chǎn)。在這個(gè)背景下，傳統(tǒng)制造業(yè)中的缺陷能夠得到有效的彌補(bǔ)，在進(jìn)行多品種、高質(zhì)量以及小批量、低成本產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)，機(jī)械制造自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)市場需求的滿足。

數(shù)控技術(shù)涉及到多門學(xué)科，包括計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制以及測量、信息處理、微電子和現(xiàn)代機(jī)械制造等，因此綜合程度較高，能夠提升機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化水平。同時(shí)，還能夠滿足現(xiàn)代機(jī)械制造發(fā)展對于加工精度、處理速度、安全保證性以及可操作性提出的要求。因此，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展缺少不了數(shù)控技術(shù)的支持，未來的發(fā)展前景極好，將來會被更為廣泛的領(lǐng)域所采用。

1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐

在數(shù)控技術(shù)于機(jī)械制造業(yè)的具體的實(shí)踐過程中，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的應(yīng)用，包括工業(yè)生產(chǎn)、煤礦機(jī)械生產(chǎn)、汽車工業(yè)、機(jī)床設(shè)備以及航天工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用實(shí)踐。

1.1 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用

在我國整體的工業(yè)生產(chǎn)體系中，數(shù)控技術(shù)能夠發(fā)揮重要的作用，所能夠應(yīng)用的領(lǐng)域較為廣泛。在其中，造紙印刷行業(yè)以及食品生產(chǎn)加工行業(yè)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，而農(nóng)藥加工、金屬冶煉等需要處于危險(xiǎn)環(huán)境下開展加工的行業(yè)也充分運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。不僅能夠強(qiáng)化生產(chǎn)工作環(huán)境，還能夠最大程度上減少工業(yè)生產(chǎn)損耗，大幅度提升生產(chǎn)體系中機(jī)械程度。在進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)時(shí)，在經(jīng)過一定的編程處理之后，數(shù)控技術(shù)能夠利用計(jì)算機(jī)作為主體，控制整個(gè)生產(chǎn)的操作流程，充分利用計(jì)算機(jī)的高效感應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問題以及處理問題的速度的提升，充分利用同步檢測功能以及錯(cuò)誤故障檢測功能，有效掌控?cái)?shù)控生產(chǎn)工作中的各個(gè)流程，大幅度提升工業(yè)生產(chǎn)工作的穩(wěn)定性。

1.2 數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械生產(chǎn)中的運(yùn)用

煤礦是能源生產(chǎn)體系中的基礎(chǔ)所在，能夠大幅度推動(dòng)整個(gè)人類群體的生產(chǎn)和生活。在對煤礦進(jìn)行采集以及運(yùn)輸?shù)倪^程中，其安全系數(shù)較低，工作人員需要保持高度的安全警惕。在進(jìn)行煤礦采集的期間，采煤機(jī)是最常用的機(jī)器設(shè)備。在開采環(huán)境較為惡劣的情況下，開采過程中所需要運(yùn)用的采煤機(jī)以及開采技術(shù)非常繁多。在這個(gè)背景下，采煤機(jī)的生產(chǎn)模式只能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)。然而，在采煤機(jī)的生產(chǎn)期間，外殼毛坯的制造以及焊接問題也較多，這是傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)無法單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，需要被看待為單獨(dú)部件的下料工作。然而，在數(shù)控氣割的技術(shù)水平下，大型機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能夠充分運(yùn)用特殊的數(shù)控程度，針對物件進(jìn)行下料。工作時(shí)間因此能夠被充分節(jié)省下來，而且還能夠促進(jìn)工作效率的提升，優(yōu)化套料選用工作。在這個(gè)背景下，采礦任務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率的完成，盡量避免人工操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)，減少煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生次數(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益的提升。

1.3 數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)中的運(yùn)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，城市化水平逐漸提升。汽車已經(jīng)成為目前人們主要的代步工具之一。汽車保有量的不斷提升帶來了汽車行業(yè)競爭強(qiáng)度的提升，甚至使整個(gè)行業(yè)陷入惡性競爭。隨著數(shù)控技術(shù)在汽車制造行業(yè)中的應(yīng)用，汽車中各個(gè)零部件的生產(chǎn)速度得到了大幅度的提升，汽車生產(chǎn)以及投入銷售的速度和效率都有了可觀的提升。在現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)流水線中，大量高速度控制的機(jī)床投入使用，能夠提升生產(chǎn)過程中的效率和速度，實(shí)現(xiàn)靈活性的提升，不斷滿足汽車生產(chǎn)行業(yè)的需要。在高速加工中心等各種高速數(shù)控機(jī)床在汽車工業(yè)的發(fā)展過程中起到越來越重要的作用的背景下，現(xiàn)代化汽車工業(yè)生產(chǎn)線逐漸構(gòu)建起來，效率以及柔性都有了很大程度的提升，不斷滿足產(chǎn)品更新的發(fā)展需求，將傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)中規(guī)模生產(chǎn)的模式逐漸轉(zhuǎn)化為多品種、高效率的生產(chǎn)模式，為較為復(fù)雜零部件的生產(chǎn)和制造提供更為便利的工作環(huán)境。除此之外，虛擬制造、集成制造以及柔性制造等數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用大大促進(jìn)了汽車工業(yè)發(fā)展步伐的加快。

1.4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用

在機(jī)械制造的過程中，最具有無可替代的作用的部件即為機(jī)床設(shè)備。能夠擁有一臺控制能力較強(qiáng)的機(jī)床設(shè)備，就能夠有效將企業(yè)帶入到機(jī)電一體化的現(xiàn)代格局中來。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床設(shè)備科技含量以及功能效應(yīng)的進(jìn)一步豐富和提升，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的運(yùn)用起到了重要的作用。數(shù)控機(jī)床不僅能夠提升加工精度以及加工質(zhì)量，還能夠顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度，解放勞動(dòng)力。將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械制造業(yè)中，能夠充分運(yùn)用機(jī)械以及電子科技技術(shù)的一體化成果，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)床設(shè)備使用過程的穩(wěn)定、安全控制，提升數(shù)控機(jī)床對于零件位置以及各個(gè)環(huán)節(jié)的操作流程的準(zhǔn)確和精細(xì)控制程度，具體來說，在控制刀具和工件的位置、操作冷卻泵、主軸變速等方面，都發(fā)揮著舉足輕重的作用，能夠不斷滿足機(jī)床加工精細(xì)化以及復(fù)雜化的需求。

1.5 數(shù)控技術(shù)在航天工業(yè)中的運(yùn)用

目前，航空工業(yè)制造業(yè)成為我國重點(diǎn)關(guān)注的工業(yè)事業(yè)之一，科技含量較高。在我國航天事業(yè)繁榮發(fā)展的同時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)無法滿足航天制造工業(yè)的需求，在高度精密零件的制造以及精益求精的工藝方方面都呈現(xiàn)出了力有未逮的局面。在這個(gè)背景下，數(shù)控技術(shù)在航天工業(yè)中的運(yùn)用無疑起到了重大的促進(jìn)作用。在宇航工業(yè)中，有很多零部件需要開展特殊的加工工作，對于剛度較差的材質(zhì)來說，運(yùn)用小切削力并且進(jìn)行高速加工，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的加工效果。比如，比起傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)，對于鋁以及鋁合金等材質(zhì)的切割來說，數(shù)控技術(shù)的整體把控效果更勝一籌。除此之外，數(shù)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)航天宇航工業(yè)中，小部件材質(zhì)加工深度的提升，實(shí)現(xiàn)資源應(yīng)用的節(jié)省，避免能源資源浪費(fèi)，提升資源能源利用率。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的發(fā)展趨勢

2.1 數(shù)據(jù)裝置層面

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)控裝置方面，需要做好高速處理指令以及快速反應(yīng)能力的提升。從目前的來看，高速主軸單元的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到每分鐘十萬轉(zhuǎn)以上。在運(yùn)動(dòng)部件的速度以及加減速能力方面，提出的要求則更高，移動(dòng)速度已經(jīng)達(dá)到了120 m/min。CPU的更新?lián)Q代更是促進(jìn)了高速處理技術(shù)發(fā)展。除此之外，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，相應(yīng)軟件資源以及功能逐漸復(fù)雜化和豐富化，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展有了成本更為低廉的平臺。在個(gè)人計(jì)算機(jī)平臺上進(jìn)行開放性數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)用能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在標(biāo)準(zhǔn)、編程以及樣機(jī)等方面都值得進(jìn)行更為深入的研究。

2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)控編程技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)體積的簡化和縮小，機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為目前較為常用的機(jī)械結(jié)構(gòu)。萬能回轉(zhuǎn)銑頭、動(dòng)力刀架以及自動(dòng)交換刀具、數(shù)控夾盤的運(yùn)用都能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化程度的提升，優(yōu)化機(jī)電匹配，提升動(dòng)態(tài)特性。在編程方面，利用CNC裝置的在線編程是目前較為常見的編程方式，這種方式能夠高效利用圓切削、藍(lán)圖編程等功能，運(yùn)用小型工藝數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)崿F(xiàn)幾何和工藝信息的同步處理，提升編程水平。

3 總結(jié)

數(shù)控技術(shù)的高度綜合性以及自身的發(fā)展前景都決定了其在機(jī)械發(fā)展行業(yè)中的重要地位，能夠顯著增強(qiáng)我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，大幅度提升生產(chǎn)行業(yè)的效率。因此，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該對數(shù)控技術(shù)中存在的規(guī)律以及意義進(jìn)行總結(jié)和概括，并且實(shí)現(xiàn)整體把握和細(xì)節(jié)理解，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。對數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的運(yùn)用開展更為深入的探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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常州海霸橡膠有限公司開發(fā)出一種低壓縮永久變形型羧酸型丙烯酸酯橡膠制備新方法。它是以丙烯酸酯類單體與馬來酸類羧酸交聯(lián)單體為單體混合原料，利用調(diào)節(jié)劑丁，在氮?dú)庵羞M(jìn)行預(yù)乳化。采用過氧化物與亞硫酸氫鈉混合進(jìn)行引發(fā)，引發(fā)期間，分次補(bǔ)加引發(fā)劑與調(diào)節(jié)劑丁。將所得聚合物進(jìn)行陳化、蒸汽汽提吹掃、凝膠及烘干得到產(chǎn)品。采用該方法所得到丙烯酸酯橡膠產(chǎn)品門尼黏度達(dá)38～42，特性黏度為3～4，壓縮永久變形低至20%以內(nèi)，產(chǎn)品的加工和擠出安全性大大提高。

燕豐 供稿

Application analysis of numerical control technology in mechanical manufacturing

Wang Xiaobing
(Shanghai Ousa Evaluation Consultation Co., Ltd,Shanghai,2000)

From an overview of the mechanical manufacturing industry in China and the development of numerical control technology, the paper discusses the application of numerical control technology in mechanical manufacturing practice.

mechanical manufacturing; numerical control technology application; analysis

TG659

1009-797X(2016)09-0033-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.09.006

王小兵（1977-），男，高級工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造、熱處理。

2016-03-17