機械加工技術中數控機床的應用探討

張國全

（哈爾濱東安發動機（集團）有限公司黑龍江 哈爾濱市 150066）

機械加工技術中數控機床的應用探討

張國全

（哈爾濱東安發動機（集團）有限公司黑龍江 哈爾濱市 150066）

數控機床是利用數字化信息對機床動作進行控制的一種高效能自動化機床，是集機、電、液（氣）于一體的高科技產品。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。

數控；機械；加工；機床

新時期數控機床機械加工環節效率的提升關鍵在于對數控系統及相關設備技術的穩定應用。數控機床的工作效率直接影響到機械加工企業的經濟效益，它與企業的管理方法、職工技術以及后勤保障等多種因素有著直接的關系。因此，數控技術是機械加工自動化的基礎，是數控機床的核心技術，其水平高低關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力的水平。

1 數控機床的特點分析

（1）生產效率高。數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。中、小型數控機床的定位精度可達0.005mm，重復定位桔度可達0.002mm。數控機床按預定的零件加工程序自動加工，加工過程不需要人工干預。數控機床在加工過程中的各種特性，使數控機床能夠完成傳統意義上普通機床無法加工或是難以加工的作業任務。數控機床的移動部件空行程運動速度快，工件裝夾時間短，刀具可自動更換，輔助時間比一般機床大為減少。與此同時，數控化機床在整個加工作業中對工裝卡具的依賴程度較小，數控加工過程中流水線上的加工半成品也較少。適合批量生產，與操作者經驗無關，生產效率高。

（2）可以加工形狀復雜、精度要求高的零件。隨著航空工業、汽車工業和輕工業消費品生產的高速增長，復雜形狀的零件越來越多，精度要求也越來越高。由于數控車削時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服驅動來實現的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。對圓弧以及其它曲線輪廓的形狀，加工出的形狀與圖紙上的目標幾何形狀的接近程度比仿形車床要好得多。數控機床則可實現幾乎是任意軌跡的運動和加工任何形狀的空間曲面，適應于復雜異形零件的加工。數控車床具有恒線速切削功能，車端面、不同直徑外圓時可以用相同的線速度，保證表面粗糙度值既小且一致。還有數控機床具有圓弧插補功能，可以加工各種復雜輪廓的零件。

（3）減輕者的操作勞動強度。數控加工過程是按輸入的程序自動完成的，操作者只需起始對刀、裝卸工件、更換刀具，在加工過程中，主要是觀察和監督機床運行。采用高效、高精度無間隙傳動裝置數控機床進行的是高速、高精度加工，在簡化機械結構的同時，對于機械傳動裝置和元件也提出了更高的要求。智能化技術有新突破數控機床的智能化技術有新的突破，在數控系統的性能上得到了較多體現。如：自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能。一般數控機床的加工工藝和普通機床的加工工藝是大同小異的，只是數控機床能夠通過程序自動完成普通機床的加工動作，減輕了勞動者的勞動強度。

2 機械加工技術中數控機床的應用

（1）數控車床。數控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，并在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。要保證數控車床的加工質量，充分發揮數控車的高精度、高速度等優勢，必須考慮合理的工藝因素，正確地進行數控車床的加工程序編制和掌握數控車床的操作技能，并進行全過程控制，只有這樣才能充分發揮數控車的高精度、高速度等優勢。數控車床在機械加工領域的應用日益增多，但由于它價格囊貴，對使用者要求較高，在各企業里一般列為重要機械加工設備。科學經濟推動下整個制造行業的蓬勃發展使得數控機床制度化、政策化，這也顯示著提高機械加工技術在數控車床乃至制造業領域內長效且深遠的意義。

（2）數控鉆床。數控鉆床主要用于鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲等加工。在汽車、航空航天、工程機械行業；尤其對于超長型疊板，縱梁、結構鋼、管型件等多孔系富源成海的各類大型零件的鉆孔加工當為首選。工作前認真檢查電網電壓、油泵、潤滑、油量是否正常，檢查壓力、冷卻、油管、刀具、工裝夾具是否完好，并作好機床的定期保養工作。機床通電啟動后，先進行機械回零操作，然后試運轉5min，確認機械、刀具、數控參數等正確無誤后，方能開始正常工作。認真查驗程序編制、參數設置、動作排序、刀具干涉等環節是否完全無誤，以免循環加工時造成事故、損壞刀具及相關部件。嚴格按操作流程進行試切對刀，調試完成后要做好程序保護工作。運行時各坐標移動均采用伺服電機驅動，操作方便，靈活，精度穩定。基本布局為滑座在床身上全長貫穿移動，單邊敞開式，結構簡單方便，便于工件的上下安裝和下班后衛生的清理，便于維護，占地面積小，適于長工件的加工與生產。滑座上的立柱和普通搖臂鉆床一樣采用圓柱形立柱，搖臂可以上下升降，便于不同高度的工件的加工。

（3）數控銑床。數控銑床主要用三坐標兩軸聯動的方式來加工零件。數控銑床是在一般銑床的基礎上發展起來的一種自動加工設備，兩者的加工工藝基本相同，結構也有些相似。數控銑床有分為不帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數控銑床又稱為加工中心。銑床零件加工的適應性強、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件。能加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數學模型描述的復雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。在數控加工中，數控銑削加工最為復雜，需解決的問題也最多。除數控銑削加工之外的數控線切割、數控電火花成型、數控車削、數控磨削等的數控編程各有其特點，伺服系統的作用是把來自數控裝置的脈沖信號轉換成機床移動部件的運動。

3 結束語

總之，由于數控機床在機械加工領域中表現出加工精度高、質量穩定可靠、生產效率高、工人勞動強度低、工作條件好，并且對零件加工的適應性強和靈活性好等有優點，市場競爭激烈的情況下，數控車床的應用越來越廣泛。因此，合理地發揮數控機床的加工特點，保證加工質量，如何保證和提高數控機床的加工質量是十分重要的。

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2016-5-21