數(shù)控車(chē)工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐探析

于娟

摘 要：隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，數(shù)控車(chē)工行業(yè)作為新興行業(yè)，其技術(shù)的發(fā)展對(duì)國(guó)家進(jìn)步以及社會(huì)發(fā)展有著重要的價(jià)值。并且隨著數(shù)控車(chē)工技術(shù)的到來(lái)，也代表目前工業(yè)制造能力有所提升。為了能夠保障數(shù)控車(chē)工技術(shù)在今后的應(yīng)用中，能將其所蘊(yùn)含的價(jià)值全面開(kāi)發(fā)，因此需要對(duì)數(shù)控車(chē)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用狀況進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)工；技術(shù)分析；實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）17-0049-02

目前相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，數(shù)控車(chē)工技術(shù)作為新興技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際運(yùn)用中也有著一些不足以及問(wèn)題。因此為了確保數(shù)控車(chē)工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量，需要對(duì)其所具備的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行深入了解，在保留優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)缺點(diǎn)能有所規(guī)避，現(xiàn)對(duì)數(shù)控車(chē)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用狀況進(jìn)行實(shí)踐探析。

1 數(shù)字車(chē)工技術(shù)的含義及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 含 義

在車(chē)床上對(duì)零件產(chǎn)品的整體性加工完成工作時(shí)使用數(shù)字化控制系統(tǒng)，就是數(shù)控車(chē)工技術(shù)。在零件加工的過(guò)程中采用數(shù)控車(chē)工技術(shù)，將可以完成許多高難度的曲面零件加工工作，并且數(shù)控車(chē)工技術(shù)具有高效率、速度快的優(yōu)點(diǎn)，其所產(chǎn)出的零件也具有較高的精確性高。目前數(shù)控車(chē)工技術(shù)由以下兩部分組成：數(shù)控編程技術(shù)以及數(shù)控車(chē)床加工工藝。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 故障自診斷技術(shù)

數(shù)控機(jī)械設(shè)備具有故障自診斷技術(shù)，其種包括診斷系統(tǒng)和維護(hù)決策信息集成系統(tǒng)，而在這兩套系統(tǒng)中則包含了安全保障、故障診斷功能、二次檢測(cè)功能等功能。

1.2.2 自適應(yīng)控制技術(shù)

所謂的自適應(yīng)控制技術(shù)，就是由數(shù)控自動(dòng)化檢測(cè)對(duì)設(shè)備自身的信息產(chǎn)生一定影響，并且會(huì)連續(xù)、自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)，從而能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)中運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改善。

1.2.3 專(zhuān)家技術(shù)

所謂專(zhuān)家技術(shù)是指將機(jī)床切削加工時(shí)所擁有的各種規(guī)律以及有關(guān)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)全部輸入系統(tǒng)中，并且將其與有關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)信息相互結(jié)合，從而形成具備智能化的專(zhuān)家系統(tǒng)，確保提供給數(shù)控系統(tǒng)的切削參數(shù)都經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理。另外專(zhuān)家技術(shù)還能夠?qū)?shù)控設(shè)備中的編程效率有效的提升，極大程度地縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備期。

2 數(shù)控車(chē)工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及分類(lèi)

2.1 優(yōu) 點(diǎn)

數(shù)控車(chē)工技術(shù)具備著四大優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確性高、效率高、適應(yīng)能力高、勞動(dòng)強(qiáng)度低。

2.1.1 準(zhǔn)確度高

數(shù)控車(chē)工系統(tǒng)中，對(duì)傳動(dòng)裝置有所優(yōu)化，這樣將會(huì)在加工階段中有效地降低了人為誤差出現(xiàn)的機(jī)率從而大幅度地提升了加工效率。

2.1.2 效率高

與傳統(tǒng)車(chē)工加工技術(shù)相比，數(shù)控車(chē)工技術(shù)利用了數(shù)字化控制手段。這樣能夠?qū)⒘慵g的互換速度有所提升，除此之外，還能夠確保復(fù)雜曲面零件的加工速度在計(jì)算機(jī)控制后，能夠順利且高速地進(jìn)行加工作業(yè)。

2.1.3 適應(yīng)能力高

數(shù)控加工系統(tǒng)作為數(shù)控車(chē)工技術(shù)中的操作系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的部分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到改善或者及時(shí)修正整套數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，提高適應(yīng)能力。并且能夠在一定程度上擴(kuò)大加工范圍，提高加工水平。

2.1.4 勞動(dòng)強(qiáng)度低

采用數(shù)控車(chē)工技術(shù)進(jìn)行零件加工時(shí)，全部都是由數(shù)控自動(dòng)系統(tǒng)完成，這樣自動(dòng)化控制程度有所提升。相關(guān)的數(shù)控機(jī)床操作人員只需要對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，隨時(shí)關(guān)注其運(yùn)行情況，這樣無(wú)需其他操作人員進(jìn)行其他工作，極大降低了原先復(fù)雜且高強(qiáng)度的勞動(dòng)狀況。

2.2 缺 點(diǎn)

數(shù)控車(chē)工技術(shù)有著以前技術(shù)所無(wú)法達(dá)到的高效率、高精度，可是隨之而來(lái)的是昂貴的投資價(jià)格，并且一旦對(duì)復(fù)雜的零件進(jìn)行加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的編程工作，同時(shí)也需要具備高技術(shù)水平的維修人員以及操作人員。

2.3 功能分類(lèi)

依照數(shù)控系統(tǒng)功能水平不同，有著不同價(jià)格級(jí)別，所以功能水平分為以下幾種：

第一，高檔數(shù)控機(jī)床，價(jià)格昂貴且功能齊全；

第二，中檔數(shù)控機(jī)床，價(jià)格適中，功能較全且實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合較廣；

第三，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，這類(lèi)機(jī)床指的是使用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的類(lèi)型，其主要使用在自動(dòng)化程度較低的情況，價(jià)格便宜實(shí)惠。

依照運(yùn)動(dòng)方式則可以分為點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床。

直線控制數(shù)控機(jī)床不同于點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床的地方在于其兩點(diǎn)之間是直線軌跡，同時(shí)其對(duì)于移動(dòng)速度也有著控制。此類(lèi)機(jī)床大多有銑床、數(shù)控銷(xiāo)、簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床。

3 數(shù)控車(chē)工工藝及工裝

對(duì)于數(shù)控車(chē)工而言，其對(duì)于加工控制精度要求較高、對(duì)于所使用設(shè)備的要求也較嚴(yán)格。隨著目前國(guó)內(nèi)發(fā)展較快，企業(yè)也愿意在設(shè)備成本上投資，大多數(shù)企業(yè)選擇設(shè)備時(shí)都是擇優(yōu)購(gòu)買(mǎi)。因此，為了能夠提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及最終成品質(zhì)量，就需要使用數(shù)控車(chē)工技術(shù)，并且數(shù)控車(chē)工工藝及工裝就是其中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

3.1 刀 具

對(duì)于數(shù)控車(chē)工工藝而言，刀具的好壞顯得尤為重要，而刀具的壽命與切削噪聲、加工熱量、表面質(zhì)量、被加工尺寸變化、刀具磨損息息相關(guān)。所以確定具體加工條件之前，需要與實(shí)際情況相結(jié)合進(jìn)行判斷。比如需要加工耐熱合金或不銹鋼等材料時(shí)，需要使用剛性或者冷卻劑較好的刀刃。精車(chē)時(shí)，因?yàn)榫?chē)對(duì)于加工精度有著較高的要求，所以需要選擇耐用度好、精度高的道具；粗車(chē)時(shí)，因?yàn)槠浯蟊车倪M(jìn)給量以及吃刀量較大，需要使用強(qiáng)度高、耐用度高的刀具；此外，盡可能使用機(jī)夾刀片及機(jī)夾刀。

3.2 切削用量的選擇

因?yàn)榻饘偾邢骷庸ぴ跀?shù)控車(chē)工工藝中效率較高，主要因素是切削條件、切削工具、被加工材料，而這些都與數(shù)控車(chē)床的加工治療水平、刀具壽命、加工時(shí)間相關(guān)。對(duì)于切削條件而言，切身直接引起刀具的損傷、進(jìn)給量、切削速度是其三大要素。切削速度的提升將會(huì)導(dǎo)致刀尖溫度的上升，并且會(huì)由此產(chǎn)生熱能性、化學(xué)性、機(jī)械性的一定磨損。一旦切削速度提升了20%，那么刀具實(shí)際能夠使用的壽命會(huì)縮短至一半。

3.3 夾 具

對(duì)于數(shù)控車(chē)工技術(shù)的夾具，在選用時(shí)盡量使用通用夾具，少用或避免使用專(zhuān)用夾具；零件定位基準(zhǔn)需要保持重合，降低由于定位所產(chǎn)生的誤差。

3.4 加工路線

數(shù)控機(jī)床的刀具對(duì)于加工零配件的運(yùn)動(dòng)方向以及軌跡被稱(chēng)作為加工路線。在對(duì)加工路線進(jìn)行選擇時(shí)，需要將加工路線盡可能縮短，將刀具空行程的時(shí)間減少，確保表面粗糙度以及加工精度達(dá)到實(shí)際需求。

4 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床作為數(shù)控技術(shù)實(shí)際運(yùn)用時(shí)的主要載體，將如今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與數(shù)控機(jī)床具備的工作性能相互結(jié)合，那么就能使得數(shù)控技術(shù)達(dá)到預(yù)期的工作目的。在實(shí)際的使用中發(fā)現(xiàn)，數(shù)控車(chē)工技術(shù)的好壞與數(shù)控機(jī)床整體結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，所以務(wù)必需要重視數(shù)控機(jī)床整體結(jié)構(gòu)。

4.1 數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了六個(gè)時(shí)代以及兩個(gè)階段的發(fā)展：基于PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)、微處理器；小型計(jì)算機(jī)、集成電路、晶體管以及電子管。同時(shí)數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型也逐漸發(fā)生了改變，其從最早的單一式銑床類(lèi)的數(shù)控機(jī)床逐漸發(fā)展為如今的特種加工類(lèi)、金屬切削類(lèi)以及特殊用途類(lèi)數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床將精密測(cè)量、計(jì)算機(jī)、機(jī)床制造及其配套技術(shù)、自動(dòng)化控制中的最新研究成果相互結(jié)合，這樣就能夠?qū)⒕纫蟾摺a(chǎn)品研制和生產(chǎn)周期短、多樣化以及復(fù)雜化等各類(lèi)難題得以解決。

4.2 精度選擇

將數(shù)控機(jī)床按照用途進(jìn)行劃分，可以分為全功能型、超精密型、簡(jiǎn)易型等，而不同種類(lèi)的數(shù)控機(jī)床也有著不同的精度。簡(jiǎn)易型的數(shù)控機(jī)床主要適用于銑床以及車(chē)床，其加工精度以及運(yùn)動(dòng)精度為0.03～0.05 mm以上，最小的運(yùn)動(dòng)分辨率是0.01 mm。另外，超精密型依照精度劃分，還能分為精密性和普通型。

4.3 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床是由四部分組成，分別為機(jī)床主體、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控系統(tǒng)、程序介質(zhì)。

程序介質(zhì)是將各類(lèi)加工信息用指令進(jìn)行記載，其中包括刀具運(yùn)動(dòng)與工藝參數(shù)、加工工藝過(guò)程，隨后將這些信息全部輸入到數(shù)控裝置內(nèi)部，再由數(shù)控機(jī)床根據(jù)指令信息進(jìn)行切削。

數(shù)控系統(tǒng)則是將所接受的加工信息通過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路以及系統(tǒng)軟件進(jìn)行譯碼、邏輯處理及運(yùn)算，并發(fā)出脈沖給伺服系統(tǒng)，并且由伺服系統(tǒng)發(fā)出加工指令。

伺服驅(qū)動(dòng)是由伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及伺服電機(jī)所組成，由數(shù)控裝置發(fā)出位移指令以及速度指令，從而控制執(zhí)行部件根據(jù)要求的方向和速度進(jìn)行位移。

機(jī)床主體的動(dòng)系統(tǒng)使用的是滾珠絲杠，具有剛性好以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著制造行業(yè)近年來(lái)逐漸推廣數(shù)控技術(shù)，不僅能在一定程度上提高制造能力，也能提高國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也在一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，數(shù)控車(chē)工技術(shù)將會(huì)朝著柔性化、高效化、高精度化以及高速化發(fā)展，同時(shí)也能顯著地減少輔助時(shí)間與工序進(jìn)行加工，最終向著多系列、多軸的方向發(fā)展。

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