多工具聯動控制機械加工技術

摘 要：為了能夠顯著地提高產品加工效率，制造行業會通過降低產品成本、增強企業的競爭力等手段來實現。基于一種多工具聯動控制機械加工技術的提出，研究發明各種機床并各自應用于各種企業的實際加工。數控機床是自動且附有程序控制系統的機床，它的出現促進了制造行業的發展。人力勞動終被機械設備所取代，提高了經濟效益的增長速度。在機械加工行業的發展歷程下，企業提高了對數控機床性能的要求，為了滿足這個需求，數控機床的穩定性、可靠性就必須有所保證。

關鍵詞：數控機床；機械加工；制造行業

1 概述

近些年來，為了使產品在加工時的效率能夠有效的提高，制造行業會通過降低產品成本、增強企業的競爭力等手段。數控機床的控制系統使機械加工制造行業的發展有了保障，并且能夠通過機床的拉制使多軸聯動加工，從而滿足了生產機械加工的需求，使加工效率提高。1952年第一臺數控銑床的出現，在制造行業的效率方面產生了很大的優勢，特別是在效率高的方面使企業得益，本文從兩個方面來體現數控組合機床加工技術的高效發展：（1）采用工藝優

化、刀具路徑優化、高速切削和刀具結構優化來大大加快單臺機床的工作效率；（2）在加工工件的需求上，把數臺數控機床組合使機床自動化。

2 機械制造技術的發展現狀

制造行業給人們帶來了燦爛的物質文明。衡量國家經濟發展的重要音速是制造業的發達程度，制造行業在很多國家的經濟發展中起到舉足輕重的作用，全球的競爭和經濟的發展給制造業帶來了很多新的挑戰。為了適應今天的制造業發展，企業需要滿足市場更高的要求，企業若是能在市場中鶴立雞群，就必須對機械加工技術進行創新，并為用戶高效率的提供價格低、品質高、富有個性化的加工產品，這樣讓先進機械制造技術在用戶和市場中能夠贏得一片天地。

先進機械制造技術的主要特點：（1）包含機械科學、信息科學、系統科學、管理科學的一種綜合學科；（2）以可持續發展、快捷制造、高效低成本為基本目標；（3）重視制造過程和體制的簡潔合理化，管理與技術結合的全新的生產方式。

先進機械制造技術的主要發展趨勢：（1）向高精度方向發展；

（2）向自動化、集成化、智能化方向發展；（3）特種化加工；（4）表面工程；（5）適應現代化社會、環境的可持續發展，節約資源的綠色制造化。而多工具聯動控制機械加工技術是近代先進機械制造技術的一個重大發展和進步。

3 多工具聯動控制機械加工技術的有關概論

3.1 多工具聯動控制機械加工技術的含義

單工位多工具聯動控制機械加工技術是基于某些曲面工件具有徑向對稱分布特征和回轉特征特點下，在單一工位采用數個刀具同時進行的一種加工技術。而多工位多工具聯動控制機械加工技術是基于一個工作臺上存在的數個工位下，在其每個工位都才用單個刀具同時進行的一種加工技術。

3.2 多工具聯動控制機械加工技術的優點

單工位多工具聯動控制機械加工技術拋光特點有：靈活生產、刀具易規劃、效率能大大提高等；因曲面工件具有徑向對稱分布特征和回轉特征而使加工效率大大提高。多工位多工具聯動控制機械加工技術拋光特點有：大批量生產性、控制簡易性、高效性等。用這種方式加工可以一次加工輸個工件，大大提高了加工效率，同步拋光數個工位，加工效率也會隨著工位的增加而增加。專用磨具和工件分布對稱，若要實現多工件和磨具同時運動，只需把單個磨具的刀具軌跡都規劃好。加工數個工件可以用一臺機床來完成，操作便易，工業生產可以實現大批量。

4 與多工具聯動控制機械加工技術有關的工程應用

4.1 單工位多工具鋁輪轂曲面機械拋光機床

拋光這道工序在鋁合金汽車輪轂加工過程中很重要，這就需要無過拋變形、去除均勻的拋光表面材料，使其表面粗糙度提高到某值。但是因為代加工輪轂的表面很粗糙、形狀很復雜、種類多和需要高效率等，國內電水壺和輪轂生產企業大都靠工人的經驗來拋光。基于鋁合金汽車輪轂其表面的特性，使用單工位多工具聯動控制機械拋光可以大大加快了生產速度。

4.2 多工位多工具不銹鋼電水壺機械拋光機床

為了精飾外觀，不銹鋼電水壺表面拋光在加工過程最后一步。但是拋光時，電水壺機械中大都是難拋光、形狀各異、拋光質量和高效率需求的材料，使得現在電水壺機械拋光機床不能適合企業生產。但若要用人工進行電水壺拋光，則加工速度明顯降低，拋光的質量也會不穩定，大大影響了電水壺行業的發展。拋光機床有三個工位可以一起拋光加工，加工時間縮短了2-3倍，工人的勞動力降低，產品的生產成本也會下降。專用磨具和工件分布對稱，只需規劃好單個磨具的刀具軌跡，工人就能快捷簡單的操作。另外，機床上附帶吸塵裝置，可以控制加工環境，避免粉塵污染。

4.3 單工位和多工位多工具聯動控制機械加工的關鍵技術

（1）設計多工具同時拋光并加工機床的結構。若加工機床的結構設計不合理，那么加工過程將會變得復雜，為了降低加工成本和保證產品質量，在機床的結構方面需要更加重視；（2）設計多工具姿態同時調節補償器。在產品加工時，保證質量的關鍵是多工具同時協調，這就需要各個工具姿態相同。但是由于機床或工件會引起誤差，造成不同時，則需要設計多工具姿態來調節補償器；（3）設計多工位姿態同時調整裝置。工件在制造時會發生旋轉、移動等形式變化，多工位姿態由高度和角度構成，實現同步加工的手段就是調整裝置讓工件有合適的角度、高度和位置。

5 結束語

目前，單工位多工具鋁輪轂曲面機械拋光機床和多工位多工具不銹鋼電水壺機械拋光機床已經被企業生產利用，運行中的機床可靠平穩，基于拋光表面質量穩定，利用多工具聯動控制機械加工技術拋光比人工拋光的效率增加了70%，和另外機械拋光方式比較有更大的優勢。除此之外，多工具機床拋光會改善加工環境、使工人勞動力降低并減少污染，符合目前社會效應和經濟利益。所以得出：多工具聯動控制機械加工技術實用且高效。

參考文獻

[1]王建偉.機械加工中電化學加工過程的可控性分析[J].中國新技術新產品，2012（13）：27-28.

[2]田浩天.機械加工機床工具箱的改進設計[J].黑龍江科技信息，2012（35）：20.

[3]王英偉，莫蓉，萬能等.多粒度機械加工設計意圖建模方法研究[J].工具技術，2014，48（6）：31-35.

[4]張明，張偉韜.基于加工中心的孔加工工藝驅動自動編程工具研究與實現[J].制造技術與機床，2015（11）：172-177.

作者簡介：陳建偉（1988-），男，河南安陽人，本科，助講，研究方向：數控加工，機械設計制造及其自動化，加工中心編程操作與加工。