多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)

摘 要：為了能夠顯著地提高產(chǎn)品加工效率，制造行業(yè)會(huì)通過降低產(chǎn)品成本、增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力等手段來實(shí)現(xiàn)。基于一種多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)的提出，研究發(fā)明各種機(jī)床并各自應(yīng)用于各種企業(yè)的實(shí)際加工。數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)且附有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，它的出現(xiàn)促進(jìn)了制造行業(yè)的發(fā)展。人力勞動(dòng)終被機(jī)械設(shè)備所取代，提高了經(jīng)濟(jì)效益的增長速度。在機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展歷程下，企業(yè)提高了對(duì)數(shù)控機(jī)床性能的要求，為了滿足這個(gè)需求，數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性、可靠性就必須有所保證。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；機(jī)械加工；制造行業(yè)

1 概述

近些年來，為了使產(chǎn)品在加工時(shí)的效率能夠有效的提高，制造行業(yè)會(huì)通過降低產(chǎn)品成本、增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力等手段。數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)使機(jī)械加工制造行業(yè)的發(fā)展有了保障，并且能夠通過機(jī)床的拉制使多軸聯(lián)動(dòng)加工，從而滿足了生產(chǎn)機(jī)械加工的需求，使加工效率提高。1952年第一臺(tái)數(shù)控銑床的出現(xiàn)，在制造行業(yè)的效率方面產(chǎn)生了很大的優(yōu)勢(shì)，特別是在效率高的方面使企業(yè)得益，本文從兩個(gè)方面來體現(xiàn)數(shù)控組合機(jī)床加工技術(shù)的高效發(fā)展：（1）采用工藝優(yōu)

化、刀具路徑優(yōu)化、高速切削和刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化來大大加快單臺(tái)機(jī)床的工作效率；（2）在加工工件的需求上，把數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床組合使機(jī)床自動(dòng)化。

2 機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

制造行業(yè)給人們帶來了燦爛的物質(zhì)文明。衡量國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要音速是制造業(yè)的發(fā)達(dá)程度，制造行業(yè)在很多國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用，全球的競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給制造業(yè)帶來了很多新的挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)今天的制造業(yè)發(fā)展，企業(yè)需要滿足市場(chǎng)更高的要求，企業(yè)若是能在市場(chǎng)中鶴立雞群，就必須對(duì)機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，并為用戶高效率的提供價(jià)格低、品質(zhì)高、富有個(gè)性化的加工產(chǎn)品，這樣讓先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)在用戶和市場(chǎng)中能夠贏得一片天地。

先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的主要特點(diǎn)：（1）包含機(jī)械科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)的一種綜合學(xué)科；（2）以可持續(xù)發(fā)展、快捷制造、高效低成本為基本目標(biāo)；（3）重視制造過程和體制的簡(jiǎn)潔合理化，管理與技術(shù)結(jié)合的全新的生產(chǎn)方式。

先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)：（1）向高精度方向發(fā)展；

（2）向自動(dòng)化、集成化、智能化方向發(fā)展；（3）特種化加工；（4）表面工程；（5）適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約資源的綠色制造化。而多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)是近代先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的一個(gè)重大發(fā)展和進(jìn)步。

3 多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)的有關(guān)概論

3.1 多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)的含義

單工位多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)是基于某些曲面工件具有徑向?qū)ΨQ分布特征和回轉(zhuǎn)特征特點(diǎn)下，在單一工位采用數(shù)個(gè)刀具同時(shí)進(jìn)行的一種加工技術(shù)。而多工位多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)是基于一個(gè)工作臺(tái)上存在的數(shù)個(gè)工位下，在其每個(gè)工位都才用單個(gè)刀具同時(shí)進(jìn)行的一種加工技術(shù)。

3.2 多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

單工位多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)拋光特點(diǎn)有：靈活生產(chǎn)、刀具易規(guī)劃、效率能大大提高等；因曲面工件具有徑向?qū)ΨQ分布特征和回轉(zhuǎn)特征而使加工效率大大提高。多工位多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)拋光特點(diǎn)有：大批量生產(chǎn)性、控制簡(jiǎn)易性、高效性等。用這種方式加工可以一次加工輸個(gè)工件，大大提高了加工效率，同步拋光數(shù)個(gè)工位，加工效率也會(huì)隨著工位的增加而增加。專用磨具和工件分布對(duì)稱，若要實(shí)現(xiàn)多工件和磨具同時(shí)運(yùn)動(dòng)，只需把單個(gè)磨具的刀具軌跡都規(guī)劃好。加工數(shù)個(gè)工件可以用一臺(tái)機(jī)床來完成，操作便易，工業(yè)生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)大批量。

4 與多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)有關(guān)的工程應(yīng)用

4.1 單工位多工具鋁輪轂曲面機(jī)械拋光機(jī)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?zhàn)冃巍⑷コ鶆虻膾伖獗砻娌牧希蛊浔砻娲植诙忍岣叩侥持怠５且驗(yàn)榇庸ぽ嗇灥谋砻婧艽植凇⑿螤詈軓?fù)雜、種類多和需要高效率等，國內(nèi)電水壺和輪轂生產(chǎn)企業(yè)大都靠工人的經(jīng)驗(yàn)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(lián)動(dòng)控制機(jī)械拋光可以大大加快了生產(chǎn)速度。

4.2 多工位多工具不銹鋼電水壺機(jī)械拋光機(jī)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(shí)，電水壺機(jī)械中大都是難拋光、形狀各異、拋光質(zhì)量和高效率需求的材料，使得現(xiàn)在電水壺機(jī)械拋光機(jī)床不能適合企業(yè)生產(chǎn)。但若要用人工進(jìn)行電水壺拋光，則加工速度明顯降低，拋光的質(zhì)量也會(huì)不穩(wěn)定，大大影響了電水壺行業(yè)的發(fā)展。拋光機(jī)床有三個(gè)工位可以一起拋光加工，加工時(shí)間縮短了2-3倍，工人的勞動(dòng)力降低，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也會(huì)下降。專用磨具和工件分布對(duì)稱，只需規(guī)劃好單個(gè)磨具的刀具軌跡，工人就能快捷簡(jiǎn)單的操作。另外，機(jī)床上附帶吸塵裝置，可以控制加工環(huán)境，避免粉塵污染。

4.3 單工位和多工位多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工的關(guān)鍵技術(shù)

（1）設(shè)計(jì)多工具同時(shí)拋光并加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)。若加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，那么加工過程將會(huì)變得復(fù)雜，為了降低加工成本和保證產(chǎn)品質(zhì)量，在機(jī)床的結(jié)構(gòu)方面需要更加重視；（2）設(shè)計(jì)多工具姿態(tài)同時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)償器。在產(chǎn)品加工時(shí)，保證質(zhì)量的關(guān)鍵是多工具同時(shí)協(xié)調(diào)，這就需要各個(gè)工具姿態(tài)相同。但是由于機(jī)床或工件會(huì)引起誤差，造成不同時(shí)，則需要設(shè)計(jì)多工具姿態(tài)來調(diào)節(jié)補(bǔ)償器；（3）設(shè)計(jì)多工位姿態(tài)同時(shí)調(diào)整裝置。工件在制造時(shí)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等形式變化，多工位姿態(tài)由高度和角度構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)同步加工的手段就是調(diào)整裝置讓工件有合適的角度、高度和位置。

5 結(jié)束語

目前，單工位多工具鋁輪轂曲面機(jī)械拋光機(jī)床和多工位多工具不銹鋼電水壺機(jī)械拋光機(jī)床已經(jīng)被企業(yè)生產(chǎn)利用，運(yùn)行中的機(jī)床可靠平穩(wěn)，基于拋光表面質(zhì)量穩(wěn)定，利用多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)拋光比人工拋光的效率增加了70%，和另外機(jī)械拋光方式比較有更大的優(yōu)勢(shì)。除此之外，多工具機(jī)床拋光會(huì)改善加工環(huán)境、使工人勞動(dòng)力降低并減少污染，符合目前社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)利益。所以得出：多工具聯(lián)動(dòng)控制機(jī)械加工技術(shù)實(shí)用且高效。

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作者簡(jiǎn)介：陳建偉（1988-），男，河南安陽人，本科，助講，研究方向：數(shù)控加工，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，加工中心編程操作與加工。