數控加工技術在金屬材料加工中的應用研究

張浩 焦海亮

摘? 要：科技的不斷發展推動了金屬材料加工技術的進步，以往的金屬材料加工技術與如今的工業發展形勢已經不相適應，尤其是如今市場中新型材料的出現，因此加工技術需要及時更新。數控加工技術的出現，給金屬材料加工提供了較大的便利，使加工的效率得到了有效的提升，同時，金屬材料加工的精度也得到提高，優化了加工工藝，對于推動我國工業發展有很好的幫助。鑒于此，文章對金屬材料加工中數控加工技術的使用進行了分析，以供參考。

關鍵詞：金屬材料加工;數控加工技術;應用

中圖分類號：TG659 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）22-0177-02

Abstract： The continuous development of science and technology has promoted the progress of metal material processing technology， the previous metal material processing technology has not adapted to the current industrial development situation， especially the emergence of new materials in the market. Therefore， the processing technology needs to be updated in time. The emergence of CNC machining technology provides great convenience for metal material processing， effectively improving the processing efficiency. At the same time， the precision of metal material processing is also improved， and the processing technology is optimized. It is of great help to promote the industrial development of our country. Thus， this paper analyzes the use of CNC machining technology in metal material processing for reference.

Keywords： metal material processing; CNC machining technology; application

使用傳統的加工方法對金屬材料進行加工，所使用的機械設備較為落后，因此材料的加工就存在很多的不足，由于人工操作所占的比例較大，加工的精度以及效率都不是很高，而且對材料的利用率也較低，這就使加工企業的發展受到制約。數控加工技術的出現，彌補了傳統加工技術的不足，而且實現了自動化加工，推動了工業加工企業的發展進步。

1 數控加工技術的原理

數控加工技術主要是利用計算機技術對材料的加工整個過程進行有效的控制，這種加工技術保留了傳統加工技術的優勢，同時又能夠實現自動化操作。在材料加工之前，需要做好人員、材料、設備以及技術等的準備工作，然后對材料切割的相關內容進行把握，在系統中編程，接著再將加工的有關參數設置好，對加工工藝的參數和材料切割的相關參數都在設備中輸入完成后，開始設備的預熱、啟動、加工等操作，接著在數控系統中將材料加工的相關數據參數輸入，數控設備就可以按照相關參數對材料進行自動加工。

2 金屬材料加工中數控加工技術的使用

2.1 加工準備工作

2.1.1 材料準備

對金屬材料進行數控加工之前，需要準備好材料，對金屬材料進行檢查和驗收，按照技術圖紙的具體要求，對需要加工的金屬材料使用切斷機進行備料，使其按照規定的尺寸準備，然后放置在備料架中等待加工使用。

2.1.2 人員準備

數控加工技術的使用雖然解放了勞動力，但是也需要相應的人員對設備進行相關操作，因此，需要在加工之前做好人員準備。對相關的操作人員需要進行培訓，熟悉對數控設備的操作，掌握工作的原理，并學習如何有效的維護設備使用。掌握了數控系統以及相關程序的調試，對加工的有關事項進一步明確，在設備使用過程中如果出現異常情況，能夠排查故障，配備好設備操作人員。

2.1.3 技術準備

對金屬材料進行加工，需要結合金屬材料的設計圖紙設計加工圖樣，技術人員需要在加工圖樣中做好準備工作，對于金屬材料加工的相關數據要標記清晰，比如角度、尺寸等。做好技術以及數據等的準備工作，以便加工過程的順利進行。根據技術人員設計的加工圖樣，操作人員需要先對金屬材料進行下料準備，根據圖樣中具體的要求，對材料進行相應的處理，經過技術人員檢驗，合格后就可以準備后續加工。

2.1.4 設備準備

對金屬材料進行數控加工，需要進行試加工以檢驗設備運行是不是正常，在保證沒有設備故障以及加工程序沒有偏差的情況下再進行金屬材料的批量加工。對設備使用的相關參數進行調試，并且要對設備進行檢查和維護，確保使用正常，同時調試后的設備能夠使用自動模式。

2.2 輸入加工參數

使用數控設備加工金屬材料時，需要輸入相應的加工參數，具體參數的設置需要根據加工圖樣中有關的數據進行操作，并將金屬材料的有關編號在數控設備中輸入，確保參數數據錄入的準確性。金屬材料加工的相關參數輸入后，需要將設備開啟進行預熱，在設備預熱到規定的范圍內后，接著啟動設備的電源，等到操作界面中顯示出加工參數后，在數控系統中接著輸入金屬材料加工的尺寸、角度等參數數據。輸入參數時，基準點設置為左機設備位置，金屬材料數據的錄入要保證相互對應，相關的參數在錄入成功后，數控系統中就會自動模擬加工的圖形，在相關人員檢查數據信息正確后就可以繼續操作。

2.3 安裝齒輪

在參數輸入完成后，需要根據金屬材料的直徑尺寸選擇合適的齒輪模具，齒輪的速度包含慢速、中速以及快速。齒輪速度的選擇也是根據金屬材料的直徑尺寸選擇的，依據金屬材料的直徑尺寸合理選擇出齒輪，能夠避免出現加工偏差。

2.4 調用參數

在齒輪模具安裝完成后，需要進一步調用設備的相關參數，在對數控設備進行啟動之前，先進行調試，對于金屬材料的三維尺寸要進行檢查，在恢復到參考點后，調用相關的加工參數，也可以使用自動操作模式。

2.5 金屬材料數控加工

在批量加工金屬材料之前，需要進行試加工，將試加工后的金屬材料尺寸進行檢驗，確保合格后再進行批量加工。在所有的準備工作完成后，加工時要注意控制設備加工的效率，根據金屬材料的直徑尺寸確定最大上料的數量。在上料時，金屬材料要確保尺寸對齊，上料后，數控加工設備就可以根據之前輸入的加工參數對金屬材料進行自動加工，在加工的過程中，如果出現異常情況，設備會通過報警裝置及時發出示警信號，然后操控急停按鈕，停止加工，以便操作人員進行設備檢查，在解決完后再繼續加工。在金屬材料的一種加工完成后，將加工成品取下再接著下一種材料加工。等到全部的金屬材料加工完成后，需要對其進行質量檢驗，在檢驗合格后，依據不同種類進行分類保存。

3 數控加工技術加工金屬材料后的效果比對

金屬材料使用數控加工技術加工后，與傳統的加工技術相比較，存在較大的優勢。首先加工質量得到較好的提升，傳統的加工過程最主要就是人工操作，所以金屬材料的加工質量一定程度上會受到操作人員的操作影響，而使用數控加工技術后，金屬材料的加工主要依靠計算機相關技術，使加工的精準度提高，從而使金屬材料加工的質量得到有效的提高。另外，從人力投入方面來講，傳統的加工過程中，很多環節都需要人工進行配合，因此人力的投入較大，而且勞動的強度相對也較大，而使用數控加工技術后，操作人員的需求量大大降低，只保留進行設備操作的人員，使勞動力的投入大大減少。再者，減少了人員的參與度，使金屬材料加工實現自動化，與傳統的加工工藝相比，安全性得到了較好的提升，人員參與設備參數的輸入操作，其他加工過程能夠在設備自動控制中完成，所以安全問題有很好的保障。最后，在傳統的加工過程中，材料的利用率較低，加工后會產生較多的剩余料以及廢料，加大了材料加工的成本，而使用數控加工技術后，材料的使用更加規范，加工的精度更高，因此材料的使用較充分，不會產生過多的浪費。如今，在很多行業領域中都有數控技術的應用，比如航天航空相關材料的制造、汽車制造以及醫療器械等行業中，數控加工技術的使用，推動了行業的進步發展。對加工工藝的優化，使材料加工的質量以及效率方面都得到了很好的提升。

4 金屬材料加工中的材料成型與控制

4.1 機械加工成型

機械加工成型技術通常在金屬材料加工中使用，比如在鋁金屬復合材料的加工過程中，由于材料具有較強的可塑性，而且具備鋁金屬的物理性能，通過添加適量的混合物然后進行加工，就可以改變材料整體的性能，使金屬材料的延展性得到提高。在加工過程中，刀具的使用方式有鉆削、車削以及銑削。使用鉆削的方式一般不會有過高的技術要求，利用鉆頭加工復合材料，然后利用切削液進一步強化。使用車削的方式主要是通過硬合金刀具加工材料，然后利用乳化液冷卻加工。而銑削的方式主要通過粘合劑加工材料。

4.2 擠壓及鍛模塑性成型

通常在加工時，利用相應的潤滑劑進行輔助加工，使模具的壓力能夠得到減小，同時使模具和金屬材料之間的潤滑性更好。減小擠壓力，能夠使兩者之間的摩擦損耗降低，金屬材料的可塑性降低，材料變形阻力得以下降，這樣材料加工成型的質量就可以得到有效的提高。從有關實踐中可以得知，材料加工時利用乳化劑在表面發揮的作用，就可以使材料在加工成型時的擠壓力下降。另外，在加工材料時也可以適當的增加顆粒，這樣來降低金屬材料的可塑性，然后材料就會具有較強的抗變形能力，同時擠壓速度也要進行合理的控制，速度不能過快也不能過慢。要確保成型后不會出現裂縫問題，而且材料密度也比較合理，這樣加工的材料性能才會更加符合要求。

4.3 粉末冶金成型

通常在加工制造規則性強、體積小的零件時，會使用到粉末冶金成型技術，這種技術的適應性較強，在金屬材料加工成型與控制中，利用這種技術，可以突出組織密度高的特點，在材料加工時能夠使材料具有較大的強度、較強的耐磨性，一般在航空航天、汽車制造行業中的材料加工中應用較多。

5 結束語

總而言之，金屬材料加工中，數控加工技術的使用，實現了加工的自動化操作，能夠最大化的降低人工操作的失誤，解放了勞動力，提高了金屬材料加工的質量，有助于加工成本的有效控制，使金屬材料加工更加趨于標準化。相信未來在加工技術不斷完善成熟的過程中，對金屬材料的加工將會更加標準規范，操作更加簡單。

參考文獻：

[1]趙西環.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].山東工業技術，2018（7）：57-57.

[2]楊勇.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].工程技術（全文版），2016（35）：304-304.

[3]李宏.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].中國科技投資，2016（027）：262-262.

[4]張碧清.數控加工技術在金屬材料加工中的應用[J].內燃機與配件，2019（15）：97-98.