數控銑床金屬構件加工工藝機械自動化控制技術研究

陳琳

摘要： 數控銑床是建立在傳統銑床基礎上的自動化控制設備，不僅對于提升銑床加工作業效率具有積極作用，同時能夠有效的提高銑床作業精度，對于加快我國工業自動化產業的快速可持續發展具有積極意義。但是由于數控銑床作業流程復雜，技術難題相對較多，因此要對數控銑床金屬構件加工工藝進行精細化分析，了解數控銑床作業流程和基本特征，重點探究數控銑床金屬構件加工工藝的實踐應用，期望能夠為同領域技術人員提供一定理論參考。

Abstract： CNC milling machine is an automatic control equipment based on traditional milling machine. It not only plays a positive role in improving the processing efficiency of milling machine， but also can effectively improve the operation accuracy of milling machine. It is of positive significance to accelerate the rapid and sustainable development of China's industrial automation industry. However， due to the complex operation process of NC milling machine and relatively many technical problems， it is necessary to make a detailed analysis of the metal component processing technology of NC milling machine， understand the operation process and basic characteristics of NC milling machine， and focus on the practical application of metal component processing technology of NC milling machine， hoping to provide some theoretical reference for technicians in the same field.

關鍵詞： 金屬構件加工;機械自動化;控制技術

Key words： metal component processing;mechanical automation;control technology

中圖分類號：TG547? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0078-02

0? 引言

數字化技術的應用是傳統化銑床技術與現代銑床技術的最大區別，傳統型銑床作業流程中，大部分都是人工參與，這制約了金屬構件的生產數量，生產質量也下降，但是隨著信息化技術的快速發展，加工工業數字化技術的推廣應用，金屬構架加工企業也對數控技術更加重視，經過不斷的工藝改造和研發，明確了數控銑床金屬加工最佳工藝流程，對于提高產品質量和生產效率具有巨大的推動作用。

1? 數控銑床金屬構件生產采取數控技術的基本特點

機械自動化控制技術的應用特征相對較多，尤其是在金屬構件的生產中具有普適性，隨著我國工業化生產技術的快速發展，機械自動化控制技術對于優化金屬構件加工，促進工業技術的發展等具有積極意義，并且得到了全社會領域的高度關注。針對機械自動化控制技術本身來說，其主要具備以下三部分特點。

1.1 集成化

集成化是機械自動化技術本身特征，其能夠將金屬構件的生產過程進行集成化管理，在具體使用的過程中，要首先明確金屬構件加工的詳細流程，弄清楚加工具體要求，這樣才能夠保證金屬構件加工自動完成。在集成化控制的過程中，需要由計算機進行控制，可對所需制作的金屬構件進行全面化、詳細化的分析，以理論為基礎，促進加工流程和工藝的不斷優化及完善。機械自動化控制技術的應用，不僅減少人力物力，同時能夠加快工作效率，實現加工質量的有效控制和管理。

1.2 精細化

精細化是機械自動化控制技術所特有的特點，尤其是針對金屬加工工藝中，自動化控制能夠嚴控工藝生產質量，對于金屬構件生產規格、數量等都具備科學把控，減少誤差，實現精準化生產。加上納米技術的快速發展，在金屬構件生產中的應用，促進我國工業生產領域朝著更加創新的方向發展。例如，數控銑床“微聯接”工藝，在實際的生產作業中，需首先考慮各個金屬構件的尺寸、結構、類型及缺口等缺陷，詳細分析金屬構件加工過程中的幾何元素，為全面化的統計金屬構件數量提供依據。其次，對比數控銑床“微聯接”具備不同的特點，各個元素基本元件都具有相關性;最后，選取使用單個零件與余料進行有效的關聯。整個生產工藝結束以后，要及時的開展“抖動”、“木錘”等工藝，使得金屬構件邊緣的聯接方式有效解除，最終獲取自身要想得到的金屬構件。

2? 金屬構件加工工藝機床本體分析

機械自動化控制技術的應用對于完善數控工藝，優化數控技術等具有重要作用，對于工農業生產也產生了較大的影響，因此應在日常實踐的過程中，更加關注于金屬構件生產工藝及其結構主要特征。在日常工作流程中，需要對金屬構件的加工及處理流程進行嚴格的計算和分析，其中常見的方法包含有有限元計算法，開展有針對性性的計算，例如數據的動態化試驗，對試驗結果進行反復的驗證，并將最終的試驗數據記錄下來，結合多次的試驗數據進行有效的對比分析，這樣能為選取銑床本體提供試驗依據，既能夠滿足金屬構件基本的加工工藝要求，又能夠控制銑床金屬構件的加工誤差控制在合理的范圍以內。

除此之外，銑床本體結構的安裝相對簡單化，以沖孔力大小為節點，若沖孔力<200kN，那么知需采用螺釘調整整個結構的松緊即可，保障地面直接連接，就能夠高效的滿足金屬構件的基本加工要求。反之，沖孔力若大于200kN，則需要優化地基基礎的埋設二次件，將數控銑床與二次連接件進行固定，這樣才能夠保持整個結構的受力穩定性，保證金屬構件在生產作業的過程中，能夠保證其穩定性，避免由于穩定性不足導致的工藝流程較慢的現象發生。機械制造自動化技術的實施和工藝方案的完善，需要借助于傳感器技術、新型器具技術等，注重對于作業機械設備的優化，創新研發，使得數控銑床金屬構件加工工藝更加完善化、合理化。在數控銑床本體結構中，主要還包含了自動換位夾鉗，需要按照工藝的不同，選取不同的結構類別，其使用功能和使用性能都應符合和滿足加工基本需求。例如在“微聯接”工藝中，要對沖模、板料的運動進行高效化控制，主要由NC發出指令，作業人員僅需要沖裁板料即可，針對金屬構件的加工與完善，需要對微聯接作業模式解除控制即可。

3? 數控銑床金屬構件加工工藝應用

基于機械自動化數字控制的銑床作業模式，不僅能夠大大提高金屬加工作業效率，同時為促進社會經濟的快速發展提供了動力。從銑削加工作業的角度看，其主要對金屬構件進行平面和輪廓銑削，可選取使用鉆、擴、鉸等方式，強化金屬構件的處理。與傳統化的人工銑削相比，數控銑削更具靈活性，且操作流程更加簡便，不僅能夠大大提高生產作業效率，同時能有效的控制誤差，使得加工精度能夠滿足于各類型精密加工零件的使用需求。

3.1 金屬構件的平面加工

利用金屬銑床對金屬構件進行平面加工，這種作業模式較為簡易，加工流程便利，精度好控制，加工效率較高。數控銑床技術加工得到的金屬構件在產品使用性能上更加接近于產品自身需求，可有效的滿足市場的需要。金屬構件平面加工工藝主要以對于構件橫向、縱向的水平加工，可與水平面呈現出一定的加工角度，從加工流程、加工效率上分析，首先應明確金屬構件自身材料的相關屬性，強化構件成品的參數需求，選取適宜的刀具及工藝等。比如在進行平裝加工中，刀體結構的加工性能較高，此時選擇無孔刀片可有效增加容屑空間，確保金屬構件表面加工的平整度，還能夠減輕加工時截面的應力。如果進行立裝加工，對構件進行立面銑削在操作上更加簡便，將刀片固定在立面刀槽中即能夠進行轉位操作，可進行大切深及大走刀量的操作。在加工具有一定角度的金屬構件平面時，則需要根據實際角度需求來調整銑刀的角度，以較為適宜的角度進行加工。數控銑床在金屬構件的平面加工中，選擇的主偏角不同對刀具本體所產生的振動幅度也不相同，所以為了保證銑削的加工精度，應該根據實際需求合理設定銑削角度，最大程度提高刀具本體的抗震性。

3.2 金屬構件的曲面加工

在數控銑床加工的金屬零件中，經常會遇到模具、葉片螺旋槳等表面零件。這類零件的形狀比較復雜，需要多坐標聯動加工，所以往往需要在數控銑床或數控加工中心上完成。對于開邊界的直紋面加工，一般采用球頭刀具對于數控銑床中的“線切割法”加工。在加工過程中，系統會對各種數據和信息進行處理，并對程序參數和加工參數進行實時比對，保證加工精度。金屬零件的表面加工呈現空間上的表面運動路徑，與直線運動路徑基本一致，主要是刀具運動路徑的不同。一般刀具的銑削點軌跡和零件輪廓呈現漸進圓層的特點，行距根據加工精度要求設置。在實際加工中，運動軌跡可按直線加工，刀位計算較少，程序相對較小，可保證母線的直線度。金屬部件可分為四個加工面。在轉換為水平面的過程中，刀具與金屬構件之間的相對角度不斷減小。隨著角度的減小，刀具銑削呈現的角度為光滑的表面結構，可以滿足實際加工的需要。

3.3 金屬構件的立體曲面加工

由于數控銑床可以進行多軸聯動操作，可以對金屬構件進行三維曲面加工。根據金屬構件的表面形狀、刀具形狀和加工精度要求，設置不同的空間坐標，實現金屬構件的立體切割。在立體加工中，數控銑床的X、Y、Z加工軸可以同時操作金屬構件，但各軸的操作方式由單獨的程序控制，以確保加工過程中刀具之間的運行軌跡可以做到無干涉。例如，在二坐標聯動的三坐標切線法中，三軸中任意兩軸都可以進行聯動插補，然后第三軸單獨循環入門刀。這種方法也可以稱為兩軸半坐標聯動。在采用排切法時，分割原理為第三軸，應根據表面輪廓粗糙度和刀頭之間保持安全軌跡。通常，球選用頭銑床，刀頭半徑保證曲面的最小曲率半徑，盡量選擇較大的，有利于散熱需求。銑削金屬零件時，可以直接加工下一個平面或曲面加工一個曲面后，只需改變軸體并設置相應的系統程序參數，加工精度高。

4? 結語

綜上所述，在機械化控制技術應用的前提下，不僅對于數控銑床金屬加工處理工藝提出了更高的要求，同時也促進了工業生產自動化發展，對于進一步的促進工業生產效率和生產質量具有積極意義。尤其是針對數控銑床金屬構件的加工及生產來說，要求工業生產各個企業加大關注力度，強化投資管理理念，有效的借助于自動化數控技術，不斷的提高產品質量和生產效率，為工業企業創造巨大經濟效益。

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