机械加工技术中数控机床的应用探讨

张国全

（哈尔滨东安发动机（集团）有限公司黑龙江 哈尔滨市 150066）

机械加工技术中数控机床的应用探讨

张国全

（哈尔滨东安发动机（集团）有限公司黑龙江 哈尔滨市 150066）

数控机床是利用数字化信息对机床动作进行控制的一种高效能自动化机床，是集机、电、液（气）于一体的高科技产品。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。

数控；机械；加工；机床

新时期数控机床机械加工环节效率的提升关键在于对数控系统及相关设备技术的稳定应用。数控机床的工作效率直接影响到机械加工企业的经济效益，它与企业的管理方法、职工技术以及后勤保障等多种因素有着直接的关系。因此，数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平。

1 数控机床的特点分析

（1）生产效率高。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。中、小型数控机床的定位精度可达0.005mm，重复定位桔度可达0.002mm。数控机床按预定的零件加工程序自动加工，加工过程不需要人工干预。数控机床在加工过程中的各种特性，使数控机床能够完成传统意义上普通机床无法加工或是难以加工的作业任务。数控机床的移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为减少。与此同时，数控化机床在整个加工作业中对工装卡具的依赖程度较小，数控加工过程中流水线上的加工半成品也较少。适合批量生产，与操作者经验无关，生产效率高。

（2）可以加工形状复杂、精度要求高的零件。随着航空工业、汽车工业和轻工业消费品生产的高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高。由于数控车削时刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加上机床的刚性好和制造精度高，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度要求高的零件。对圆弧以及其它曲线轮廓的形状，加工出的形状与图纸上的目标几何形状的接近程度比仿形车床要好得多。数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。数控车床具有恒线速切削功能，车端面、不同直径外圆时可以用相同的线速度，保证表面粗糙度值既小且一致。还有数控机床具有圆弧插补功能，可以加工各种复杂轮廓的零件。

（3）减轻者的操作劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中，主要是观察和监督机床运行。采用高效、高精度无间隙传动装置数控机床进行的是高速、高精度加工，在简化机械结构的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能。一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度。

2 机械加工技术中数控机床的应用

（1）数控车床。数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。要保证数控车床的加工质量，充分发挥数控车的高精度、高速度等优势，必须考虑合理的工艺因素，正确地进行数控车床的加工程序编制和掌握数控车床的操作技能，并进行全过程控制，只有这样才能充分发挥数控车的高精度、高速度等优势。数控车床在机械加工领域的应用日益增多，但由于它价格囊贵，对使用者要求较高，在各企业里一般列为重要机械加工设备。科学经济推动下整个制造行业的蓬勃发展使得数控机床制度化、政策化，这也显示着提高机械加工技术在数控车床乃至制造业领域内长效且深远的意义。

（2）数控钻床。数控钻床主要用于钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工。在汽车、航空航天、工程机械行业；尤其对于超长型叠板，纵梁、结构钢、管型件等多孔系富源成海的各类大型零件的钻孔加工当为首选。工作前认真检查电网电压、油泵、润滑、油量是否正常，检查压力、冷却、油管、刀具、工装夹具是否完好，并作好机床的定期保养工作。机床通电启动后，先进行机械回零操作，然后试运转5min，确认机械、刀具、数控参数等正确无误后，方能开始正常工作。认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉等环节是否完全无误，以免循环加工时造成事故、损坏刀具及相关部件。严格按操作流程进行试切对刀，调试完成后要做好程序保护工作。运行时各坐标移动均采用伺服电机驱动，操作方便，灵活，精度稳定。基本布局为滑座在床身上全长贯穿移动，单边敞开式，结构简单方便，便于工件的上下安装和下班后卫生的清理，便于维护，占地面积小，适于长工件的加工与生产。滑座上的立柱和普通摇臂钻床一样采用圆柱形立柱，摇臂可以上下升降，便于不同高度的工件的加工。

（3）数控铣床。数控铣床主要用三坐标两轴联动的方式来加工零件。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似。数控铣床有分为不带刀库和带刀库两大类。其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。铣床零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。

3 结束语

总之，由于数控机床在机械加工领域中表现出加工精度高、质量稳定可靠、生产效率高、工人劳动强度低、工作条件好，并且对零件加工的适应性强和灵活性好等有优点，市场竞争激烈的情况下，数控车床的应用越来越广泛。因此，合理地发挥数控机床的加工特点，保证加工质量，如何保证和提高数控机床的加工质量是十分重要的。

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2016-5-21