机械加工中数控加工技术的应用

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一、数控加工在机械制造业中的地位和作用

随着经济社会和科学技术的不断发展，机械制造技术发生了深刻的变化，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工提出了高精度、高柔性与高自动化的要求。相应的对机械加工的设备提出了高性能、高精度、高智能和高自动化的要求。在机械产品加工中，大批大量的产品的零件生产时，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用生产设备进行生产，生产准备周期长，产品改型费时费力，因而使产品的开发周期增长、费用增高。而单件和小批量产品占到机械加工产品的70﹪~80﹪，由于这类产品的生产批量小、品种多，通常加工这类产品采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备都需作相应的改变和调整，而且通用机床自动化程度不高，难于提高生产效率和保证产品质量。尤其是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。特别对空间的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法完成加工。为了解决单件、小批量生产，特别是复杂型面零件的自动化加工，随着计算机的发展数控加工应运而生。数控加工是机械制造中的先进加工技术。它的广泛应用为机械制造行业和国民经济产生了巨大的经济效益和社会效益。

二、数控加工的特点及发展方向

1.适应性强，自动化程度高。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新的零件的加工，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，操作者除了操作面板、装卸零件外生产过程是自动完成的。

2.加工精度高，质量稳定。数控机床工作台的移动当量普遍达到了0.01～0.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的±0.01mm提高到±0.005mm甚至更高。定位精度也非常高。此外，数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。数控机床的工作过程一般情况下不需要人工干预，这就消除了操作者人为产生的误差。

3.生产效率高。数控机床主轴的转速高；数控机床结构刚性也非常好，可以实现强力切削；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，辅助时间短，这都可以提高了数控机床的加工效率。

4.能够实现复杂的运动。由于数控机床可实现多轴联动，所以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。

5.易于建立计算机通信网络，有利于生产管理的现代化。由于数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。

6.数控加工的发展方向。随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求也越来越高。尤其是随着FMS和CIMS的兴起和不断成熟，对机床数控系统提出了更高的要求，现代数控加工正在向高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高一体化、网络化和智能化等方向发展。

三、数控加工技术在机械加工中的应用

1.数控加工技术广泛应用于高精度、形状复杂的难加工零件。机械制造行业是最早应用数控技术的行业，它担负着为国民经济各行业提供先进装备的重任。为了提高加工质量和加工效率数控加工技术广泛应用于汽车制造行业。如汽车发动机、变速箱、曲轴柔性加工生产线上采用的数控机床和高速加工中心，以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等。同时，数控加工技术还广泛应用于航空、船舶、发电行业的螺旋桨、发动机、发电机和水轮机叶片等零件加工用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。

2.数控加工技术在机械加工中的其它应用。由于数控机床刚性好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行补偿，所以能加工尺寸精度要求高的零件；由于数控机床具有直线和圆弧插补功能，可以加工轮廓形状复杂的零件；在数控车床上可以加工特殊螺纹零件；在数控铣床上可以加工变斜角类零件和空间曲面类零件；在加工中心上可以加工整体叶轮类、模具类等复杂曲面的异形零件还可以实现在金属表面刻字、刻线和可图案等特殊加工。

四、结束语

数控加工技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。数控加工技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控加工技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术的应用前景将更加广阔。

作者:危春燕 单位:山西省长治市华北机电学校

参考文献：

[1]中国科学技术协会主编.2008-2009仪器科学与技术科学发展报告[M].中国科学技术出版社,2009.