数控技术在机械加工的运用

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摘要：机械设计制造及其自动化的发展对于机械行业的发展具有良好的促进作用，同时机械设备逐渐向着高精度、高效率的趋势发展，因此本文在此基础上重点论述了数控机床几何误差以及介绍了几种误差主要修补技术，从而更好促进我国机械行业的发展。

关键词：数控机床；几何误差；误差修补；主要技术分析

目前我国在机械制造行业取得了很大发展，但是在高精度制造方面和国外存在着很大的差距。另外一些行业对于机械加工的精度很高，比如集成电路制造行业，因在我国机械行业中，提高机械加工精度成为重点。本文在此基础上重点分析了数控机床几何误差产生的原因以及介绍了几种常见的误差补偿技术，从而更好促进我国机械行业的发展。

1数控加工技术概述

1.1数控加工技术发展现状。数控技术应用于机械加工，不仅是技术变革的结果，也是机械制造业生产向现代化生产转变的重要标志。CNC（数控技术）在机械加工行业的应用已有相当长的时间，我国机械加工业经过多年的研究与发展，已经出现了一些比较先进的生产工艺。伴随着社会的不断发展，各方面对产品精度的要求提高。为了有效地解决传统加工中存在的各种问题，适应社会发展的需要，机械加工行业采用数控技术已势在必行。今天，很多企业开始了数控技术的全面创新，以期发展更符合市场需求，更适应社会发展的数控技术，从而推动我国制造业的发展。1.2数控技术的原理。数控技术是将自动控制技术与计算机技术相结合，通过对数控技术的深入研究，逐步开发出数控加工系统和数控柔性制造系统，使传统机械加工的效率和质量得到很大提高。一是在系统组成方面。在机械加工业中，数控系统主要包括计算机数控设备、可编程序控制器、机床控制单元、数据输入与输出装置等。CNC（数控技术）加工系统的组成主要分为硬件和软件两大部分，在实际生产中，工作人员只需根据CNC加工系统的硬件结构，选择合适的加工程序，即可完成全部加工任务。二是在运行原理方面。在机械加工行业中，数控系统是数控加工过程的核心，数控系统及其辅助设备可以理解为一种特殊的计算机设备，该系统因其加工环境的特殊性，抗干扰能力强，环境适应性强，可以帮助相关企业更好地完成机械加工任务。在实际生产中应用数控技术，需要用计算机软件对机床进行编程处理，然后以此为基础，采用不同的控制单元对机床进行控制，可根据用户指定的程序控制机床的导轨、刀架、主轴等结构，以达到自动化加工的目的。

2数控技术在机械加工领域的重要性

CNC技术是将计算机技术、通讯技术与自控技术有机结合而形成的一门综合性技术，通过对机械加工过程的自控，有效地提高了机械加工的精度和效率。以数控机床为例，将数控技术与机床有机地结合起来，生产出的数控机床大大提高了机床的加工效率，而且加工质量也大大超过了传统加工工艺。数控机床在实际工作过程中，只要在数控系统的控制下就能够完成加工过程，一方面可以有效地提高工作效率，另外一方面还能够操作人员的人身安全。“智能制造2025”战略的提出，为我国制造业的发展指明了方向。要实现这一目标，实现我国制造业的转型升级，离不开以数控技术为代表的制造技术的发展。但必须承认，我国机械制造业起步较晚。我国的机械制造业几十年的发展，历经风风雨雨，总体上取得了长足的发展，但是产业规模还比较小，很多企业只是一些小的制造企业，针对的只是某些特定的行业，与此同时，这些小型企业的生产技术和生产能力非常落后，造成了我国机械加工业的不平衡发展。另外，我国的技术积累不够。很多精密机床的核心技术仍然掌握在欧美等发达国家的手中，而中国缺乏对这些技术的自主知识产权保护。因此，在机械设计制造方面，很多先进的机床设备还需要从国外进口，但是这些高精度的机床外国是对中国禁止出口的，因此研制精度更高的机床是我国机械制造发展的重要方向。在机械加工领域有效地应用数控技术，对于我国加工业未来得发展意义重大。一是有利于机械制造业实现现代化转型。在传统的机械加工作业中，首先是通过设计机械对图纸进行加工，然后根据图纸进行工艺设计与布置，这段时间内设计人员的工作量和工时较大，降低了工作效率。然而，采用数控技术，传统的图纸分析、工艺设计、工艺布置等工作完全可以依靠计算机软件来完成，大大提高了工作效率，使设计工作变得更加精确，最终产品质量提高，机械零件的组装工作也更加顺利。二是有利于整体竞争力的提高。生产能力是衡量一个国家综合实力的重要指标，尤其是在能源工业、军工工业等重要工业领域。在机械加工行业中应用数控技术，可以有效地提高相关领域生产设备的加工质量，改善其相关性能，有利于国家的发展。在我国重工业起步晚、技术水平相对落后的情况下，机械加工产业只有不断发展，才能全面提高自身的竞争力，获得更大的发展空间。

3数控技术在机械加工存在的问题

数控机床技术在实际应用中还存在着一些问题，这些问题主要是加工过程中存在着几何误差。数控机床的几何误差主要来自三个方面：第一个是数控机床自身设计的误差，第二数控运动过程中产生的误差，第三是由于数控机床之间配合产生的误差。对于三轴数控机床来说，在实际工作过程中，在沿着某个方向运动时，它的自由度是有六个方向的，那么这样数控机床产生的误差就是一个六个方向合成的矢量，其中有三个分量的误差称为直线度误差，而在三个旋转方向的误差称为转动误差。同时一般的数控机床是有若干的主轴组成的，这样就是数控机床的误差分量总和在几十个以上，在使用合适的差分补偿算法时要充分考虑到主要方向产生的误差，而要忽略次要方向产生误差。在具体修正的环节，首先要测量数控机床在几何方向的误差，对于不同的机床可能测量的方法和使用的仪器是不同的，对于一般的三轴数控机床来说，由于它的几何误差的分量比其他的数控机床要多，因此使用传统的测量方法无法达到测量的目的，比如常用的激光干涉仪的测量效果就是很差。因此如何进行几何误差的测量和修补就显得十分重要了。

4加强数控技术在机械加工领域中应用的途径

4.1严格把控加工流程。在加工过程中，对于加工过程的控制十分重要。在零件加工前，要对于数控设备和相关的刀具以及夹具做严格的检查和调试，从而减少机械数控设备因素对于加工精度的影响，把外界影响降到最小程度。第二要对于整个加工环节进行有效地监管，发现加工环节出现问题或者是相关加工人员在加工过程中符合操作规范，立即进行相应的处理，然后有效解决问题。在零件加工完成之后，检测人员要做好零件的检测工作，发现精度不合格的产品，就可能的原因做出分析，然后调整相应的工序，从而保障最终的加工质量满足相应的标准。4.2完善机械加工工艺质量。加工表面质量是机械加工过程中最容易出现问题和误差的部分，在微观检验时常常出现表面凹凸不平。机械表面的平整度质量直接关系到产品的物理化学性能。因此，对产品表面光洁度要特别注意，在加工、生产过程中要严格选用刀具。必须根据实际情况来选择这些工具。首要是刀具的选择，刀具的选择主要根据实际情况，科学地选用修光刀、精车刀等负偏角较小的刀具。在实际加工中，通过减少供给量，可以达到完美切削的目的，并减少机械表面的变形。4.3建立完善的机械加工工艺体系。机械加工企业必须建立符合自身发展的加工产业体系。其次在发展过程中要积极引进专业的机械加工人才。其次，我们必须增加高质量的数控设备。根据企业的实际加工情况，根据不同零件，借鉴相关经验，制定相应的加工工艺，最终形成完整的加工工艺体系。4.4提高机械设计人员的综合素质。为了机械设计的质量，最重要需要提高机械设计人员、管理人员的综合素质，从而使机械加工环节中人为因素的影响降至最低。并且当今机械设计的难度越来越大，对机械设计人员对能力的要求也越来越高，此时便需要设计人员根据实际的设计经验，对多种解决方案进行改进。为此，企业应着重加强对设计人员的培训，通过开展各类培训、专业讲座等活动，拓展相关人员的专业知识，促进专业技术水平、专业行为和整体素质的提高。同时，企业要及时更新知识，从根本上解决低层次现象，通过专业培训，打造综合素质高的设计队伍，为提高设计水平提供有效的保障。

5结语

综上所示，数控技术的应用极大提高了加工的效率和加工的质量。在实际应用数控技术加工零件时要注意对于每一个环节的把控和监督，从而提高数控技术在机械加工行业的应用。

参考文献：

[1]肖峰.数控技术在机械加工中的应用与发展浅析[J].山东工业技术，2019（01）.

[2]明成勇.数控技术在机械加工中的应用及其发展前景[J].内燃机与配件，2019（01）.

[3]熊曦明.数控技术在机械加工中的应用及发展研究[J].山东工业技术，2018（04）.

[4]王福巧.现代机械加工中数控技术的应用探究[J].中国新通信，2018（06）.

作者:徐健 单位:光大常高新环保能源（常州）有限公司