基于数控机床机械加工技术的应用研究

葛永生

摘要：近年来，科学技术与经济发展为机械化产品生产带来了重要的发展契机，无论是小批量的零件生产，还是大规模的机械制造，都对产品质量与生产效率提出了越来越高的要求。本文以数控机床机械加工技术的实际应用为探讨主题，分析其使用要求、加工特点、技术应用以及未来发展趋势等，意在为机械加工生产产业的高效发展提供可行性建议。

关键词：数控机床;机械加工技术;应用研究

中图分类号：TP29                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2020）24-0104-02

0  引言

自问世以来，数控机床便为机械加工产业注入了全新的发展动力，也逐步推动着固有机械加工作业模式的革新与改进，相比于以往自动机床的应用效果，数控机床的生产效率更高，能够加工出精度更高、柔性更好的机械产品，最大化减少对人力资源的依赖。

1  数控机床的应用范围与使用要求

1.1 应用范围  广阔的应用市场是数控机床飞速发展的核心优势，一方面其可以被应用于批量小、品种多的零件的生产工作中，另一方面，也可以利用数控机床生产拥有特殊結构、复杂工序的机械产品，亦或是形状更改频率较高的产品样品等。与此同时，若是需要生产价格较为昂贵、无法随便报废的精工产品，也可以优先考虑采用数控机床，无论是加工质量，还是生产效率，均可以得到有效保障。机电一体的数控机床是普通数控机床的改进版本，其使用性能更高，适用于生产批量大、精度要求高的现代化机械产品[1]（如图1）。

1.2 使用要求  在实际使用过程中，要想将数控机床的优势特点与作用最大限度内发挥出来，需要重点关注以下两方面的使用要求：①操作人员以及维修人员等需具备专业知识以及高技术水准，这是科学使用数控机床的基本要求。数控机床不仅包含复杂的机床结构，还集合了自动控制技术与计算机技术等，控制模块内还涉及到对微电子技术、精密测量技术的应用。因此在实际操作与使用过程中，扎实的专业理论知识基础与高水平的技术素养都是不可或缺的。②高质量的刀具与夹具。一般情况下，通用夹具普遍被应用于单件机械产品的生产过程中，或是批量较小的机械加工任务。如若涉及到批量较大的生产作业，应优先采用组合夹具或专用夹具等。应用于数控机床机械加工的夹具普遍具有自动松开、夹紧的功能，有效提高了生产效率。与此同时，数控机床对刀具也提出了较高的精度要求，如尺寸稳定、不易变形、使用寿命长等。与此同时，刀具还需具备良好的可冷却性能，避免在使用过程中磨损度过高，亦或是出现使用性能不稳定，或是尺寸变化大现象等[2]。

2  数控机床机械加工特点

2.1 柔性强  在数控机床机械加工中，柔性是指一种变化能力，即对生产产品的变化的适应性。在正式开展零件加工作业前，需要将预先编制好的指定程序输入到数控机床中，若是需要将零件的加工模型、加工方式等予以转变，则需将程序进行重现编制，再输入到数控机床中。自动化的生产过程大大减轻了操作人员的工作量，无需改变或挪动机床上的任何硬件，即可完成整个生产加工过程。若是需要加工的单件机械产品具有较为复杂的形状与结构，或是产品的生产批量较小，柔性强的数控机床具有更显著的应用优质，可以满足多元化的机械加工需求。尤其是在新产品的试制方面，依然可以提供较大便利，高柔性的优势特点在一定程度上加快了数控机床的发展速度[3]。

2.2 产出产品精度高  全自动化的数控机床不需要依赖过多的人力资源，将固定的控制程序输入到机器设备中，便可以得到质量稳定、高合格率的机械产品。机床结构、传动系统是数控机床的重要组成部分，也是机械加工关键步骤中的核心设备，两者不仅具有较高的刚度性能，也拥有良好的热稳定性，因此同一批生产的零件产品通常显示出高度的一致性，存在的误差极小。

2.3 生产效率高  良好的结构刚性大幅提高了数控机床的切削性能，借助于强力切削的作业方式，原本的切削效率得到有效提升，生产加工的时间进一步缩短。在夹具与刀具的使用方面，应用数控机床装配工件的用时更少，还可以结合工件的实际加工需求随时更换刀具，与此同时，在零件的更换过程中，也无需将整个机床设备进行调整。在这样的作业模式下，设备安装与调试的时间也被有效节省下来。通常情况下，由数控机床加工并生产出的零件具有较高的质量水平，因此只需要检验首件即可，无需对所有零件予以大面积检验。在抽样过程中，重点在于检查工件的形状与尺寸，这样的检验方式可以节省许多时间，为后续的产品生产作业提供方便，在一定程度上提高了数控机床的机械加工生产效率。

2.4 良好的经济效益  尽管数控机床设备的价格较普通机床更为昂贵，但在使用过程中却可以将许多其他费用节省下来，如无需设计、制造专门的工装夹具等。十分稳定的加工进度大幅降低了机械加工制造的废品率，在一定程度上减少了调度环节的作业量，有效缩减了数控机床机械加工的整体成本支出，获得的经济效益也十分可观。

2.5 便于现代化生产管理  按照预先编制好的加工程度，自动连续完成一系列的产品加工工作是数控设备的主要运行特点，除了输入指定的加工程序、操作人员无需进行重复或繁琐的手工操作，只需观察监测设备的运行情况，把关工件的装卸以及关键工序即可。人工操作的劳动强度显著降低，也改善了工作人员的劳动条件。

将数控机床应用到机械加工生产作业中，可以对单个产品的加工工时予以准确计算，以便对后续的生产加工任务进行合理安排。借助于数字信息、标准代码等实现对各个加工工序的高效管控，大幅提高了数控机床机械加工现代化生产管理效率，快捷地处理各项作业事务，这也为实现生产过程自动化奠定了坚实基础。无论是成品检验，还是工具夹具的使用，都为其间的信息传递提供了便利条件，实现了对复杂流程的合理简化。

3   数控机床机械加工技术的应用特点

3.1 实用性强  将数控技术合理应用到机械加工作业中，对机械制造领域的现代化发展大有助益，电子化、自动化在数控技术中的完美结合将机械加工的优势充分发挥出来，带动整个生产车间工作效率的稳步提升。与此同时，对数控技术的应用还可以紧密结合具体的生产制作需求，按照规定的参数指标等，对技术的应用方式、加工流程等予以优化设计，在这一模式下生产的机械产品质量更高，对整个机械加工产业的进步与发展起到了重要的推动作用。作为制造行业的核心组成部分，数控机床机械加工技术的高效发展、推广使用也在一定程度上为制造业指明了未来的发展方向，强大的实用性成为数控技术的竞争优势。

3.2 数字化程度高  在机械加工生产作业中应用数控机床，离不开核心的控制程序。对计算机设备与相关程序系统的灵活运用大幅提高了数控机床的数字化水平，对于技术人员而言，需要在掌握计算机编程理論知识的基础上，明晰数控机床的基本结构与运行原理，然后在图纸上清晰地绘制出来，结合具体的加工生产内容，以及技术应用要求等，优化整个数控机床机械加工的控制程序，发挥数字化设备的功能作用。如果加工内容、流程与标准等需要改动，只需改变相应的编程程序即可，高水平的数字化特征进一步拓展了数控技术的应用范围。

3.3 更新换代快  在机械加工技术不断改进发展的过程中，数控机床也需要贴合社会发展需要，不断改造创新。要想将固有的优势特点与应用实效性最大限度内发挥出来，仍需推进数控技术的更新换代，将技术改造放在核心位置上，针对其现存的使用问题以及特点等予以深入挖掘，通过创新研发提出更多可行的改造方案，加快数控机床机械加工技术水平升级，这也是该项技术的主要应用特点之一。

4  数控机床机械加工技术的发展趋势

4.1 高速度、高精度  在机械加工领域内，数控机床的推广使用打开了全新的发展局面，也为机械产品的生产与制造提供了坚实的技术保障。对于机械化产品的规模化生产来说，其加工速度对整体作业效率具有决定性影响，质量也在很大程度上取决于加工精度，由此可见，高速度与高精度是数控机床机械加工技术的重要发展趋势。要想在更广泛的行业领域内推广数控机床的应用，还需以精度与速度的全面提升为着手点，提高数控机床机械加工体系的生产效率，优化产品品质，最大限度内缩短各类机械化产品的生产周期，这样才能巩固其在市场环境下的核心竞争优势，促使其占有额稳步提高。现阶段，纳米级的数控机床机械加工技术已逐渐被应用到了航空航天、军事等高精尖领域中。

4.2 对五轴联动技术的高效运用  将五轴联动技术应用到数控机床机械加工作业中，可以构建出三维加工形式处理零件，然后借助于专门的刀具等予以修正，这样的独特加工方式生产出的机械零件形状更为多样化，在作业效率大幅提升的同时，能够妥善满足不同的零件加工需求。在实际机械加工生产作业中，相比于传统的三轴联动数控机床，五轴联动数控加工技术的实用性更为显著，工作效率更高、切割零件更精准，因而带来的经济效益也呈现稳步提升的发展状态。

4.3 应用领域更广  通过分析与观察当前数控机床机械加工技术的应用特点可以发现，在未来其会被应用于更多、更广的行业领域中，以汽车领域为例，随着交通运输业的迅猛发展，汽车数量会越来越多，将这一技术应用到变速箱制造、零部件加工中，必然能够提升汽车制造产业的生产效率，优化产品性能。除此以外，煤炭采集领域中数控机床也拥有良好的发展前景。自动化技术是采煤机内部结构的核心组成部分，将数控机床与采煤机的核心技术优势予以结合，可以提高其设备精度，提高运行效率。

5  结束语

在经济发展与城市现代化建设的背景下，数控机床机械加工技术的重要性日益凸显，有力助推着工业生产与机械制造的高效发展，朝向智能化、开放化、高精度的发展趋势迈进。

参考文献：

[1]巩小六.机械加工制造中自动化技术的应用[J].轻纺工业与技术，2019，48（12）：128-129.

[2]赵树松.浅谈数控技术在机械加工机床中的应用[J].南方农机，2019，50（23）：115.

[3]曾德纯，刘莉.浅谈虚拟数控车床加工技术与应用[J].河北农机，2019（11）：71.