机械加工技术中数控加工的应用分析

李晓峰 张丙臣

摘要：机械加工业作为我国的重工业，强有力地推动着我国国民经济的发展。目前，要想有效地提高我国的机械化水平，就要重视现代计算机技术的作用，将计算机中的数控加工技术引入机械加工中，提高机械设备加工效率，当前数控技术已在机械加工的诸多领域有所运用，其具有精准加工的特点，并有效地提高了机械加工业的经济效益。本文将深入研究数控加工技术，并针对发展现状提出可行性建议。

Abstract： As my country's heavy industry， the mechanical processing industry strongly promotes the development of my country's national economy. At present， if we want to effectively improve the level of mechanization in our country， we must pay attention to the role of modern computer technology， introduce CNC machining technology in computers into machining， and improve the efficiency of machining equipment. At present， CNC technology has been used in many fields of machining. Used， it has the characteristics of precise processing， and effectively improves the economic benefits of the mechanical processing industry. This article will study the CNC machining technology in depth， and put forward feasible suggestions for the development status quo.

关键词：机械加工技术;数控加工;应用分析

Key words： mechanical processing technology;numerical control processing;application analysis

中图分类号：TG659                                      文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0166-03

0  引言

随着科技时代的到来，信息技术已经深入到各个领域。经济全球化带给我们更多的发展机遇，顺应时代要求各国不断提高工业化水平。新时代的背景都极大地促进了机械加工技术的更新与升级，数控技术作为工业生产中重要的技术，更新以及有效提升数控技术已成为时代发展所需。

1  数控加工技术的概念及特点

随着信息化技术的广泛应用，数控加工技术开始逐步在机械加工中得到广泛应用，并从根本上推动了机械加工的发展与进步。从某种角度来看，数控加工技术是将机械加工技术与信息化技术的融合发展，进而实现机械加工精确度、运行效率的提升。在实际应用过程中，数控加工技术可以参与机械加工的全部过程，技术人员仅需对数控设备的相关参数和加工规格进行调整，即可实现批量化、高精度的生产。

数控加工技术的主要特点包括以下几个方面：一是加工效率高。机械加工技术具有复杂的工艺程序，一个零部件的生产需要先后经历加工、精磨、高精度打磨和抛光等诸多流程，且整个加工过程具有较多的不可控因素，实际加工质量容易出现浮动。机械加工的高精度要求决定了其整个加工周期较长，整体效率不高。而在数控加工技术的参与之下，整个加工流程均可以实现自动化和批量化，且能够保持较高的精度和质量。二是智能化。数控加工技术具有典型的时代化特征，是信息化技术发展至一定高度后的产物。在使用数控加工技术时，可以根据所设定的数据进行变量调整和设置，这也意味着可以实现对原有加工流程的简化。此外，数控加工技术的智能化特征可以保证变量的设定合理性。三是设备磨损度低。在机械加工过程中，加工打磨设备是最容易出现磨损的设备。而数控加工技术则是利用导电砂轮来实现整个生产过程，其具有较强的纯机械磨削能力，且导电砂轮的核心位置使用了复合型镀金刚石材料，耐磨性能出色，这不仅可以保证产品加工时的质量，同时也可以间接降低生产成本损耗。

2  现代机械加工技术与数控技术融合的重要意义

随着国民经济的不断发展以及世界资源的流通，世界贸易将各个国家联系的越来越紧密，各国之间的交往愈发频繁。以机械加工业最为明显，先进科学技术的引进极大地提高了生产加工零部件的精确度以及精细度，还可以进行复杂零部件的加工。虽然我国的技术正在不断进步，但是与发达国家相比，机械加工仍有很大的上升空间。大部分的机械加工企业仍然采用传统的生产技术，运用普通的机床，此外，大部分机械加工企业都是属于中小型企业，生产规模较小，资金和技术保障力度不够，以现有的水平无法负担数控机床等机电一体化设备的安装高昂的费用。同时，在机器生产中运用传统的机床较多。如果大面积地置换传统的机床势必会带来不必要的设备浪费，虽然数控机床具有传统机床不可比拟的优越性，这也就形成了资金与效率的利益冲突，目前企业都面临着置换与保留的抉择。因此，机械加工机床机电一体化为时代所需，可以解决当务之急，现代机械加工技术与数控技术的融合技术具有广阔的市场运用价值，不仅可以有效提高产品质量，也可以实现加工企业经济效益的提高。价值体现在：

①现代机械加工技术加工速度快，具有传统技术不可以比拟的优势。传统机械加工技术主要通过人力操作加工设备的方式来完成加工过程，由于人力操作本身具有不可控性的特征，且加工的零部件规格和标准有着一定差异性，这也决定了传统加工技术的整体效率较慢。此外，从加工精度的角度来看，传统加工技术的精度控制难度较高，即便是同一批次的产品，也会在精度方面呈现出一定的差异性。而数控加工技术则截然不同，其可以在保证高效率的基础上，实现对生产精度的准确控制，这对于机械产品批量化加工具有明显的优势。

②现代机械设备具有运行稳定的特点，可以提高设备运行的安全性。

③要想有效提高机床的控制力，就必须完善机械设备的性能。机械设备是机床设备的重要部分，其对机床的运行起着至关重要的作用。只有将数控技术引入机械加工技术中，才能实现机床控制力的有效突破，并有效提高机械加工效率，实现机械加工设备的运行稳定性，保障安全，实现企业经济效益的良性循环。此外，运用数控技术也可以提高操作流程的流畅度，增强实际操作的简便性，减少设备运行卡顿。通过技术的提升，有效地保障产品质量，保障机床设备高效运行。数控机械加工技术可以通过计算机的编程实现对机械设备的有效控制，在监控设备运行环境的同时，及时预测以及预防设备的运行故障，提高设备运行稳定以及安全[1]。

④工业化生产已经成为时代所需。信息化时代正不断改变着机械加工业的生产模式。因此，信息技术与工业技术的融合发展才能实现企业的持续健康发展。数控机械加工技术就是运用计算机系統的控制功能。当前，计算机自动控制技术已经深入到汽车制造行业。数控技术也为汽车行业的发展带来了新的发展动力。使用数控技术可以有效提高零部件质量，提高生产效率，为汽车行业的发展提高强有力的后盾保证，有效提高汽车企业的经济效益。此外，该技术具有稳定以及简便功能，在保障质量的同时也可以兼顾生产效率。综上所述，数控技术可以全面提升工业化水平，促进我国国民经济的发展[2]。

3  数控技术在机械加工中的运用

3.1 数控加工在工业生产中的应用

目前阶段，有很多企业仍然采用比较传统的生产流程，比如人工的工作流程，复杂的操作环境会极大地影响操作以及操控质量。在一些高风险以及高污染的加工流程上会给职工的健康造成极大地伤害，甚至会危及操作工作人员的生命财产安全。基于一些比较恶劣的生产环境，工业机器人可以有效解决这些燃眉之急，工业机器人使用数控技术实现设备操控。此外，工业机器人具有工作时长长特点，可以有效避免人工操作的生理疲劳，特别是针对一些流水线工作压力较大的岗位。针对这些情况，使用数控工业机器人可以保证长时间的工作时长，提高产品的质量，有效地提升加工效率[3]。

数控技术可以进行无法使用人工完成以及一些高危的工作任务，可以有效地保证职工的生命健康以及工作安全，提高设备运行的稳定性，提高企业的经济效益。此外，数控技术具有生产成本低的特点，可以在保障高效率生产的前提下，保障设备生产效率，提高市场收入。数控技术有效减少人为操作带来的错误，人工操作中难免会存在一些技术过失，人工操作一旦出现编程错误，就会影响设备的整体运行。但是，数控技术可以有效实现故障预警，以便及时阻断错误信息的传递。

3.2 现代机械加工技术分析

现代机械加工技术必须要配置控制系统，输入以及高速补给等辅助系统。其中主轴轴承是加工单元重要组成部分，其对该流程具有核心作用，对其他各个系统的运行有着不同程度的关联以及影响。所以，要重视辅助系统的完善以及升级工作，从整体上提升机床的功能以及生产效率。同时，设备运行的准确度也至关重要，要在提高效率的基础上增加定位辅助系统。

3.3 数控技术在煤矿挖掘工业中的应用

数控技术在煤矿采掘业的运用促进了采掘机的功能依据性能的全面提升。煤矿开采具有技术难度高，环境复杂恶劣以及作业危险等特点，为了有效提高煤炭开采效率以及充分保障开采人员的生命安全，创新煤炭挖掘设备势在必行。近几年，我国科学研究专家一直致力于采掘设备的研究，并研发出了具有多重功能的煤矿采掘设备，实现了速度与开采量的双提升。针对传统的煤炭采掘的规模小以及单件下料难的问题，通过数控切开技术可以有效解决，数控切开技术可以实现传统的伤形法的弊端，可以为煤炭采掘作业提供多个备选方案，提高煤炭行业的效率。

数控技术在采煤机的运用也十分广阔，这体现在以下几个方面：

数控技术在采煤机中最突出的提升就是叶片的切开技术，该技术可以实现采煤机叶片的连续旋转，提高采煤机的工作效率，并保证采煤机的较长的工作续航能力。此外，数控技术还可以有效地提高采煤机的机械化程度。同时，数控技术还可以提高采煤机的安全性能，减少设备故障以及煤矿安全事故。数控切开技术的自动补偿功用可以在保障设备操控的前提下，有效地降低毛坯的产出量，实现成本的降低。

3.4 现代数控机械加工技能

现代机械加工技术相对传统加工技术是一个突破，升级了微机控制系统的性能，加强系统运行的自动以及智能功能，赋予系统简单的运行逻辑，实现设备的自我监控，自我识别，技术阻断安全有隐患的危害，全面提升自动化的性能。未来自动化将对机床的智能化性能产生积极的影响，提升产品质量以及防风险能力。现代机械加工设备的运转速度可达到10000转/分。此外纳米技术与机械加工技术的融合也可以有效实现机床机电一体化，提高产品精度，更好地满足市场需求。

3.5 数控加工技术在轿车制造业中的应用

随着我国国民经济的迅速发展，国内的轿车拥有量不断增加，只有提高轿车零部件的质量，才能有效提高轿车的质量。数控技术对轿车行业的发展具有重要意义，不仅可以进行复杂零部件的生产，也可以保障零部件的精确度。数控技术也可以简化零部件加工流程，减少人为加工失误，提高产品质量，促进轿车行业的持续健康发展。

数控加工技术还具有技术融合功能，可以自然地实现高速加工基地和高速数控技术的紧密结合，拓展数控技术的功能以及加工规模。数控加工技术相较于传统技术可以满足市场需求，达到消费者对商品的品质标准，使企业更好地应对市场竞争。在汽车加工业中引入数控技术，不仅可以有效提高企业的生产理念，创新生产流程以及出产方式，并实现产品宣传的工作的有效推进。数控技术还具有简便化的特点，提高生产流程的可操作性，降低生产操控难度，有效提升企业的加工水平。

4  数控加工技术的具体应用

4.1 加工工艺选择

在加工零部件之前，为保证加工效果可以达到预期，技术人员需要针对零部件的特征和加工要求，合理选择加工工艺。实践证明，错误的加工工艺可能会导致出现零部件损坏的问题，故需要高度重视夹具的选择，综合分析零部件的特点，定位基准、夹紧度等要求，确保零部件在多种加工状况下可以符合加工精度标准。此外，机床的选择也是决定加工效果的关键所在，技术人员需要依据图纸分析结果，合理判断零部件的具体类型，并以此为标准对数控机床进行选择，以保证加工质量和加工效率。

4.2 优化加工方案

在制造加工不同的零部件时需要选择不同的加工工艺，而为了保证加工工艺的应用合理，则需要依据零部件加工需求和实际加工条件，选择合理的加工方案，其包括工艺选择、工序顺序、走刀路线等基本内容。技术人员需要利用计算机数字化技术，向机床发出相关指令，即可实现全自动加工。在正式加工之前，需要对加工方案进行优化，在保证加工精度的基础上进一步追求加工质量。

4.3 程序编写

在使用数控加工技术时，程序的编写质量往往与最终的加工效果密切相关。技术人员应当在加工标准的基础上，分析工艺、工序，然后按照最小程序段编写加工指令代码，以便最大限度降低数控系统的控制难度，简化工艺流程。

4.4 加工路线

在实行确定加工路线这一步骤时，应当遵守先主后次，先粗后精，最后螺纹的操作原则来进行。科学合理的加工路线选择保证了最终的产品质量，从而保证最后正式投入生产。

4.5 五轴机床

五轴数控机床以其高精度高效率、小批量生产复杂零件且稳定的特性逐步成为主流，在更加严肃苛刻的环境中，CNC加工技术大大提高了工作效率，保证了质量，降低了危险发生的可能。五轴机床与虚拟技术相结合，提前模拟出整个加工过程，规避风险，降低成本，适应于日趋复杂多变的机械市场。

5  促进数控技术在现代机械加工中应用效果的路径分析

5.1 加强优化力度

从机械加工技术的实际应用现状可以发现，机械加工技术对于工业产业的发展起到了决定性的作用，且伴随着工业领域对于机械加工技术的精度要求不断提升，机械加工技术需要利用数控技术实现进一步的优化。以汽车零部件油泵的安装加工为例，油泵的安装水平决定了其实际的应用效果与价值，这对机械加工精度要求较高。为满足油泵的安装需求，就必须进行安装计算，且加工过程不得出现任何误差。目前，我国的汽车油泵安装加工技术与德国等发达国家相比依然存在较大的差异性，为进一步提高产品质量和加工效果，就必须充分利用数控加工技术来对机械加工工艺进行优化和改进。例如：可以在原有的基础上利用数控技术进行功能升级，实现各个生产环节的联动设计，将数控自动化技术进行网络化研究，依靠数据库技术进行产品自检。

5.2 加强自动化技术的应用

数控技术在机械加工过程中的应用可以从根本上提高机械加工的精度与整体质量，但同时也对技术人员的专业水平以及数控编程能力提出了明确的要求。数控加工机床的功能设定需要全部由技术人员完成，只要功能设定合理，数控加工机床即可按照标准的流程和参数对零部件进行加工。在广泛应用数控技术之前，所有的零部件加工全部由人工操作机床完成，人工操作的缺点较为明显，如工时长、标准不一致、易出现误差等。在使用数控技术时，需要注易零部件标准数据参数的设定，要按照实际的零部件规格对数据参数进行准确计算，只有这样才能在真正意义上实现机械自动化加工，提高加工的精准度，实现自动化生产。

5.3 加强对生产精度及生产统一性的控制

机械加工产品普遍具有较高的精度要求，数控加工技術在加工精度控制方面与传统技术相对具有明显的优势，且数控加工技术的使用能够避免人工加工时所产生的精度误差，这对于实现生产统一化具有积极的影响性。在机械加工过程中，多数零部件的精度要求较高，一旦因为人为原因而出现精度误差，则会导致整个零部件的报废，进而为企业造成经济损失。数控加工技术的应用，可以实现整个加工流程的远程控制和自动化操作，技术人员仅需根据生产要求和生产规格设置相应的参数标准即可，且整个生产速度较快，精度较高，有利于实现生产统一化。从这一角度可以看出，在实际应用数控加工技术时，需要充分发挥出数控加工技术的精度优势，进而为批量化、统一化生产奠定良好的技术条件。

5.4 加强对数控加工技术的智能化研究

从某种角度来看，想要从根本上实现数控加工技术的提升，就必须从智能化的角度开展工作，结合数控加工技术的应用现状，加强对生产环节的分析和研究，进而在真正意义上实现数控加工技术的智能化发展。想要实现数控加工技术的智能化发展，就必须以信息化和智能化技术为核心，不断开展相关研究。现阶段，我国在机械加工过程中已经全面实现了信息化，且数控加工技术的自动化程度较高，能够满足企业的批量化生产需求。而从数控加工技术的智能化程度角度来看，其整体智能化程度较低，仅仅能实现部分功能的智能化，但后续将持续性向着智能化的方向发展，这也是数控加工技术现阶段的主要发展方向。

6  结语

数控技术在制造业中的运用将极大地提升制造业的机械化水平，实现设备的控制力，降低加工企业的成本，提高设备的运行的安全性，保障加工技术人员的生命财产安全，避免设备故障，减少不必要的损失。数控技术可以为工作人员提供安全稳定的工作环境，促进我国工业企业的可持续发展。工业作为我国国民经济的重要支柱，数控技术与工业的融合必定会对工业产生积极深远的影响。

参考文献：

[1]文忠华.机械加工技术中数控加工应用现状分析[J].科技与生活，2011（20）：194.

[2]丛高祥，陈丽，李凯，等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程，2011，30（3）：1.

[3]马岩.我国家具加工机械数控技术的开发方向与应用前景[J].林业机械与木工设备，2008（1）：9.

[4]赵永生.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J]. 中国新技术新产品，2015（20）：112.

[5]韩文.现代机械加工中数控加工技术的使用分析[J].科技，经济，市场，2016（3）：9.