機械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

時間:2022-02-22 11:27:59

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機械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

一、數(shù)控加工在機械制造業(yè)中的地位和作用

隨著經(jīng)濟社會和科學技術(shù)的不斷發(fā)展,機械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化,機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理,其性能、精度和效率日趨提高,更新?lián)Q代頻繁,生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此,對機械產(chǎn)品的加工提出了高精度、高柔性與高自動化的要求。相應(yīng)的對機械加工的設(shè)備提出了高性能、高精度、高智能和高自動化的要求。在機械產(chǎn)品加工中,大批大量的產(chǎn)品的零件生產(chǎn)時,為了解決高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的問題,多采用專用的工藝裝備、專用自動化機床或?qū)S玫淖詣由a(chǎn)線和自動車間進行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備進行生產(chǎn),生產(chǎn)準備周期長,產(chǎn)品改型費時費力,因而使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長、費用增高。而單件和小批量產(chǎn)品占到機械加工產(chǎn)品的70﹪~80﹪,由于這類產(chǎn)品的生產(chǎn)批量小、品種多,通常加工這類產(chǎn)品采用通用機床加工,當產(chǎn)品改變時,機床與工藝裝備都需作相應(yīng)的改變和調(diào)整,而且通用機床自動化程度不高,難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。尤其是一些曲線、曲面輪廓組成的復雜零件,只能借助靠模和仿形機床,或者借助劃線和樣板用手工操作的方法來加工,加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。特別對空間的復雜曲線曲面,在普通機床上根本無法完成加工。為了解決單件、小批量生產(chǎn),特別是復雜型面零件的自動化加工,隨著計算機的發(fā)展數(shù)控加工應(yīng)運而生。數(shù)控加工是機械制造中的先進加工技術(shù)。它的廣泛應(yīng)用為機械制造行業(yè)和國民經(jīng)濟產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、數(shù)控加工的特點及發(fā)展方向

1.適應(yīng)性強,自動化程度高。在數(shù)控機床上改變加工零件時,只需重新編制程序,輸入新的程序后就能實現(xiàn)對新的零件的加工,而不需改變機械部分和控制部分的硬件,操作者除了操作面板、裝卸零件外生產(chǎn)過程是自動完成的。

2.加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機床工作臺的移動當量普遍達到了0.01~0.0001mm,而且進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進行補償,高檔數(shù)控機床采用光柵尺進行工作臺移動的閉環(huán)控制。數(shù)控機床的加工精度由過去的±0.01mm提高到±0.005mm甚至更高。定位精度也非常高。此外,數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)與機床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性。通過補償技術(shù),數(shù)控機床可獲得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生產(chǎn)的一致性,產(chǎn)品合格率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機床的工作過程一般情況下不需要人工干預,這就消除了操作者人為產(chǎn)生的誤差。

3.生產(chǎn)效率高。數(shù)控機床主軸的轉(zhuǎn)速高;數(shù)控機床結(jié)構(gòu)剛性也非常好,可以實現(xiàn)強力切削;數(shù)控機床的移動部件空行程運動速度快,工件裝夾時間短,刀具可自動更換,輔助時間短,這都可以提高了數(shù)控機床的加工效率。

4.能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的運動。由于數(shù)控機床可實現(xiàn)多軸聯(lián)動,所以數(shù)控機床則可實現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運動和加工任何形狀的空間曲面,適應(yīng)于復雜異形零件的加工。

5.易于建立計算機通信網(wǎng)絡(luò),有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。由于數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息,特別是在數(shù)控機床上使用計算機控制,為計算機輔助設(shè)計、制造以及管理一體化奠定了基礎(chǔ)。

6.數(shù)控加工的發(fā)展方向。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,機械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進,對零件加工質(zhì)量的要求也越來越高。尤其是隨著FMS和CIMS的興起和不斷成熟,對機床數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求,現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。

三、數(shù)控加工技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

1.數(shù)控加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于高精度、形狀復雜的難加工零件。機械制造行業(yè)是最早應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的行業(yè),它擔負著為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供先進裝備的重任。為了提高加工質(zhì)量和加工效率數(shù)控加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)。如汽車發(fā)動機、變速箱、曲軸柔性加工生產(chǎn)線上采用的數(shù)控機床和高速加工中心,以及焊接、裝配、噴漆機器人、板件激光焊接機和激光切割機等。同時,數(shù)控加工技術(shù)還廣泛應(yīng)用于航空、船舶、發(fā)電行業(yè)的螺旋槳、發(fā)動機、發(fā)電機和水輪機葉片等零件加工用的高速五坐標加工中心、重型車銑復合加工中心等。

2.數(shù)控加工技術(shù)在機械加工中的其它應(yīng)用。由于數(shù)控機床剛性好,制造和對刀精度高,能方便和精確地進行補償,所以能加工尺寸精度要求高的零件;由于數(shù)控機床具有直線和圓弧插補功能,可以加工輪廓形狀復雜的零件;在數(shù)控車床上可以加工特殊螺紋零件;在數(shù)控銑床上可以加工變斜角類零件和空間曲面類零件;在加工中心上可以加工整體葉輪類、模具類等復雜曲面的異形零件還可以實現(xiàn)在金屬表面刻字、刻線和可圖案等特殊加工。

四、結(jié)束語

數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ);數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,而且隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用前景將更加廣闊。

作者:危春燕 單位:山西省長治市華北機電學校

參考文獻:

[1]中國科學技術(shù)協(xié)會主編.2008-2009儀器科學與技術(shù)科學發(fā)展報告[M].中國科學技術(shù)出版社,2009.