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機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用論文
一、數(shù)控加工在機(jī)械制造業(yè)中的地位和作用
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，機(jī)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(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工提出了高精度、高柔性與高自動(dòng)化的要求。相應(yīng)的對(duì)機(jī)械加工的設(shè)備提出了高性能、高精度、高智能和高自動(dòng)化的要求。在機(jī)械產(chǎn)品加工中，大批大量的產(chǎn)品的零件生產(chǎn)時(shí)，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(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)車間進(jìn)行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，產(chǎn)品改型費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因而使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長、費(fèi)用增高。而單件和小批量產(chǎn)品占到機(jī)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(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，機(jī)床與工藝裝備都需作相應(yīng)的改變和調(diào)整，而且通用機(jī)床自動(dòng)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(fù)雜零件，只能借助靠模和仿形機(jī)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(duì)空間的復(fù)雜曲線曲面，在普通機(jī)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(fù)雜型面零件的自動(dòng)化加工，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展數(shù)控加工應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工技術(shù)。它的廣泛應(yīng)用為機(jī)械制造行業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
二、數(shù)控加工的特點(diǎn)及發(fā)展方向
1.適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高。在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只需重新編制程序，輸入新的程序后就能實(shí)現(xiàn)對(duì)新的零件的加工，而不需改變機(jī)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(dòng)完成的。
2.加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的移動(dòng)當(dāng)量普遍達(dá)到了0.01～0.0001mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，高檔數(shù)控機(jī)床采用光柵尺進(jìn)行工作臺(tái)移動(dòng)的閉環(huán)控制。數(shù)控機(jī)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(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性。通過補(bǔ)償技術(shù)，數(shù)控機(jī)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(jī)床的工作過程一般情況下不需要人工干預(yù)，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(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速高；數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性也非常好，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力切削；數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件空行程運(yùn)動(dòng)速度快，工件裝夾時(shí)間短，刀具可自動(dòng)更換，輔助時(shí)間短，這都可以提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率。
4.能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。由于數(shù)控機(jī)床可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，所以數(shù)控機(jī)床則可實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和加工任何形狀的空間曲面，適應(yīng)于復(fù)雜異形零件的加工。
5.易于建立計(jì)算機(jī)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(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，特別是在數(shù)控機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、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(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對(duì)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(duì)機(jī)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(jī)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(fù)雜的難加工零件。機(jī)械制造行業(yè)是最早應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的行業(yè)，它擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供先進(jìn)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(dòng)機(jī)、變速箱、曲軸柔性加工生產(chǎn)線上采用的數(shù)控機(jī)床和高速加工中心，以及焊接、裝配、噴漆機(jī)器人、板件激光焊接機(jī)和激光切割機(jī)等。同時(shí)，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(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)葉片等零件加工用的高速五坐標(biāo)加工中心、重型車銑復(fù)合加工中心等。
2.數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械加工中的其它應(yīng)用。由于數(shù)控機(jī)床剛性好，制造和對(duì)刀精度高，能方便和精確地進(jìn)行補(bǔ)償，所以能加工尺寸精度要求高的零件；由于數(shù)控機(jī)床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，可以加工輪廓形狀復(fù)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(fù)雜曲面的異形零件還可以實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用前景將更加廣闊。
參考文獻(xiàn)：
[1]中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主編.2008-2009儀器科學(xué)與技術(shù)科學(xué)發(fā)展報(bào)告[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社,2009.
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