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數控（kòng）技術（shù）在現（xiàn）代機械（xiè）加工中的應用

2024-9-20 來源：江蘇省淮海技師學院作者：於方波

摘要：隨著科技的不斷發展，數控技術在現代機械加（jiā）中的應用已經（jīng）成為不（bú）可缺（quē）的（de）重要組成部分。數控技術的出現徹底改變了傳（chuán）統加工工藝的方（fāng）式，數控技術不僅（jǐn）提（tí）高了加工質量與精度，增加了生產效率與加工速度，而且降低了人力成本與材料浪費，並（bìng）實現了複雜零件的高效加工與生產。基（jī）於此，文章分（fèn）析了數控技術（shù）應用的優（yōu）勢，然後從多個方麵探討了數控技術在現代機械加工中的應用。

關（guān）鍵詞（cí）：數控技術；現代（dài）機械加工；數控車床；數控鑽床

數（shù）控技術作為一項現代化加工技術，在各類加工工藝中的應用正逐漸展現出其巨大潛力和影響力。無論是雕刻、切割還（hái）是焊接，數控技術為傳統加工工藝帶來了革命性的（de）改（gǎi）變（biàn），通過自動化控製、精（jīng）確加工和高效生產，提高了加工質量、生產效率和加工速度 [1]。

1、數控技術的應用優勢

1.1 提高加工（gōng）質量與（yǔ）精（jīng）度

數控技術在現代機械加工（gōng）中的應用（yòng），尤其（qí）在提高加工質量與精度方麵，具有重要的優勢。傳（chuán）統機械加工依賴（lài）於人（rén）工操作，受到人為因素的幹擾較大，難以保證加（jiā）工的（de）一致性和精確度，而應用數控技術能夠有效解決（jué）這些問題。

數控技術通過編程控製機床的運動軌跡，能（néng）夠提供高度準確的加工路徑和步進距離。相比傳統機床，數控機床能夠實現更精確的加工過程，避免人為操作中常見的誤差和不穩定因素（sù）。這種精確的控（kòng）製能夠保證（zhèng）同一類產品的加工結果（guǒ）具有高度一致性，達到更高的質量標準。

數控機床可以實現複雜的加工要求和形狀。通過合理編寫加工程序，數控機床可以完成複雜的加（jiā）工任務，如曲（qǔ）線加工、三維雕刻等，確保產品的精細度（dù）和形（xíng）狀（zhuàng）的準確性。而傳統機床因需要依賴煩瑣的手工操作和加工過程（chéng）往往無法滿足這些要求 [2]。

1.2 提（tí）高生產效率

數控技術在現代機械加工中的應用，不僅能（néng）夠提高加工質量與精度，還能夠顯著提高生產效率和加工速度。傳統機（jī）械加（jiā）工往往依賴於人工（gōng）操作（zuò），效率低下且受限於人力的局限性。而數控技術的引入，極大地改善了這一情況。數控技術通過編寫精確的加工（gōng）程序，實現（xiàn）自（zì）動化加（jiā）工過程。數控機床能夠按照預先設定的程序進行加工（gōng）操作，無須人工的（de）手（shǒu）動幹（gàn）預。這種自動化加工極大地節省（shěng）了人力資源，同時避免了（le）人為因素對加工（gōng）過程的影響，提高了生產效率 [3]。

1.3 減少人力成本（běn）

數控技術（shù）在（zài）現代機械加工中的應用，除了提高（gāo）加工質量與精度（dù）以及生產效率和加工（gōng）速（sù）度外，還（hái）能夠顯著減（jiǎn）少（shǎo）人力成本和材料浪費。傳統機（jī）械加工依賴於人（rén）工操作，需要投入大量人（rén）力（lì）資源，並且由於操作（zuò）者的技術水平和（hé）經驗差異，容易導（dǎo）致（zhì）材料浪費。而數控技術（shù）的（de）應用，通過自動化（huà）和精確控製（zhì），很好地解決了（le）這些問（wèn）題。傳統（tǒng）機械加工需要大（dà）量的（de）人工操作和監控，但數控機床可以通過（guò）預先（xiān）編寫的加工程序進行自動化加工，無須人工操作，這使企業（yè）可以節省用於工人（rén）工資（zī）和培訓的（de）成本，並且可（kě）以在加（jiā）工過程（chéng）中減少人工操作（zuò）的錯誤 [4]。

2、數控技術在現代機械加工中的應用

2.1 數控車（chē）床

數控技術作為現代機械加工的重要應用之一，不僅在銑削方麵有所應用，在車削方麵同樣發揮著巨大的作用。數控車床（chuáng）通過計算機控（kòng）製係統（tǒng）實現對工（gōng）件的加工，具有（yǒu）精度高、效率高、可靠性高等優點。數控車床的具體（tǐ）應（yīng）用如（rú）下：

（1）編（biān）寫加工程序。操作人員根據要加工的（de）工（gōng）件需求，在（zài）計（jì）算機控製係統中編寫（xiě）相應的加工（gōng）程序，包括刀具的選（xuǎn）擇（zé）、刀具路徑、加工深度等參數的設置。編寫好的加工程序將作為數（shù）控車床進行加工操作的指導（dǎo）依據 [5]。

（2）裝夾工（gōng）件。操作（zuò）人員根據加工程序中對工件的要求，選（xuǎn）擇合適的裝夾方法和裝夾工具，將工件固定在數控車床的主（zhǔ）軸上，確（què）保工件的牢固固定，以免加工過（guò）程中產生（shēng）移動或變形，影響加工精度（dù）。

（3）進行上機操（cāo）作。操作人員將預先編寫好的加工程（chéng）序輸入數（shù）控車（chē）床的計算機控製（zhì）係統中（zhōng），通過（guò）操（cāo）作界麵上的指令選擇相應的（de）程序，並（bìng）設定好加工參數。將機床開（kāi）啟，開始自動加工過程。在加工（gōng）過程中，操作人員需檢查加工狀態，觀察加工質量，確（què）保加工精度（dù）和工件表麵質量。在數控車床的使用過（guò）程中，操作人員（yuán）還需要（yào）負責（zé）刀具的更換和維護保養。根據加工程序的要求，選擇適合的（de）刀具進行更換，並進行刀具補償的設定。定期檢查（chá）刀具的磨損情況，及（jí）時更換和維護，保證加工質量和工具壽命（mìng）。操作人員通過測量工（gōng）具對加（jiā）工後的工件進行尺寸和形狀的檢查，確保加工質量符合要求。將（jiāng）加工好的工件整理、清潔，並（bìng）做好相應的記錄和歸檔 [6]。

2.2 數控鑽床

在孔加（jiā）工中，數控鑽床的應用策略主要涉及遵循正確的工藝（yì）與操作流程、合理（lǐ）選擇鑽杆（gǎn）及刀具參數（shù）、優化切削條件等。

（1）遵（zūn）循正確的工藝與操作流（liú）程。這包括選擇適當的加工參數，如進（jìn）給速度（dù）、切削速（sù）度和切削深度，以確保孔的加工質量和（hé）效率。此外（wài），正確地夾持和定位工件，合理（lǐ）使用冷卻劑和潤滑劑以降低摩擦和熱量，還有對加（jiā）工過程進行適時的檢測與調整，都是確保孔加工質（zhì）量和生產效率的關鍵步驟（zhòu）。

（2）合理選擇鑽杆及刀（dāo）具參數。根（gēn）據材料的不同（tóng）硬度、直徑和加工（gōng）要（yào）求，選擇（zé）合（hé）適的鑽杆和刀（dāo）具參（cān）數是提（tí）高孔加工質（zhì）量和效率的關鍵因素。在有效清除切削碎屑（xiè）的同時，合理選擇刀尖角度、切削刃數以及鑽頭塗層等參數，能提（tí）供更好的加工效果和延（yán）長（zhǎng）工（gōng）具壽命，滿足不同工件孔加工的需求。

（3）優化切削條件。通過合（hé）理的切削（xuē）速度（dù）、進給速度、切削深度和（hé）切削路徑，可以實現（xiàn）高（gāo）效率（lǜ）和高（gāo）質（zhì）量（liàng）的孔加工。在（zài）此（cǐ）過程（chéng）中，切削（xuē）液和（hé）冷（lěng）卻係（xì）統的正確應用，能（néng）有效降低切削溫度和摩擦力，並減少工具磨（mó）損和工（gōng）件變形，確保孔加工精度和表麵質量 [7]。

2.3 數控雕刻機

數（shù）控技術在現代機械加工中的應用越來越（yuè）廣泛，其中數控雕刻機作為一種常見的機械設（shè）備，在雕刻加工方麵發揮著重要作用，數控雕（diāo）刻機如（rú）圖 1 所示。

圖 1 數控雕刻機

數控雕刻機通過計算機控製係統實現對工（gōng）件（jiàn）的精確雕刻，而多軸控製和三維加工策略則是提高雕刻精度和複雜度的關鍵（jiàn）技術。多軸控製是數（shù）控雕刻機實現多個（gè）軸線的運動控（kòng）製，使雕刻變得更加精（jīng）確和靈活。多軸控製一般包括（kuò） X 軸（橫向）、Y 軸（縱（zòng）向）和 Z 軸（上下）[8]。多軸控製使數控雕刻機能夠在三維（wéi）空間內進行複雜（zá）的雕刻操作，實現更加細致（zhì）和精確的雕刻效果（guǒ）。三維加工是指數控（kòng）雕刻機在進行雕刻時，能夠同時控製多（duō）個軸進行複雜的三維加工。在使用多軸控製和（hé）三維（wéi）加工策略時，需要注意以下要點：

（1）合（hé）理設置刀（dāo）具路徑。在進行三維加工時，刀具路徑的設置非常關鍵。通過合理設計刀具路徑，可以最（zuì）大程度地（dì）提高加工效率和精度。例（lì）如，采（cǎi）用合適的雕刻順序和刀具進給方向（xiàng），能夠減（jiǎn）少工件表麵的（de）殘留痕跡和邊緣的毛刺 [9]。

（2）控製加工參數。在進（jìn）行（háng）多（duō）軸控（kòng）製和三維加工時，需（xū）要合理設定加（jiā）工參數（shù），如切削速度（dù）、進（jìn）給速度、切削深度等，以實現最佳的加工效果。合（hé）理的加工（gōng）參數能夠確保雕刻操作的穩定性和工件質量的穩定性。

（3）注意刀具的選擇。不（bú）同材（cái）料的（de）雕刻要求使用不同類型的刀具，例如金屬材料常使用硬（yìng）質合金刀具（jù），木材材料常使用銀鋼刀（dāo）具，塑料材料常使用背光（guāng）刀具。根（gēn）據不同材料的硬度、脆性和耐磨性等特性，選擇（zé）相應的（de）刀具材料和形狀。工人還要根據雕刻的形狀和細節選擇合適的刀具。不同（tóng）的雕刻形狀和細節要求使用不同形狀的（de）刀（dāo）具。例如，雕刻精細細節時一般選擇刃具尖（jiān）銳、切削麵小的刀具；雕刻平麵時選擇刀具尺（chǐ）寸較大的直刃刀具 [10]。

2.4 數控切割機

數控切割機如圖 2 所示，主要應用於金屬材料（liào）的切割加（jiā）工（gōng），如鋼板、鋁板、不鏽鋼等的切割（gē）。

數控（kòng）切割機能夠應用於各種行業，如製造業、汽車工業、航空航天工業、建築業（yè）等。數控切割機廣泛應用於切割加工領域，可（kě）以提高生產效率和加工質量。數控切割機的工作原理是通過數控係統將加工程序輸入，控製切割設（shè）備按照預定路徑進行材（cái）料切割，可（kě）以使用不同的切割方法，如等離子（zǐ）切割、激光切（qiē）割（gē）、水切割（gē）等，應根據不同的材料和切割要求（qiú）進（jìn）行選（xuǎn）擇 [11]。在使用數控切割機時，需要注意以（yǐ）下要點：

（1）加工程（chéng）序的編寫。加工程序是數控切（qiē）割機工作的指導，在加（jiā）工（gōng）程序中需設置切割軌跡、切（qiē）割速度等參數，以實現預期的切割效果。編寫加工程序需要使（shǐ）用專業的切割軟件，通過 CAD/CAM 係統生成工件的切割路（lù）徑和（hé）相關參數，並進行後期的程（chéng）序優化和調整。

（2）刀具（jù）控製。通過數控技術，可以精確（què）控製和調（diào）整切割機中的刀（dāo）具位置、速度和刀（dāo）具（jù）路徑（jìng）等參數，以實現（xiàn）精準（zhǔn）的（de）切割操作。數控（kòng）切割機中的刀具控製（zhì）常用的方式包括控製（zhì）伺服電機、調整刀具速（sù）度、實現 X軸和 Y 軸（zhóu）的定位等，以實現複雜形狀的切割需求 [12]。

（3）自動化控（kòng）製。通過自動化控製，數（shù）控切割（gē）機能夠實現自動開機、自動複位、自動調整切割速度和刀具路徑（jìng）等（děng）功能。這種自動化控製使數控切割機的運行更加簡便高效，減少了人工幹預，節約了時間和成本。

（4）性能監控和故障檢測。通過傳感器和數控係統的結合，數控切割機能夠對切割過程中的切割質量、切割速度、刀具磨（mó）損（sǔn）等進行實時監控。在（zài）出現異常情況或切割質量下降時，數控係統能夠及時發出警報（bào）或停機，保證切割過（guò）程（chéng）的準確性和穩定（dìng）性 [13]。

3、結束語

隨著科技的不斷發展，數控技術在（zài）各類加工工藝中的應用將繼續（xù）不斷演進與創新，不僅提高了加工質量與精度，增加了生產效率與加工速度，減少了（le）人力成本與材料浪費，而且實現了複雜零件的加工與生產，拓寬了設計和加（jiā）工的可能性。未來，隨著技術的（de）不斷推進，數控技術（shù）將繼續引領著機械加工行業的（de）發展方向。麵對機遇和挑戰，應積極推動數控技術的創新應用，拓展其在各個領域（yù）的應用前景，助（zhù）力（lì）機械製造業邁向更加智能、高（gāo）效和可持續發展的新階段。

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