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數控技術在現（xiàn）代（dài）機械加工中的（de）應用

2024-9-20 來（lái）源：江蘇省淮海技師學院作者：於方波

摘（zhāi）要：隨著科（kē）技的不斷發（fā）展，數（shù）控技術在現（xiàn）代機械加中的應用已經成為不可缺的重要組成（chéng）部分。數控技術的出現徹底改變了傳統（tǒng）加工工藝的方式，數控技術不僅提高了加工質量與精度（dù），增加了生產效率與加工速度，而（ér）且降低了（le）人力成本（běn）與材料浪費，並實現了複（fù）雜零（líng）件的高效加工與生產。基於此，文章分析了數控（kòng）技術應用（yòng）的優勢，然後從多個方麵探討了數控技術在現代機械加（jiā）工中的（de）應用（yòng）。

關鍵詞：數（shù）控（kòng）技術；現代機械加工；數控車床；數控鑽床

數控技術作為一項現代化加工（gōng）技（jì）術，在各類加工（gōng）工藝中的（de）應用（yòng）正逐漸展現出其巨大潛力和影響力。無（wú）論是雕刻、切割還是焊接，數控技術為（wéi）傳（chuán）統加工工藝帶（dài）來了革命性的改變，通過（guò）自動化控製、精確（què）加工（gōng）和高效生產，提高了加工質量、生產效（xiào）率和加工速度 [1]。

1、數控技術的應用優勢

1.1 提高加工質量與（yǔ）精度（dù）

數控技術在現代機械加工中的應用，尤其在提高加工質量與（yǔ）精度方麵，具有重要的優勢。傳統機械加工依賴於（yú）人工操作，受（shòu）到人為因素的（de）幹擾較大，難以保證加工的一致性（xìng）和（hé）精確度，而應用數控技術（shù）能夠有效（xiào）解（jiě）決這些問題。

數控技術通（tōng）過（guò）編（biān）程控製機床的運動軌跡，能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（gōng）過程，避免人為操作中（zhōng）常見的誤差和不穩定因（yīn）素。這種精確（què）的控製（zhì）能夠保證同一類產品的加工（gōng）結果具有高度一致性，達到更高的質量標準。

數控機床可以實（shí）現複雜的加工要求和形狀。通過合理編寫加工程序（xù），數控（kòng）機床可以完成複雜的（de）加工任務，如曲線加工、三維（wéi）雕刻等，確保（bǎo）產品的精細度和形狀的準確性。而傳統機床因需要（yào）依賴煩瑣的手工操作（zuò）和加工過程往往無法滿足這些要求 [2]。

1.2 提高生產效率

數控技術在現代機械加工中的（de）應用，不僅能夠提高（gāo）加（jiā）工（gōng）質量與精度，還能夠顯著提（tí）高生產效率和加工速度。傳統機（jī）械加工往往依賴（lài）於人工操作，效率低下（xià）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（què）的加工程序，實現自動化加工過程。數控機床能夠按照（zhào）預（yù）先設定的程序進行加工操作，無須人（rén）工的手（shǒu）動幹預（yù）。這種自動化加工極大（dà）地節省了人（rén）力（lì）資源（yuán），同時避免了人為因素對加（jiā）工過程的影響，提高了生產效率 [3]。

1.3 減少人力成本

數控技術在現代機械加工中的應用，除了提高加（jiā）工質量（liàng）與精（jīng）度以及生產效率和加工速度外，還能夠顯（xiǎn）著減少人力成本和材料浪費。傳統機械加工依賴於人（rén）工操作，需要投入大量人力資源，並（bìng）且由於操作（zuò）者的技術水平（píng）和經驗差異，容易導致材料浪費。而數控（kòng）技術的（de）應用，通過自動化和精確控製，很好地解決了這些問題。傳統機械加工需要大量的人工操作（zuò）和監（jiān）控，但數控機床可以通過（guò）預先編寫的加工（gōng）程序進行自動化加工，無須人工操作（zuò），這使（shǐ）企業可以節省用於工人（rén）工資和培訓的成本，並且可以（yǐ）在（zài）加（jiā）工過（guò）程中減少人工操作的錯誤 [4]。

2、數控技術在現代（dài）機械加工中的應用

2.1 數控車床（chuáng）

數控（kòng）技術（shù）作為現代機械加工的重要（yào）應用之（zhī）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。數控車床通過計算（suàn）機控製係統實現對工（gōng）件的加工，具有（yǒu）精度高、效率高、可靠性高等優點。數（shù）控車（chē）床的具體（tǐ）應（yīng）用如下：

（1）編寫加工程序。操作人員根（gēn）據要加工的工件需求，在計算機控製係（xì）統中編寫相應的加（jiā）工程序，包括刀具的選擇、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控車床進行加（jiā）工操作的指導依據 [5]。

（2）裝夾（jiá）工件。操作人員（yuán）根據加工程序中對工件的要求，選擇合適的裝夾方法和裝夾工具，將（jiāng）工件固定在數（shù）控車床（chuáng）的主軸上，確保工件的牢固固（gù）定，以免加（jiā）工過程中（zhōng）產生移動或變形，影響加（jiā）工精度。

（3）進行上機操作。操作人員將預先編寫（xiě）好的加（jiā）工程序（xù）輸入數控車床的計算機控（kòng）製係統（tǒng）中，通（tōng）過操作界麵上的指令選擇相應的程序，並（bìng）設定好加工參數。將機床開啟（qǐ），開始自動加工過程。在加（jiā）工過程中，操作人員需檢查加（jiā）工狀態（tài），觀察加工質量，確保加工精（jīng）度和工件表麵質量。在數控車床的使用過程中，操作人員還需要負（fù）責（zé）刀具的更換和維護保養。根據加工程（chéng）序的（de）要求，選擇適合的刀具進（jìn）行更換，並進行刀具補償的設定。定期檢查刀（dāo）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。操作人員通過測量（liàng）工具（jù）對加工後的工件進（jìn）行尺寸和形狀（zhuàng）的檢查（chá），確保加工質量符合要求。將加（jiā）工好的（de）工件整（zhěng）理、清（qīng）潔，並（bìng）做好相應（yīng）的記錄和歸檔 [6]。

2.2 數控鑽床

在孔加工中，數控鑽床的（de）應用策略主要涉及遵循正確的工藝與（yǔ）操作（zuò）流程、合理選擇鑽杆及刀具參數、優化切削條件等。

（1）遵循正確的工藝與操（cāo）作流程。這包括選擇適當的加工參數，如（rú）進給速度、切削速度和切削深度，以確保（bǎo）孔的（de）加工質量和效率。此外，正確地夾持和定位工件，合理使用冷卻劑和潤滑劑以降低摩擦和熱量，還有對加工過程進行適時的檢測與調整，都是確保孔加工質量和（hé）生產效率的關鍵步驟。

（2）合理選擇（zé）鑽杆及刀具參數。根據材料的不同硬度（dù）、直徑和加工要求，選擇合適的鑽杆和刀具（jù）參數是提高孔加工質量和效率的（de）關鍵因素（sù）。在有效清除切削（xuē）碎屑的同時，合理選擇（zé）刀尖角度、切削刃數以及鑽頭（tóu）塗層（céng）等參數，能提供更好的加工效果和（hé）延長工具壽命，滿足（zú）不同工件孔加工的需求。

（3）優化切削條件。通（tōng）過合理的（de）切削速度、進（jìn）給速度、切削深度和切削路徑，可以實現高效率和高質（zhì）量的孔加工。在此過程中，切削液和冷卻係統（tǒng）的（de）正確應用，能有效降低切削溫度和摩擦力，並減少工具磨損和（hé）工（gōng）件變形，確保孔（kǒng）加工精度和表麵（miàn）質量 [7]。

2.3 數控雕刻（kè）機

數控技術在現代機械加工（gōng）中的應（yīng）用越來越廣（guǎng）泛，其（qí）中數控雕刻機作（zuò）為一種常見的機械設備，在雕刻加工方麵發揮著重要作用，數控雕刻機如圖 1 所示。

圖 1 數控雕刻機

數控雕刻機通過計算（suàn）機控製係統實現對工件的精確雕刻，而多（duō）軸（zhóu）控製和三維加工策略則是提高雕刻精度和複雜度的關（guān）鍵技術。多軸控製是數控雕刻機實現（xiàn）多個軸線的運動控（kòng）製，使雕刻變得更加精確和靈活。多軸控製一般包括 X 軸（橫（héng）向）、Y 軸（縱向）和 Z 軸（zhóu）（上下）[8]。多軸控製使數控雕刻機能夠在三維空（kōng）間內進（jìn）行複雜的（de）雕刻操（cāo）作，實現更加細致和精確的雕（diāo）刻（kè）效果。三維加工是指數控雕刻機在進（jìn）行雕刻時，能夠同時控製多個軸進行複雜的三（sān）維加工。在使用多（duō）軸控製（zhì）和三維加（jiā）工策略時，需（xū）要注意以下要點：

（1）合理設置刀具（jù）路徑。在進行三維加工時，刀具路徑的設（shè）置非常關鍵。通過合理設計刀具（jù）路徑，可以最大程度地（dì）提高加工效率（lǜ）和精度。例如，采用合適的雕刻順序和刀具進給方向，能夠減少工件表麵的殘留痕跡和邊緣的毛刺 [9]。

（2）控製加工參數。在進（jìn）行多軸控製和（hé）三維加工時，需要合理設定（dìng）加（jiā）工參數，如切削速度、進給速度、切削深度等，以實（shí）現最佳的加工效果（guǒ）。合理的加工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（xuǎn）擇。不同（tóng）材料的雕刻要求使用不同類型的刀具，例如金（jīn）屬材料常使用（yòng）硬（yìng）質合金刀具，木材材料常使用銀鋼刀具，塑料材料常使用背光刀具。根據不同（tóng）材料的硬度、脆性和耐磨性等特性，選擇相應的刀具材料和形狀。工人還（hái）要根據雕刻的形狀（zhuàng）和細（xì）節選擇合適的刀具（jù）。不同的雕刻形狀和（hé）細節要（yào）求使用不同形狀的刀具。例如，雕刻精細細節（jiē）時一般選擇刃具尖銳、切削麵小（xiǎo）的刀具；雕（diāo）刻平麵時選擇刀具尺寸較大的直刃刀具 [10]。

2.4 數控切割機

數控切割機如圖（tú） 2 所示，主要應用（yòng）於（yú）金屬材料的切（qiē）割加工（gōng），如鋼板（bǎn）、鋁板（bǎn）、不鏽鋼等的切割。

數控（kòng）切（qiē）割機（jī）能夠應（yīng）用於各種行業，如製造業、汽車（chē）工業、航空航（háng）天工業、建築業等。數控切割機廣泛應用於切割加工領域（yù），可以提高（gāo）生產效率和加工質量。數（shù）控切割機的工作原理（lǐ）是通過（guò）數控係統將加工程序輸入，控製切割設備按照預定路（lù）徑進行材料（liào）切割，可以使用不同的切割方法，如等離子切割、激光切割、水切割等，應根據不同的材料和（hé）切割要求進行選擇 [11]。在使用數控切割機時，需要注意以下要點：

（1）加工程序（xù）的編寫（xiě）。加工程（chéng）序是數控切割機工作的指導（dǎo），在（zài）加工程序中需設置切割（gē）軌（guǐ）跡、切割速度等參數，以實現預期的切割效果。編寫加工程序需要（yào）使用專業（yè）的切割（gē）軟件，通過 CAD/CAM 係統（tǒng）生成工件的切割路（lù）徑和（hé）相（xiàng）關參數，並進行後（hòu）期的程序優化和調整。

（2）刀具控（kòng）製。通過數控技術，可（kě）以精確（què）控製和調整切割機中的刀具位置、速度和刀具路（lù）徑等參數，以實現精準的切割操作。數控切割機中的刀具控製常用（yòng）的方式包括控（kòng）製伺服電（diàn）機、調整刀（dāo）具速度、實現 X軸和 Y 軸的定位等，以實現複雜形（xíng）狀的切割（gē）需求 [12]。

（3）自動化控製。通過自動化控製，數控切割機能夠（gòu）實現自（zì）動開機、自動複位、自動調整切割速度和刀具（jù）路徑等功能。這種自（zì）動化控製使數控切割（gē）機的運行更加簡便（biàn）高效（xiào），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（qì）和數控（kòng）係（xì）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、刀具磨損等進行實時監控。在出現異常情況或切割質量（liàng）下降時，數控係統能夠及時發出警報或停機，保證切割過程的準確性和穩定性 [13]。

3、結束語

隨著科技的（de）不斷發展，數控技術在各類加工工藝中的應用將繼續不斷演進與（yǔ）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，減少了人力成本與材料浪費，而且實現了複雜零（líng）件的加工與（yǔ）生產，拓寬了設計和（hé）加工的可能性。未來，隨著技（jì）術的不斷推進，數控技術（shù）將繼續引領著機械加工行業的發展方（fāng）向。麵對機遇（yù）和挑戰，應積極（jí）推動數（shù）控技術的創新應用，拓展（zhǎn）其（qí）在各個領（lǐng）域的應用前景，助力機械製造業邁向更加智能、高效和可持續發展的新（xīn）階段。

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