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數控（kòng）銑床加工中線性尺寸（cùn）的（de）控（kòng）製方（fāng）法探（tàn）討

2023-3-31 來源：- 作者：-

摘要：數（shù）控銑床是指一類（lèi）具備強大機械加工功能的數控機床。目前（qián），中國高速發展的加（jiā）工中心和柔性加工單元，就是在傳統數控銑床和數控鏜床的基礎上，發展出來的。但（dàn）因為數控銑削加工過程（chéng）最複雜，必須克服的技術問題也最多，所以，當人們在研製和發展（zhǎn）數控係統（tǒng）軟（ruǎn）件和（hé）自動編程語（yǔ）言時，總是將（jiāng）重心放到了銑削工藝（yì）上。基於（yú）此，本文介（jiè）紹了（le）數（shù）控銑床的發展現狀與特點，通過分析數（shù）控銑（xǐ）床加工中線性尺寸（cùn）的影（yǐng）響因素，提出了提高數控銑床加（jiā）工中零件精度的方法。

關（guān）鍵詞：數控銑床加工　線性尺寸　控製（zhì）方法探討（tǎo）

1、引言

目前，社會經濟水平的（de）提升和科學技術的發展推動（dòng）了機（jī）械工程的進步，現階段的傳統機械工程的不僅應用機械（xiè）設備的生產過程，同時也是工業發展進程中重要的“生產力”，特別是自動化的應用和發展，促使生產的效率和整體質量有了極大的提升，對國民經濟

的發展產生了重要的（de）影響作用。但是在實際的（de）運行（háng）中發現，受到多（duō）方（fāng）麵因素的影響，致使自動化創新效率得不到提升，形成生產效率始終得不到有效提升的困境，限製了機械水平的（de）快速提升。為改善這一現狀，相關人員和企業必須要注重這一工作內容的深化，促進機械工程以（yǐ）及自動化水平創（chuàng）新效率（lǜ）的快速提升，從而促進我國長遠發展“更（gèng）上一層樓”。

2、數（shù）控銑床的發展與加工

數控（kòng）銑床是（shì）現階（jiē）段工業發展進程（chéng）中的重要方式和措施，對各式各樣的機械設備的設計和製造有著非常重要的（de）作用。隨著自動化化技（jì）術的（de）不斷發展，機械工程作業控製技術的優勢將得（dé）到充分發揮。我國工業（yè）化的大力扶持（chí），工廠、火電廠等工（gōng）業建設成為了目前急需完成的（de）任務。而機械工程，遠遠離不（bú）開高水平自動化技術，有助於管理控製好機械工程的自動化的控製。簡單來說，機械（xiè）自動化能夠促進整個（gè）社（shè）會更好的發展，對我國農業、工業（yè）的發展（zhǎn）有著非常積極的（de）促進作（zuò）用，自動化的實現使得整個機械工程的工作（zuò）效率快速提升，同時也更符合現階段社會快速發展的趨勢變化的要求。但是伴隨著社會的持續進步和發展，現（xiàn）階段的機械工程已經（jīng）無法滿足工業建設的需要，即機械工程以及自（zì）動化的創新（xīn）來自於社會經濟的進步的壓迫，在越來越先進（jìn）並且充滿各項未（wèi）知挑戰的社會（huì）發展趨（qū）勢中，現階段的機械工程以及自動化與（yǔ）理想目標存在著（zhe）較大的差距（jù），因此創新是該工程進步的必然舉措，進行這（zhè）一工（gōng）程的創（chuàng）新能夠使得機械自動化的效率更好的提升，真正意義上發揮出此工程以及先（xiān）進生產技術的優勢，提（tí）升國民經（jīng）濟的同時提（tí）高自動化水平，繼而奠（diàn）定我國經濟強國的國際地位。

作為機械工程最基礎的生（shēng）產內容，零件加工對於提升零件裝（zhuāng）配質量，改善機械設備應用效果具有深刻影響。現代（dài）工業生產（chǎn）中，機械設（shè）備的零件生產多（duō）是通過銑床完成的，傳統生產模式下，銑床需要進行人工操作控製（zhì），這不僅影響了機械構件的生產效率，而且對（duì）零件產品的生產質量和精度（dù）造成了較大影響。新時期，機械自動化技術在（zài）零件生產中得到了（le）廣（guǎng）泛（fàn）應用，就自動化技術本身而言，其能在計算機係統的作用下，對機械生產過程、機械零件參數（shù）要求等數據進行分（fèn）析，然後係統設計控製程（chéng）序，實現機械零（líng）件自動化（huà）、精（jīng）準化生產。結合生產實際可知（zhī），在機械自動化技術的支撐下，機（jī）械（xiè）零件的（de）生產模式得（dé）到了（le）極大優（yōu）化，在一定程度上（shàng），其實現了機械零件（jiàn）的集成化、精細化生（shēng）產。銑床的加工（gōng）表麵造型，通常（cháng）由（yóu）直線或其他曲線所構（gòu）成。該機械適應性強，加工精度高，機械加工品質穩（wěn）定，製造效率較高。它綜合利用了計算（suàn）機、自（zì）動控製、伺（sì）服驅動（dòng）器、精確計量，以及新型的（de）機械構（gòu）件等科學技術成就（jiù）。這也是未來數控車（chē）床的主要發展方向。

譬如，通過銑床進行零件生產時，可深層次進行機械自動（dòng）化技術的深入和（hé）融合應用，該技術下，生產人員先需要分析各種構（gòu）件的規格、結構、類型，然後在考慮構件缺口（kǒu）的基礎上，對構件的（de）集合（hé）元素進行係（xì）統分析，最後結（jié）合零件應用實際情況進（jìn）行各單（dān）元構連接（jiē），可實現銑床的微連接生產，獲得預期的加工零件。新時期，機械自動化技術在機械加工行業零件生產中的（de）應用日益深（shēn）入（rù），且其（qí）與數（shù）字控製、智能化、現代傳感等技術的交融愈發深（shēn）入。在實（shí）際（jì）生產中，為進一步（bù）提升機械自（zì）動化（huà）技術在零件生產中的應用效果，還應注重機械自動化（huà）與機電一體化的結合，同時應注重機械功能多元化（huà）、零件結構設計標準化、模塊化的（de）控製，並規範使用智能控製技術，提升機械零件（jiàn）製（zhì）造加工的效率（lǜ）和精度。在車輛零部（bù）件機械加工程序中，當數控車床上用來加（jiā）工汽車零件的（de）打孔時，在數（shù）控車床（chuáng）上通常有一個打孔設備（bèi）。在鋼板上打孔時，必須多次（cì）打開。每次開機後，都需要調（diào）節底板的定位。盡管精確度很高，但工（gōng）作效率卻很低下。於是（shì），發明了一個專用於汽零件加工的（de）數控機床。為實現（xiàn）上述開孔高效率的目（mù）的，本實（shí）用新型提出了（le）以下技術方法：

一台進行了汽車零件機械（xiè）加（jiā）工的數控車床，分為底板，在底板頂部的（de）上（shàng）下二端（duān）固定安裝有豎板，在二豎板（bǎn）的上部與頂板緊固相連，在頂板底麵與垂直底板中（zhōng）間（jiān）固定安裝有驅動推杆，在驅動推杆的輸出端固定安置有支承板（bǎn），在驅動推杆前後二端的支承板上方固定安裝了有限（xiàn）位杆，限位杆一頭活動穿過並伸入至頂板上部，在支承板底部的上下二端活動固定安置有接受槽，接收槽的內側活動安置有一頭伸入至支承板下部的對（duì）接杆，在二個對接杆底部均與支承（chéng）板緊固相連，在對接杆的（de）對側裝有限位槽，在支承板的上下二端活（huó）動（dòng）安置（zhì）有螺紋操縱杆，在螺紋控製棒上的一（yī）頭伸入支承板內，在螺絲扣操縱（zòng）杆的另一側固定安裝有限位杆，限位杆的另一（yī）頭則伸入限位裝（zhuāng）置凹槽中，在支承板的底麵（miàn）固定安裝有連杆機構，連杆（gǎn）的底麵固定安裝有驅動（dòng）裝置，驅動裝置的輸出端麵固定安裝有鑽杆（gǎn）。

3、數控銑床的特（tè）點

（1）數控銑床已具備了很大（dà）的生產能力，因此通常不要求使（shǐ）用專（zhuān）用裝夾等特種加工工藝裝置。在（zài）更換工件時（shí），僅需要調出（chū）在數（shù）控係統設備中保存的工藝程序（xù）、裝（zhuāng）夾刀具和調整刀具的數量，生（shēng）產周期（qī）也大大縮短；

（2）高度的生產自動化（huà）可以降低操作人員的勞動強度，有利於生產管理的自動化；

（3）加工（gōng）精度高，加工（gōng）品質（zhì）穩定（dìng）且安全（quán）。數控設備的最大脈衝當（dāng）量一般為零（líng）點（diǎn）零零一毫米，而精密的數控機床則可達 0.08μm，而（ér）且，數控加工設備還減少了操作者（zhě）的操作失誤；

（4）一次性裝夾（jiá）定位後，可加工需要更多（duō）工序加工的零部件。

4、數控銑床（chuáng）加工中線性尺寸的影響因素

集成化、模塊化機械工程（chéng）自動（dòng）化（huà）發（fā）展的重要趨勢（shì）。在數控銑床加工中，機械（xiè）設備（bèi）與信息控製、傳感、現代監控、智能操作（zuò）等多個模塊結合在了一起（qǐ），這（zhè）種單元模塊集成的方式（shì）有效地縮小了機械設備的體積（jī）規模和精細化程度，對於給工業生產具有積極作用。

如在（zài）數控銑床加工中（zhōng）生產中，生產人員可在統籌分析（xī）加工數（shù）據的基礎上，深化機械（xiè）自動化技術在（zài）實際生產中的應用，這樣才（cái）能實（shí）現機械自動化與企業生產現狀的融合，助力企業的自（zì）動化、信息化（huà）發展。柔性自動化是基（jī）於計算機技術發展而來的一種全新技術（shù），其對於（yú）機械自動化技術（shù）優化和企業持續發展具有積極作用。在機（jī）械工程中，相比（bǐ）於集成自動化，柔性自動（dòng）化技術本身更（gèng）加（jiā）科學，智（zhì）能化程度更高。將機械工程與集成自動化、柔性自動化（huà）等技術（shù）結合在一起後，不僅能實現（xiàn）企業生產資源的優化配置，而且能提升企業的核心競爭能力（lì），此外其能促進技術（shù）水平向經濟水平的轉變，助力企業的全麵發展。值得注意的是，在數控銑床加工中，其技術的應用的信息化程度也在不斷提升；這是因為在現代工業生產（chǎn）模式下，人們對於規（guī）範化（huà）、標準化（huà）、精細化生（shēng）產的要求不斷提升，為實現生產過程的有效控製（zhì），人（rén）們（men）在機械自動化技術應用中，愈發重視對設備參（cān）數、生（shēng）態狀態數據的控製，這實現機械自動（dòng）化（huà）技術柔性控製（zhì）與信息化控（kòng）製的集合，有助於提（tí）升機械自動化（huà）技術的整體應用水平，保證工業生產的整體效（xiào）益。經（jīng）過對有（yǒu）關資料的檢索，作者（zhě）列舉了（le）在（zài）數（shù）控銑床加工中零部件精（jīng）度的一些影響（xiǎng）因素，主要可包括在如下幾個層麵：

（1）製造誤差和工具磨損。刀具誤差對加工精度的影響因刀具類型而異；

（2）加工誤差和夾具磨損。夾具偏差（chà），主要是指定位部件、導刀（dāo）部件、分度機構、工裝夾具等的加工偏差 ; 夾具安裝後，與上述部分工作（zuò）麵（miàn）間的相應長度偏差 ; 使用期間，夾具工作表麵（miàn）的磨（mó）損；

（3）加工現（xiàn）場的環境影響。加工現場通常有（yǒu）很多的（de）小金屬碎片。如果這些小金屬屑在零部件的定位表麵（miàn）或定位孔上，會影響零部件的加工精確度。而為了高精度加工，那（nà）些看不見的（de）小金屬片也會影響（xiǎng）加工精確度；

（4）零件內部殘餘應力；

（5）機床誤差（chà），是（shì）指（zhǐ）機床的生產偏差、裝配偏差和損壞。主要（yào）涉及機械導軌的（de）導向誤差、機（jī）械發展軸線的回轉偏差（chà），以及機械傳動鏈的傳動偏差。

5、提（tí）高線性尺寸精度的方法

加工（gōng）精確度，是（shì）指在加工後（hòu）零件的實際幾何參（cān）數（尺寸、形狀和位置（zhì））達到設（shè）計圖樣中（zhōng）規定的理想幾何參數的程度。符合度越高，代表機械加工精確（què）度就越高。可以從以下三個（gè）方麵提高線性尺寸精度：提高（gāo）零件尺寸精度、提高零件形（xíng）狀（zhuàng）精度（dù）、提高零（líng）件位置（zhì）精度。

5.1　提（tí）高（gāo）零件尺寸精度

5.1.1　試切法

通過試切方式所達到的精確度可以相當高。它並不要求複雜的儀器，但是由於這種（zhǒng）方式（shì）比較費時，因此工作效率（lǜ）低下。所以隻（zhī）能用於生產單（dān）件產品（pǐn）和小（xiǎo）批量投產。作為一個試切（qiē）削加工工具 - 匹配，它是在（zài）已加工（gōng）零部件的基礎上加工與另一種匹配的工件，並（bìng）結合另外兩（liǎng）種（或多個）工件進行加工的方（fāng）式。在匹配（pèi）中的最後加（jiā）工（gōng）尺寸要求以與已加（jiā）工零部件的配合要求為準。

5.1.2　調整法

提前用試（shì）樣或標準件調節（jiē）機械、夾具、刀具與工件之間的精確相（xiàng）對（duì）位（wèi），以（yǐ）保證加工工件（jiàn）的尺寸準確度。因為尺寸預先調節完畢，所以在整個機械加工程序中沒有重複切削。而尺寸則是通過手動獲得的，在一個零件的整個機械加工程序中都維持恒定。這就是調節方（fāng）式。也因此，在采用銑床夾具時（shí），刀具的定位由刀塊大小決定。同樣，它一般適用於批量投（tóu）產和小批（pī）量（liàng）生產。

5.1.3　定（dìng）尺寸法

采用（yòng）一定規格（gé）的刀具（jù）來確定工件加工部分長（zhǎng）度的方法（fǎ），叫（jiào）做定徑方法。采用一定標準規（guī）格的刀具進行機械加工，加工表麵的長度根據工件規格（gé）確定。也就是（shì）說，可以采用具備相應規格精度的刀具（如（rú）鉸刀、鉸刀、鑽頭等）來（lái）確保工件加工零件（如孔）的精度。定尺寸法作（zuò）業簡單（dān），產量高，而（ér）且工（gōng）藝精度（dù）穩定。這基本上就和機械（xiè）工人的技術（shù）沒關係了。它產量高（gāo），廣泛應用於不同產品型式。例如，鑽孔和鉸縫等。

5.1.4　主動測量（liàng）法（fǎ）

在機械加工程序中，在機械加工程序中測定加工（gōng）長度，或把（bǎ）測定結果和設計規定的長度加以對比。目前，在主動（dòng）檢測中的值可用數表（biǎo）示。

5.1.5　自動控製法

自動控製法共分為兩種（zhǒng）：①自動檢測是指機械上的一種手動測定工件大小的設備。當工件超過所需大時，檢測設備會發出命令，使機械自行縮回或（huò）終止運行；②數字（zì）控製是由（yóu）機械上的伺服電機、滾動絲（sī）杆（gǎn）來螺母（mǔ）副和一個數字控（kòng）製裝置，用以控製刀柄或操作台的準確運動。

最初的（de）自動控製方式，是通過使用主動測量和機械或液壓（yā）控製（zhì）來實現的。該自動控製方法（fǎ）的產品質量穩定，產量高，且工藝靈活性較好，可滿足多個品種產（chǎn）量。它（tā）是現代機械工業的重要發展方向，是（shì）計算機輔助（zhù）製造技術（shù）（CAM）的重要基石。

5.2　提高零件形狀精度

5.2.1　軌跡法

這種加工方式使用刀尖的軌跡（jì）形成（chéng）工件表麵的圖形。一（yī）般的車削、銑削、刨削（xuē）和打磨都屬於刀尖軌跡法。該方法所得到的圖形準確度（dù），主要依靠於成形（xíng）運動的準確度。

5.2.2　模型法

成形刀具的幾何造型可以用來代替傳（chuán）統機械的一些成形運動，以達到機械加工（gōng）表麵的造型。如（rú）成形車削、銑削（xuē）、打磨等。成形（xíng）方法獲得的圖形（xíng）精度，主要決定於刀刃（rèn）的外形。

5.3　提高零件位置精度

5.3.1　直接找（zhǎo）正裝夾

該方法是一種（zhǒng）裝（zhuāng）夾手段，通過千分表（biǎo）、劃線盤（pán）或目視檢（jiǎn）查直接找到工件在機床上的位置。

5.3.2　劃線找正裝夾

這種夾緊方法產量較少，而且精確度低，對工人的技術要求較高。通常用來單件或小批量生產中的較複雜（zá）、重型零部件的加工，或毛坯材料（liào）尺寸公差很大，工人無法直接用夾具裝裝夾。

5.3.3　用（yòng）夾具（jù）裝裝夾

夾具是針對加工（gōng）工藝中的特點而專門設計的。夾具上（shàng）的（de）定位元件，能使工件迅速地取得相應於（yú）機床和刀具的（de）準（zhǔn）確定位，應用於批量加工和批量生產。

6、數控銑床加工注意事項

規範使用數控銑床加工（gōng）技術，能實現機械工程生（shēng）產模式得以優化，對於提升企業生產效益具有積極作用。新時期，深化（huà）機械自（zì）動化技術應用已經成為企業高效生產的內在要求。在機械工程自動化技術應用中，首先應認識到科學技術是數控銑床加工技術應（yīng）用的基礎，應不斷的進行技術創新，深化現代信息技術在機（jī）械工程（chéng）及自（zì）動化技術中的應（yīng）用。其次在機械工程生產中，還應注重機械自動化技術（shù）發展趨勢的把控，實現技術應用趨勢與生產現狀的有效（xiào）結合。最後（hòu）為進一步（bù）提升機械工程自動化技（jì）術的應用水平，在實際生產中，還應注重其應用體製、機製的優化（huà），一方麵，應加（jiā）大在機（jī）械工程（chéng）自動化技（jì）術應用（yòng）的（de）層麵的資源投（tóu）入，不斷引入新技術、新設（shè）備，為機械（xiè）自動化技（jì）術應用奠定良好基（jī）礎。另（lìng）一方麵，現代企業應強化（huà）機械自動化技術（shù）應用的（de）組織管理，如提升生產人員專業技術水平等，這樣才能提升機械自動化技術應用水平，謀得更大的發展（zhǎn）效益。

7、結語

總而言之，數（shù）控機床技術的應用（yòng）對於機械工程發展具有深刻影（yǐng）響，其直接關係著機械生產的效率和質量。在實（shí）際生（shēng）產中，人們隻有充分認識到機（jī）械自動化生產的優勢特征，深化其在具體行業領域中（zhōng）的應用，完善（shàn）數控銑床加工中線性尺寸的控製方法，才能發揮

數控銑床的價值。

作者：王雪　翟梽錦　楊世航　董樂樂

來源：黃河交通學院　焦作市（shì）數控銑床設備工程技術研究中心　

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