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數(shù)控技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)以及傳感監(jiān)測技術(shù)等融為一體的通過數(shù)字命令信息指令對機(jī)械進(jìn)行二次加工并控制的自動(dòng)化技術(shù),該技術(shù)由數(shù)字化信息設(shè)備以及控制運(yùn)行設(shè)備組成,技術(shù)含量極高,在用于機(jī)械制造領(lǐng)域中能夠大大提升生產(chǎn)效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量和精確度。數(shù)控技術(shù)的特征有以下三點(diǎn):首先,數(shù)控技術(shù)可有效提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量以及精確度,從而提高生產(chǎn)效率。例如,在機(jī)床夾具制造過程中利用數(shù)控技術(shù),在同一時(shí)間內(nèi)對多個(gè)夾具進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)格的加工,簡化操作程序,縮短制造時(shí)間,從而提高了生產(chǎn)聊率,統(tǒng)一規(guī)格的加工操作,讓機(jī)床夾具更符合標(biāo)準(zhǔn),精確度更高。其次,提供簡化工藝流程,減少投入。利用數(shù)控技術(shù)能夠大大簡化工藝數(shù)量和程序,以自動(dòng)化的方式代替更多繁瑣復(fù)雜的工藝,使生產(chǎn)更便利;第三,功能強(qiáng)大。數(shù)控技術(shù)不僅能提高生產(chǎn)效率,統(tǒng)一規(guī)格,提高精確度,還能改變生產(chǎn)參數(shù),使其適用于更多規(guī)格不同、批次不同產(chǎn)品的要求。數(shù)控技術(shù)只需要通過電腦調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)、規(guī)格就可以實(shí)現(xiàn)以上要求。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
2.1機(jī)床設(shè)備上的數(shù)控技術(shù)
機(jī)床設(shè)備是機(jī)械制造過程中的基礎(chǔ)設(shè)備,絕大部分的操作程序都是在機(jī)床上面實(shí)現(xiàn)完成的。數(shù)控技術(shù)引入機(jī)床設(shè)備中將計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)融合進(jìn)機(jī)床設(shè)備中,控制生產(chǎn)過程中的每道工序的參數(shù)、時(shí)間、以及規(guī)格,做到統(tǒng)一規(guī)范化的操作,讓機(jī)床設(shè)備在工作時(shí)更加穩(wěn)定、安全和高效,同時(shí)完善機(jī)床的各類零部件開關(guān)控制,使操作開關(guān)系統(tǒng)、冷卻泵系統(tǒng)等調(diào)節(jié)得更加精準(zhǔn)、細(xì)致。
2.2工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)控技術(shù)
工業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最為頻繁,尤其是食品加工、藥品加工以及印刷造紙等工業(yè)領(lǐng)域。數(shù)控技術(shù)的使用不僅可以有效降低工業(yè)生產(chǎn)中的材料損耗,提高工作環(huán)境的利用率,降低工業(yè)投入成本,將工業(yè)化生產(chǎn)由傳統(tǒng)的、人工化、滯后化帶入一個(gè)智能化、高效化的全新時(shí)代。比如某牛奶加工廠,從牛奶的提取、檢測、加工、包裝等一系列的過程中,采用數(shù)控技術(shù),全程利用計(jì)算機(jī)控制牛奶加工生產(chǎn)的各個(gè)流程和環(huán)節(jié),既保證了效率和質(zhì)量,還能全程監(jiān)控牛奶的生產(chǎn)加工包裝過程,一旦發(fā)現(xiàn)不利因素,可及時(shí)采取應(yīng)對措施解決問題,保證奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的數(shù)控技術(shù)
航空航天技術(shù)一直以來是屬于高精密型的、技術(shù)含量超高的技術(shù),而它所采用到的材料和零件都是經(jīng)過特制而成的。以往沒有出現(xiàn)數(shù)控技術(shù)之前,對于航天器材的制造尚處于較為粗淺的階段,往往不能滿足航空航天的高要求和高標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)數(shù)控技術(shù)引入航天宇航工業(yè)中后,以精密的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及超強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為支撐,力求將航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是對航天器材的小部件的制作更是精益求精,堅(jiān)持節(jié)約,反對能源浪費(fèi)。
2.4汽車領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)
隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質(zhì)量的要求越來越高,汽車作為出行代步工具和顯示人們財(cái)富地位的象征已經(jīng)成為許多人擁有的物品之一,汽車需求量與日俱增,而由此引發(fā)的汽車行業(yè)的競爭愈演愈烈。汽車生產(chǎn)領(lǐng)域引入數(shù)控技術(shù),可以有效提升構(gòu)成汽車各個(gè)零部件的生產(chǎn)速率,加快汽車零部件的組裝和后期測試的效率,加大汽車成品的生產(chǎn)量,提高汽車成品的質(zhì)量,最終提高汽車從生產(chǎn)都投入銷售過程中的經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)階段的汽車生產(chǎn)車間中,全部采用的是現(xiàn)代化、高科技的數(shù)控機(jī)床設(shè)備,生產(chǎn)流水線作業(yè)高效化、智能化,讓汽車從零件的生產(chǎn)、組裝到后期的試運(yùn)行全程控制中,實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)能和高質(zhì)量的要求。
2.5煤礦機(jī)械領(lǐng)域中的數(shù)控技術(shù)
眾所周知,煤炭是人們生產(chǎn)和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的開采以及運(yùn)輸屬于一項(xiàng)高危險(xiǎn)生產(chǎn)活動(dòng),必須要求參與者擁有較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)和高度工作警惕。采煤過程中最常使用到的就是采煤機(jī),尤其采煤工作面的環(huán)境極為惡劣,地形地質(zhì)條件復(fù)雜,通常意義上的采煤機(jī)只能完成小部分工作面的采煤工作量,無法對一整個(gè)礦料進(jìn)行單獨(dú)開采和整合,在這種惡劣的情況下難以正常工作并保證工作效率,倘若引入數(shù)控技術(shù),即在采煤機(jī)添加了數(shù)控氣割,利用焊接技術(shù)將采煤機(jī)功能擴(kuò)展,解決傳統(tǒng)采煤機(jī)程序單一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正??焖俚墓ぷ?,不僅有效提升了采煤工作效率,縮短了煤炭采礦時(shí)間,還大大降低了采煤礦工的危險(xiǎn),值得在煤礦機(jī)械領(lǐng)域廣泛推廣。
3結(jié)論
(1)加工原理誤差。加工原理誤差是在實(shí)際的機(jī)械零件加工過程中,使用和理論加工方法類似的技術(shù)、刀具輪廓以及傳動(dòng)比等使得產(chǎn)生的零件參數(shù)與理論有所偏差。這也是數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中最常出現(xiàn)的精度誤差原因。產(chǎn)生這種誤差的原因有兩種:a.實(shí)際的加工中使用類似的加工方法,在數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作中,為了使加工的流程看起來和理論相似,使用的加工方法和理論上有所差距,這必然會(huì)造成加工原理上的誤差。b.實(shí)際機(jī)械加工中使用的工具和理論模具不一樣,比如刀具輪廓的使用,理論上機(jī)械加工要求刀具應(yīng)當(dāng)具有很高精度的刀具曲面,但是實(shí)際操作中,機(jī)械加工的刀具不能達(dá)到理想的要求,一般會(huì)采用近似的刀具曲面,像弧線、直線等線性進(jìn)行替代,這種情況就會(huì)造成刀具輪廓加工過程中帶來的加工理論誤差。(2)工藝系統(tǒng)誤差。a.機(jī)械零件受力點(diǎn)位置變化引起誤差。在機(jī)械加工工藝的生產(chǎn)中,工藝系統(tǒng)的切削著力點(diǎn)通常會(huì)伴隨著切削的位置進(jìn)行變化,兩者之間位置的變化,使得加工零件受力點(diǎn)在不斷變化,在位置的交錯(cuò)中,會(huì)造成一定的誤差。b.機(jī)械加工受力程度的變化引起誤差。在機(jī)械加工中,零件受力點(diǎn)在不斷變化過程中,點(diǎn)受到的切削程度也會(huì)不一樣,由于被加工的零件本身就存在材質(zhì)、形狀和尺寸的不均勻情況,在加工的過程中就會(huì)形成不同受力點(diǎn)切削的力度不一,形成加工工藝中的誤差。
2數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度提升的誤差補(bǔ)償技術(shù)
在現(xiàn)代科技的發(fā)展和應(yīng)用中,保證機(jī)械加工的精度的方法有兩種,一是提高數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量,二是采用誤差補(bǔ)償技術(shù),本文著重從誤差補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行精度提升的研究。誤差補(bǔ)償一般又可以分為誤差預(yù)防和誤差補(bǔ)償技術(shù),在誤差補(bǔ)償技術(shù)中常用的方法是誤差建模、誤差測量、誤差補(bǔ)償實(shí)施。(1)硬件靜態(tài)補(bǔ)償法。在機(jī)械加工精度控制中利用硬件靜態(tài)補(bǔ)償法是指通過添加外部硬件機(jī)構(gòu),在外力的作用下讓機(jī)床運(yùn)用副位置產(chǎn)生與誤差方向相反的運(yùn)動(dòng)來減少加工中的誤差。在加工螺絲時(shí)由于加工機(jī)床絲杠之間存在誤差,通過螺距校正尺來進(jìn)行絲杠之間的螺距,就屬于是靜態(tài)補(bǔ)償法。由于靜態(tài)補(bǔ)償法的局限性,只能在停止時(shí)進(jìn)行數(shù)值或者是硬件的參數(shù)調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償,在運(yùn)動(dòng)時(shí)不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償,這種硬件靜態(tài)補(bǔ)償法被使用的頻率相對較低,一般會(huì)和其他方法進(jìn)行綜合使用。(2)靜態(tài)補(bǔ)償法和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法綜合使用。上面已經(jīng)給提到靜態(tài)補(bǔ)償法是在數(shù)控機(jī)床加工的靜止時(shí),通過調(diào)整參數(shù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償,這種補(bǔ)償法可以對精度進(jìn)行系統(tǒng)補(bǔ)償提高,不能在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行隨機(jī)的誤差補(bǔ)償,通過和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法的相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)加工精度的大大提高。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是在加工的切削情況下,依據(jù)機(jī)床的工況、環(huán)境條件和空間位置的變化追蹤進(jìn)行補(bǔ)償量亦或參數(shù)補(bǔ)償,通過運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)狀進(jìn)行反饋補(bǔ)償,例如在軸承的機(jī)床加工中,通過對熱量、幾何形狀、切削程度的監(jiān)控進(jìn)行及時(shí)的參數(shù)修改補(bǔ)償,是一種具有現(xiàn)實(shí)實(shí)際意義的誤差補(bǔ)償法,但對于數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平要求極高,投入的成本很大。(3)進(jìn)給伺服系統(tǒng)補(bǔ)償法。伺服系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。這種補(bǔ)償系統(tǒng)可以正反兩個(gè)方向運(yùn)行,能夠根據(jù)加工軌跡的要求,進(jìn)行實(shí)時(shí)的正向或者反向運(yùn)動(dòng),其加工控制精度可以達(dá)到0.1微米,另外它的調(diào)速范圍寬、快速響應(yīng)并無超調(diào)、低速大轉(zhuǎn)矩。在典型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中由步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的開環(huán)控制系統(tǒng),步進(jìn)電機(jī)的角位移或者線位移與脈沖數(shù)成正比,其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,它將指令脈沖變成步進(jìn)電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來控制機(jī)床加工;閉環(huán)進(jìn)給位置伺服系統(tǒng),它主要是采用直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移可通過檢測裝置及時(shí)反饋給數(shù)控裝置中的比較器,以便于指令位移信號進(jìn)行比較,兩者差距有作為伺服電機(jī)的控制信號,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)消除位移誤差;半閉環(huán)進(jìn)給位置伺服系統(tǒng),該系統(tǒng)由位置控制單元和速度控制單元構(gòu)成,光電脈沖編碼器發(fā)出的脈沖,一方面用作位置的反饋信號,另一方面用作測速信號。當(dāng)點(diǎn)擊的負(fù)載變化時(shí)候,反饋脈沖信號的頻率將會(huì)隨著變化,在實(shí)際的機(jī)床加工中,通過控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精度誤差的減小。(4)修改G代碼補(bǔ)償法。G代碼是編制機(jī)床加工程序的語言,G代碼中有刀具的補(bǔ)償功能,像G44、G43是刀具長度補(bǔ)償。G代碼的補(bǔ)償原理是通過對刀位信息的修改來補(bǔ)償誤差的范圍。這種補(bǔ)償也被廣泛用于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工誤差補(bǔ)償,例如Hsu等人建立的五軸機(jī)床誤差補(bǔ)償模型,根據(jù)對模型對CAM軟件生成的初始刀位進(jìn)行修改,用修改G代碼的方法完成數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工誤差補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方法需要G代碼的編程人員進(jìn)行工件的幾何形狀確定,確定工藝過程和刀具軌跡,在進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行中,如果出現(xiàn)位置偏移就需要通過修改G代碼進(jìn)行誤差補(bǔ)償,一般運(yùn)用于比較簡單的加工零件,其形狀不復(fù)雜,主要是直線和圓弧組成的輪廓,數(shù)據(jù)的處理量不大,在遇到工作量大,復(fù)雜的零件時(shí)候,就需要通過計(jì)算機(jī)的G代碼控制進(jìn)行修改,程序員通過計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行編程。(5)坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法。坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法是利用數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)原點(diǎn)偏移,參照位置等信號的反饋進(jìn)行機(jī)床誤差的補(bǔ)償。在程序員進(jìn)行操作時(shí)候,可以通過數(shù)控系統(tǒng)的直觀顯示進(jìn)行零件加工的誤差校對,對于出現(xiàn)誤差的,可以通過操作數(shù)控系統(tǒng)對原點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行重新設(shè)置,使其對出現(xiàn)的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,這種補(bǔ)償方法適用于三軸坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床。這種補(bǔ)償法一般在使用側(cè)頭時(shí)候用的是固定側(cè)頭,同時(shí)還需要一定的軟件補(bǔ)償,保證地基的穩(wěn)定。
3結(jié)束語
綜上所述,誤差補(bǔ)償法可以有效的提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度,并能夠給數(shù)控機(jī)床帶來經(jīng)濟(jì)效益。誤差補(bǔ)償可以有效的控制數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工過程的零件精度,有助于提高機(jī)械加工工藝技術(shù),能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)械加工企業(yè)的高級精度、高級質(zhì)量水平化發(fā)展方向。誤差補(bǔ)償法是在原有數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上,通過科學(xué)的技術(shù)和手段,來實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)的理論值,目前誤差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用和被相關(guān)學(xué)者所關(guān)注,并且在通過不斷完善和更新誤差補(bǔ)償技術(shù),使其成為現(xiàn)代社會(huì)精密工程的主要技術(shù)。
作者:王少彬 單位:浙江省寧波市寧波大紅鷹學(xué)院
參考文獻(xiàn)
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為了提升零件的精密度,提高機(jī)械零件加工的效果和質(zhì)量,人們將先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中,從而保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行達(dá)到預(yù)期的使用效果。其中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)編程技術(shù)可以優(yōu)化機(jī)械零部件的加工工藝,有利于研究分析與刀具設(shè)備相關(guān)的工藝信息,有利于人們用相關(guān)軟件編程程序?qū)?fù)雜的機(jī)械零部件加工處理的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)機(jī)械加工程序優(yōu)化處理,保障其質(zhì)量。
1.1刀具的選擇
在進(jìn)行零部件加工時(shí),數(shù)控銑削加工工藝發(fā)揮著十分重要的作用,因?yàn)樗鼤?huì)影響機(jī)械零部件的加工成本,影響整個(gè)機(jī)械加工的質(zhì)量。作為數(shù)控銑削加工工藝的主要設(shè)備,刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等,不同的刀具在不同的應(yīng)用過程中有著不同的使用效果,所以在選擇刀具的時(shí)候,必須有一定的原則。首先,在選擇刀具類型時(shí)應(yīng)該考察其被加工型面形狀。再次,選取刀具時(shí)應(yīng)采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后,盡可能選擇圓角銑刀進(jìn)行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質(zhì)量,在加工機(jī)械零部件時(shí),有時(shí)也會(huì)對凹形進(jìn)行精細(xì)加工處理,一般情況下,處理工具是球頭刀。然而,在加工凸形面時(shí),人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進(jìn)行加工的情況,就是如果人們明確要求凸形面的加工質(zhì)量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進(jìn)行機(jī)械零部件加工處理時(shí),不能只使用一把刀具,因?yàn)闄C(jī)械型腔存在許多不同的曲面類型。為了順利完成整個(gè)機(jī)械加工處理過程,就必須在處理時(shí)采用從小到大的原則。這樣可以在對機(jī)械零件進(jìn)行加工時(shí)有效避免明顯的質(zhì)量問題,還可以提升機(jī)械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機(jī)械零件的加工的精度,在進(jìn)行機(jī)械零件精加工時(shí),就應(yīng)該用半徑較小的刀具進(jìn)行處理,尤其在進(jìn)行拐角加工時(shí),施工人員選擇刀具時(shí)是根據(jù)型面曲率大小進(jìn)行選擇,并且必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進(jìn)行粗加工
一方面,選用圓角銑刀進(jìn)行粗加工,相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量,而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面,在切削過程中,圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以內(nèi)的范圍的切削變化比較連續(xù)。
1.2刀具的切入與切出
由于機(jī)械加工型腔十分復(fù)雜,所以在機(jī)械加工數(shù)控銑削中,為了完成機(jī)械零部件的加工,需要經(jīng)常更換不同的刀具。在精加工過程中,加工表面質(zhì)量的差異往往受到切出和切入時(shí)的切削方式的變化的影響。因此,應(yīng)該加強(qiáng)對刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過程中,每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會(huì)相同,如果在下次盡進(jìn)刀時(shí)選擇不正確的切入方式,就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線切入工件、刀具通過預(yù)加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的,最簡單的方式便是刀具垂直切入切出,可用于機(jī)械型腔側(cè)壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預(yù)加工工藝孔切入工件;較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線或斜線切入工件;由于可以消除接刀痕,所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進(jìn)行粗加工過程中,如果是單項(xiàng)走刀方式,一般將一個(gè)加工操作開始時(shí)的切入方式作為CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式,但是并不是每一次加工時(shí)都采用這種方式。而這主要導(dǎo)致了工件和刀具的損壞,解決方式一是減少加工步距,二是采用雙向走刀方式或走刀方式進(jìn)行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時(shí)工件相對于刀具的運(yùn)動(dòng)方式就是切削方式,在加工工程中,刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機(jī)械零部件的加工效率與加工質(zhì)量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下,為了使刀具受力平穩(wěn),盡可能地縮短切削時(shí)間。在機(jī)械加工中,經(jīng)常使用的走刀方式包括往復(fù)走刀、單向走刀和環(huán)切走刀三種形式。單項(xiàng)走刀方式切削效率較低,因?yàn)榍邢鞣绞皆诩庸ぶ斜3植蛔?,這樣可以使順銑或逆銑一致,但加了空走刀和提刀。為了保證切削過程穩(wěn)定和刀具均勻受力,在粗加工過程中,切削量較大,所以選用單項(xiàng)走刀方式。在加工過程中,進(jìn)行逆銑和順銑交替加工,質(zhì)量較差,因?yàn)樵诩庸み^程中,進(jìn)行不提刀地連續(xù)切削。一般情況下,選用往復(fù)走刀的情況是半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工,而在粗加工時(shí),不宜采用,因?yàn)榧庸r(shí)的切削量太大。加工過程的平穩(wěn)性、加工表面質(zhì)量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進(jìn)行圓周銑削時(shí),選用順銑或逆銑,則是根據(jù)表面質(zhì)量的要求和加工余量的大小。在實(shí)踐時(shí),一般為了減少機(jī)床的震動(dòng),進(jìn)行粗加工時(shí)余量較大,選用逆銑加工方式較好。而在進(jìn)行精加工時(shí),選擇順銑加工方式,以達(dá)到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強(qiáng)大,應(yīng)用廣泛,效率高,代碼質(zhì)量好,是國產(chǎn)AD/CAM數(shù)控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數(shù)化,可直接設(shè)定實(shí)體、曲面模型,支持高速切削,可以大幅度提高加工質(zhì)量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數(shù)控加工過程中,具有通用后置處理;多軸的數(shù)控加工功能;支持高速加工;支持多軸加工;典型的加工仿真與代碼驗(yàn)證;參數(shù)化軌跡編輯處理;加工工藝控制等。具有靈活的特征實(shí)體造型、強(qiáng)大的曲面實(shí)體復(fù)合造型、完美的曲面實(shí)體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數(shù)控加工具體步驟是:
1)根據(jù)工件圖紙,造型工件;
2)數(shù)控加工方案設(shè)計(jì);
3)根據(jù)被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數(shù)和加工方法;
4)軌跡生成與仿真加工;
5)后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行各種造型設(shè)計(jì),選取合適的設(shè)定數(shù)控加工工藝參數(shù)和加工方法,進(jìn)行仿真加工,生成刀具軌跡,生成加工代碼,解決了復(fù)雜零件不能用手工編程、手工編程耗時(shí)的問題,大大提高編程加工和編程問題。
3宏編程技術(shù)方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
宏編程是可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算(+、-、*、/)、邏輯運(yùn)算(AND、OR、NOT)和函數(shù)(SIN、COS等)混合運(yùn)算與高級語言相像的程序編寫形式。在宏程序形式中,用于編制許多復(fù)雜的零件加工的程序,一般提供判斷、循環(huán)、子程序調(diào)用的分支和方法。在利用宏程序技術(shù)進(jìn)行零部件加工不但可以加工復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件,而且還可以格式化普遍加工,大大縮短編程時(shí)間。比如本零件中的橢圓短半軸、長半軸值發(fā)生變化,只要更改A、B值就行。但是進(jìn)行宏程序編寫時(shí)難度很大,因?yàn)榫幊倘藛T不僅需要知道關(guān)于基本機(jī)械工藝數(shù)控編程的知識,還需要知道深厚的計(jì)算機(jī)語言知識和數(shù)學(xué)建模知識。
4結(jié)束語
(一)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床
當(dāng)下,數(shù)控技術(shù)在機(jī)床生產(chǎn)上的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。機(jī)床設(shè)備為機(jī)械生產(chǎn)提供數(shù)量龐當(dāng)、種類繁多零部件,進(jìn)行零件加工時(shí),由于不同批次、不同廠家的需求不同,零件的規(guī)格也存在細(xì)微差異,此時(shí)就需要通過手工調(diào)整編程數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的規(guī)范化。數(shù)控技術(shù)可以對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的不同工序進(jìn)行整體性或局部性的調(diào)整和監(jiān)控,還能針對實(shí)際情況對工序中的參數(shù)進(jìn)行修改,從而完成即時(shí)性的跟蹤控制。簡而言之,數(shù)控技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)的精密指揮取代操作人員的經(jīng)驗(yàn)性指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)控制裝置的自動(dòng)化操作,并有效提高機(jī)床設(shè)備的控制與執(zhí)行能力。通過將零件規(guī)格與操作誤差數(shù)據(jù)化,合理調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備的啟閉時(shí)間與運(yùn)轉(zhuǎn)周期,實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工精度的提升,進(jìn)而滿足機(jī)械生產(chǎn)工藝復(fù)雜化的具體要求。
(二)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車
汽車操縱靈敏性、機(jī)械動(dòng)力性及速度、安全等方面的要求都要靠精密的內(nèi)部零件來實(shí)現(xiàn)。在汽車購買量不斷增大的今天,數(shù)控技術(shù)在提高生產(chǎn)線效率,保證零件生產(chǎn)速度與質(zhì)量方面依然發(fā)揮著重要作用。除復(fù)雜零件的生產(chǎn)環(huán)節(jié),在進(jìn)行底盤裝配和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí),自動(dòng)化生產(chǎn)線同樣可以節(jié)約大量安裝人力,并有效提供操作的精準(zhǔn)性,避免誤差和瑕疵的產(chǎn)生。此外,數(shù)控系統(tǒng)通過整合大量模擬數(shù)據(jù),還可以實(shí)現(xiàn)對不同款型、功能汽車的柔性控制與柔性生產(chǎn)線歸納。柔性生產(chǎn)線能根據(jù)市場需求完成對高、中、低檔車型的不同調(diào)試,并進(jìn)行新品的開發(fā)工作,以此減小品牌更新?lián)Q代過快對生產(chǎn)線造成的壓力。與此同時(shí),柔性生產(chǎn)線還可通過控制系統(tǒng)與不同操作系統(tǒng)、監(jiān)控反饋系統(tǒng)的不同組合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的更新,并通過汽車生產(chǎn)線與柔性生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量與效能的提高與品牌的創(chuàng)新。
(三)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于煤炭開采
煤炭的發(fā)掘和開采工作存在較大危險(xiǎn)性,對施工質(zhì)量、施工設(shè)備、施工人員也有較高要求,是以在進(jìn)行相關(guān)操作前,必須探明具體礦藏情況、地質(zhì)環(huán)境、氣候環(huán)境及相關(guān)內(nèi)容。數(shù)控技術(shù)能實(shí)現(xiàn)套料選擇方案的最優(yōu),在擴(kuò)大開采規(guī)模、提高工作效率的同時(shí)完成對挖掘的深度、角度、方向等進(jìn)行精確控制,從最大程度上保證施工人員的安全,避免坍塌事故的發(fā)生。
(四)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以造紙業(yè)為例
在完成原木的采購工序后,需要對木材進(jìn)行去皮、正圓、切割、粉碎、熬漿、造紙、曬干等一系列環(huán)節(jié)的處理。然而,流程中產(chǎn)生的廢氣、機(jī)械操縱的失誤都可能對施工人員帶來安全隱患。此時(shí),數(shù)控技術(shù)先通過限制正圓環(huán)節(jié)中的程序參數(shù)實(shí)現(xiàn)原木規(guī)格的統(tǒng)一化,降低后續(xù)環(huán)節(jié)的操作難度,再通過數(shù)控切割等技術(shù)實(shí)現(xiàn)后續(xù)環(huán)節(jié)的相對封閉化,減少相應(yīng)環(huán)節(jié)中的人力投入,從而在確保人員安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效能的提升。數(shù)控技術(shù)在食品生產(chǎn)領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。通過無菌自動(dòng)化生產(chǎn)線,可以完成對食品造型、材料配比、加工時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)化規(guī)定。此外,還可通電子監(jiān)控系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)警裝置及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正制作流程中存在的問題,并進(jìn)行針對性調(diào)整。值得注意的是,工資在勞動(dòng)力導(dǎo)向型為主的工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)開支中占了很大比重,這造成了利益空間的壓縮,不利于生產(chǎn)擴(kuò)大化和高速化,而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用則是通過機(jī)械生產(chǎn)取代手工操作的方式,完成了人力的節(jié)約化與生產(chǎn)的高質(zhì)高效化。
二小結(jié)
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械加工和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行控制的技術(shù)。它是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù),具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)。
目前是采用計(jì)算機(jī)控制,預(yù)先編程然后利用控制程序?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制功能。由于計(jì)算機(jī)軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數(shù)控裝置,使得輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、判斷、運(yùn)算等功能均由現(xiàn)場可編輯的軟件來完成,這樣極大的增強(qiáng)了機(jī)械制造的靈活性,提高設(shè)備的工作效率。
2機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
2.1工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。主要運(yùn)用機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上,或者運(yùn)用于復(fù)雜惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下下,完成人類難以完成的工作,很大程度上改善了勞動(dòng)條件,保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。
在實(shí)際操作中,控制單元是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出指令,完成預(yù)想的操作,同時(shí)同步檢測執(zhí)行動(dòng)作,一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤或發(fā)生故障,由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元,發(fā)出報(bào)警信號和相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動(dòng)力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件的作用下完成規(guī)定操作。
2.2煤礦機(jī)械現(xiàn)代采煤機(jī)開發(fā)速度快、品種多,都是小批量的生產(chǎn),各種機(jī)殼的毛坯制造越來越多地采用焊件,傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)單件的下料問題,而使用數(shù)控氣割,代替了過去流行的仿型法,使用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒等下料,從而優(yōu)化套料的選用方案。使其發(fā)揮了切割速度快、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢,一些零件的焊接坡口可直接割出,這樣大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí),數(shù)控氣割機(jī)裝有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置。它允許對構(gòu)件的實(shí)際輪廓進(jìn)行程序控制,好比數(shù)控機(jī)床上對銑刀的半徑補(bǔ)償一樣。這樣可以通過調(diào)節(jié)切縫的補(bǔ)償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業(yè)汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛,在快速發(fā)展的過程中,汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn),更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過程。
將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體,既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求,做到一次投資,長期受益,又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的生產(chǎn)效率,從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)?!钡膫鹘y(tǒng)觀念,實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實(shí)現(xiàn),不僅如此,數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等,在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。
2.4機(jī)床設(shè)備機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重,面對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求,具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力,即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上,也就是用數(shù)控技術(shù)對機(jī)床的加工實(shí)施控制,這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品,它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上,從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件,使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。
3數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史,由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu),它的通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難;開放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu),顯示了優(yōu)良的性能,能適應(yīng)各種計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái),具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境,操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便,具有較高的性能價(jià)格比,已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。
4結(jié)束語
機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域,極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機(jī)遇。跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時(shí),數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才,進(jìn)而推動(dòng)我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。
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1.1數(shù)控技術(shù)的便利性
(1)數(shù)控技術(shù)的便利性是多方面的展現(xiàn),與傳統(tǒng)制造業(yè)相比,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用就很好地減少了機(jī)械制造中繁復(fù)的工藝流程,通過這種減少工藝流程的方法之后,那么數(shù)控技術(shù)的便利性就會(huì)完全展露無遺。
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用還能夠改變機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù),改變了機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù)之后,我們的機(jī)械制造將會(huì)更加的便利。
1.2數(shù)控技術(shù)的高效率
(1)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工,從而能確保加工的精度和減少輔助的時(shí)間;
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用能夠高質(zhì)量的完成普通機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和零件曲面形狀的加工;
(3)在我國機(jī)械制造產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性存在一定的問題,再加上網(wǎng)絡(luò)化程度也不夠普及,只用于一些簡單的程序數(shù)據(jù)傳輸,就串口通訊技術(shù)來說,網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化水平不高,集成化和遠(yuǎn)程故障的排除能力較弱??偠灾?,數(shù)控技術(shù)在我國機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用上還不是很成熟,需要投入更多的人力和財(cái)力,加強(qiáng)相關(guān)方面的技術(shù)人員的培訓(xùn),不斷地吸收新技術(shù)的同時(shí),真正做到將技術(shù)成果實(shí)踐于實(shí)際操作中。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用探究
2.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床方面的實(shí)際應(yīng)用
在機(jī)床的數(shù)字化作用下對于刀具以及機(jī)械的部件以及主軸的變速等等都是由數(shù)字來進(jìn)行操作,只需要在對機(jī)械的一些零部件加工之前由編程人員把零部件的相關(guān)程序進(jìn)行編程,而后再通過程序的載體,在這一過程中如果是想改變對機(jī)械的零部件加工只要在電腦系統(tǒng)的程序中進(jìn)行修改,輸入新的程序即可,這對于傳統(tǒng)的人工調(diào)整有著很大的方便性,在效率上得到了提高。
2.2數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
在我國的經(jīng)濟(jì)得到穩(wěn)步上升過程中人們的生活水平也隨之得到了很大的提高,在對產(chǎn)品的消費(fèi)方面需求愈來愈大,在這一市場激烈競爭的背景下數(shù)控技術(shù)就有著其重要的作用,數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械制造中得以應(yīng)用能夠在質(zhì)量上以及效率上都能夠得到有效的提高,對于汽車的零部件的加工以及新產(chǎn)品的研制都有著很好的效率提升,從而也把汽車機(jī)械的零部件加工向著集成化以及規(guī)?;姆较虻玫搅税l(fā)展。
2.3數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
(1)當(dāng)前的煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中對于采煤機(jī)械的要求也已經(jīng)愈來愈高,在實(shí)際的采煤環(huán)境制約下采煤機(jī)的種類也比較的多,并且都不是大批的進(jìn)行生產(chǎn),這就給采煤機(jī)械的制造有了很大的困難,對于傳統(tǒng)的機(jī)械制造的技術(shù)在采煤機(jī)的單件下料問題上得不到很好的解決,而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以通過龍骨板程序進(jìn)行下料,對于在套料的選用方案上起到了很好的優(yōu)化作用,在效率提高的同時(shí),在對機(jī)械的零部件生產(chǎn)過程中的精確度也有了很好的保障。
(2)在數(shù)控技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展的同時(shí),也應(yīng)當(dāng)清醒的看到一些不足之處,在長期的發(fā)展過程中,我國的數(shù)控機(jī)床還處在一個(gè)低檔膨脹和中檔發(fā)展遲緩以及高檔進(jìn)口的這樣一個(gè)局面,在我國的一些重要的工程方面的應(yīng)用上還是依靠于進(jìn)口的設(shè)備和技術(shù)來完成,從整體的發(fā)展上來看,我國在數(shù)控技術(shù)上的水平以及精確度和質(zhì)量、性能和其他國家相比還處于比較落后的階段,在自主創(chuàng)新能力方面還不夠,在自主產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)方面還比較的缺乏。
3結(jié)語
首先,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)非常重要。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中,與設(shè)計(jì)中用到的各種公式、器械的基本知識相比,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)非常重要。這是因?yàn)樵趯?shí)際工程的設(shè)計(jì)過程中,對于中間過程的控制若僅使用理論知識進(jìn)行計(jì)算和分析則會(huì)導(dǎo)致實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)果與理論分析的誤差較大,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。在這種背景下,為了得到正確的設(shè)計(jì)結(jié)果,需要采用經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)碚撛O(shè)計(jì)過程中相應(yīng)數(shù)據(jù)做權(quán)重處理。而這些處理過程和經(jīng)驗(yàn)公式中各系數(shù)的選取需要大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)作為支撐,才能得到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。其次,設(shè)計(jì)成本較低,設(shè)計(jì)時(shí)間長。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造領(lǐng)域中,對于某個(gè)零部件的設(shè)計(jì)和制作通常需要相關(guān)工作人員運(yùn)用機(jī)床來實(shí)現(xiàn)。具體的操作步驟為:首先,設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給出設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙;其次,工作人員根據(jù)圖紙和方案,對機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的操作,以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì);最后,操作人員需要與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通,同時(shí)對機(jī)床加工的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)的測量和修改,以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的最終實(shí)現(xiàn)。通過對設(shè)計(jì)的具體步驟的分析可以得出:在傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)中,由于采用人操作機(jī)床的方式完成設(shè)計(jì),因此在這種設(shè)計(jì)下設(shè)計(jì)成本較低。同時(shí),由于在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中需要對產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)的測量和精加工,因此設(shè)計(jì)的時(shí)間較長。最后,不能完全發(fā)揮機(jī)床的作用,降低了工作效率。機(jī)床是采用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)刀具高速旋轉(zhuǎn),來實(shí)現(xiàn)對加工材料的切、削等操作。其中,驅(qū)動(dòng)刀具的電機(jī)具有非常良好的性能;而刀具的設(shè)計(jì)和制作過程也非常嚴(yán)格,以確保刀具的質(zhì)量和切削物體的效率。在操作的過程中,機(jī)床上有精密的刻度來確保操作的精確性。可以看出,機(jī)床的作用就是使操作者可以實(shí)現(xiàn)精密的操作過程,以達(dá)到理想的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。然而,在實(shí)際使用的過程中由于現(xiàn)在對于制造業(yè)誤差的控制非常嚴(yán)格,要求也很高,這導(dǎo)致了操作者不能充分發(fā)揮出機(jī)床原有的高效、高精度的功能,降低了機(jī)床的工作效率和在設(shè)計(jì)中的作用。
2.將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中
使傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)變革為數(shù)控機(jī)械制造技術(shù),這給機(jī)械制造行業(yè)帶來了新的特點(diǎn),主要體現(xiàn)在:首先,提高機(jī)床的效率。通過前文分析可知,傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)中機(jī)床的效率較低。當(dāng)將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中時(shí),可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對加工部件的定位,以及對機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止的控制,同時(shí)還可以對切刀的切換進(jìn)行控制。由于這些控制過程都有計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的指令來實(shí)現(xiàn)。這與人工操作相比,將大大提高每一步操作的精確度,從而提高了機(jī)床的工作效率。其次,改變了原有的設(shè)計(jì)思想。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)思路在圍繞相關(guān)設(shè)計(jì)理論的同時(shí),還要加入一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。對于很多的設(shè)計(jì)工作而言,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)往往比設(shè)計(jì)理論更為重要。當(dāng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)后,這種原有的設(shè)計(jì)觀念和設(shè)計(jì)思想將發(fā)生根本性的變化:一方面,需要新的設(shè)計(jì)理論來對設(shè)計(jì)的相關(guān)工作進(jìn)行指導(dǎo)。新的設(shè)計(jì)理論中,不僅要包含經(jīng)典機(jī)械設(shè)計(jì)中的所有理論,同時(shí)還要包括數(shù)控技術(shù)的相關(guān)理論,設(shè)計(jì)者在對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行理論分析時(shí),要同時(shí)結(jié)合這兩個(gè)理論進(jìn)行分析,以找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案;另一方面,在設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)在整個(gè)設(shè)計(jì)中占的比重會(huì)非常小。當(dāng)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)之間存在沖突時(shí),設(shè)計(jì)者需要根據(jù)新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行[2]衡量,來確實(shí)最終的設(shè)計(jì)選擇。最后,設(shè)計(jì)周期將大幅縮短,同時(shí)設(shè)計(jì)方案的借鑒性變強(qiáng)。當(dāng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域中時(shí),由于設(shè)計(jì)的主要工作都圍繞對于相關(guān)理論的研究和方案的選擇過程中,在這個(gè)過程中由于不涉及具體方案的實(shí)施,因此這與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)相比,會(huì)大大縮減設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)周期。同時(shí),對于較為成熟的設(shè)計(jì)方案,由于設(shè)計(jì)方案均建立在計(jì)算機(jī)的全面控制基礎(chǔ)上,因此這種設(shè)計(jì)方案有較高的借鑒性和重復(fù)利用價(jià)值。然而,需要指出:在現(xiàn)階段雖然數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)對行業(yè)有著諸多有利的影響,但存在其成本較高、相關(guān)技術(shù)還處于發(fā)展階段且不成熟、技術(shù)的掌握有一定的難度等問題。但不可否認(rèn),數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)將是未來行業(yè)的發(fā)展趨勢。因此,如何解決上述問題將是未來數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展方向。
3.總結(jié)
數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的運(yùn)用,是多方面的,多領(lǐng)域的,多視角的。我們在探析其效能實(shí)現(xiàn)途徑的過程中,也應(yīng)該做到具體問題具體分析。詳細(xì)來講,我們可以從以下幾個(gè)角度來進(jìn)行分析:
1)工業(yè)領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。無論是輕工業(yè)食品加工,還是重工業(yè)的金屬冶煉,數(shù)控技術(shù)都能夠找到其用武之地。從整體角度來講,其發(fā)揮的效能就在于代替工作人員完成一系列的工作任務(wù),從而使得勞動(dòng)強(qiáng)度降低,勞動(dòng)環(huán)境良化,工作人員更加安全,工作質(zhì)量更加高,消耗成本更加低。在工業(yè)領(lǐng)域中,數(shù)控技術(shù)的操作同樣是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)控制的,簡單來講,就是將事先做好的編程納入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中去,在運(yùn)行過程中發(fā)出指令,使得其處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。
2)機(jī)床設(shè)備領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。在機(jī)械加工體系中,機(jī)床設(shè)備控制技術(shù)是很關(guān)鍵性的技術(shù),其擁有控制機(jī)床設(shè)備的能力,是現(xiàn)代機(jī)電一體化的重要組成部分。尤其在數(shù)控技術(shù)的幫助下,不僅僅可以使得機(jī)床控制能力得以強(qiáng)化,還使得機(jī)床的生產(chǎn)效率得以全面提升。一般情況下,同樣是以代碼控制方式為主,確定刀具,工件之間的位置,選擇主軸,變速和刀具,冷卻泵的順序方案,在此基礎(chǔ)上計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指令,要求機(jī)床完成相應(yīng)的動(dòng)作。
3)煤礦機(jī)械加工領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用。數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械加工中的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在采煤機(jī)的發(fā)展上。一般情況下,各個(gè)煤礦的開采環(huán)境是千差萬別的,由此導(dǎo)致采煤機(jī)也難以實(shí)現(xiàn)大批量的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式,更多情況下是以研發(fā)速度快,品種多,小批量的生產(chǎn)模式。尤其在初步試件以焊件的方式運(yùn)行,給予傳統(tǒng)機(jī)械加工造成了很大的困難,而數(shù)控技術(shù)可以輕易的對其進(jìn)行切割,并且以龍骨版程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)作,能夠在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)出其優(yōu)勢:其一,切割速度變快,使得采煤的速度變快,也就是說在同等時(shí)間下可以獲得更多的勞動(dòng)收益;其二,采煤質(zhì)量更加穩(wěn)定,能夠產(chǎn)出更加高質(zhì)量煤炭產(chǎn)品;其三,規(guī)避了人力采掘的危險(xiǎn),使得煤礦生產(chǎn)處于安全的狀態(tài)下進(jìn)行;其四,直接切割的操作方式,可以使得生產(chǎn)效率得以全面提升,是實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的重要途徑,能夠在生產(chǎn)利潤最大化方面發(fā)揮作用。
2數(shù)控技術(shù)如何更好的運(yùn)用
到機(jī)械加工領(lǐng)域中去數(shù)控技術(shù)的確可以在機(jī)械加工領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用,但是由于現(xiàn)階段還存在很多制約數(shù)控技術(shù)發(fā)展的因素,使得其效能未能完全發(fā)揮出來。因此為了促進(jìn)數(shù)控技術(shù)效能的發(fā)揮,我們還應(yīng)該積極采取措施去促進(jìn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。具體來講,我們可以從以下幾個(gè)角度入手:
1)明確數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向,建立完善的理論研究體系。從數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,其未來的發(fā)展方向?yàn)椋涸絹碓礁咝阅?,越來越高精度,越來越高速度,越來越高柔性化,越來越模塊化,并且在這樣的發(fā)展過程中,促進(jìn)制造業(yè)朝著自動(dòng)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化和復(fù)合化的方向發(fā)展和進(jìn)步。在數(shù)控技術(shù)發(fā)展方向確定之后,就應(yīng)該建立完善的理論研究體系。具體來講,應(yīng)該做好以下幾方面的工作:其一,高度重視數(shù)控技術(shù)理論研究工作,設(shè)立課題項(xiàng)目,注重企業(yè)與高校之間的聯(lián)合研究,不斷夯實(shí)自身的數(shù)控技術(shù)理論基礎(chǔ);其二,積極學(xué)習(xí)西方數(shù)控技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)設(shè)備,在實(shí)踐中去總結(jié)和歸納先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢,并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大膽創(chuàng)新,促進(jìn)數(shù)控技術(shù)理論的綜合利用率提升;其三,不斷總結(jié)和歸納自身數(shù)控技術(shù)發(fā)展存在的缺陷和不足,以此為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行理論研究,找到查缺補(bǔ)漏的環(huán)節(jié)。
2)注重工序安排和編程工作,形成高效的加工運(yùn)行模式。從本質(zhì)上來講,所謂的數(shù)控技術(shù)就是以程序化的語言指令去實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制,使得其達(dá)到高效的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此過程中的工序安排和編程工作,往往就決定了數(shù)控技術(shù)的質(zhì)量和水平。因此高度重視此項(xiàng)工作的開展,顯得尤為重要。尤其在此方面實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的背景下,很容易出現(xiàn)忽視的問題,難以發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的全部效能。一般情況下,會(huì)出現(xiàn)的問題在于:其一,加工時(shí)先加工套類工件,不能先加工軸;其二,外圓錐測量最好使用車好的內(nèi)錐和內(nèi)圓弧去進(jìn)行測量;其三,精度控制不能單單依靠機(jī)床,應(yīng)該采用二次精車的方式來保證其正確性。上述的各種問題,往往會(huì)影響到高效加工運(yùn)行質(zhì)量和效率。
3)培養(yǎng)專業(yè)化數(shù)控技術(shù)人才,形成高效的數(shù)控機(jī)械管理團(tuán)隊(duì)。專業(yè)化的數(shù)控技術(shù)人才,也是發(fā)揮數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域效能的關(guān)鍵所在。對此,應(yīng)該積極做好以下幾方面的工作:其一,嚴(yán)格做好企業(yè)招聘管理工作,保證進(jìn)入到數(shù)控崗位的人員都是經(jīng)過嚴(yán)格審查的,以保證人才隊(duì)伍整體素質(zhì)處于較高水平;其二,積極開展專業(yè)化的數(shù)控知識培訓(xùn)和教育,使得數(shù)控技術(shù)人員具備專業(yè)化素養(yǎng)和技能,以保證數(shù)控技術(shù)可以順利的運(yùn)用到機(jī)械加工領(lǐng)域中去。
3結(jié)束語
1數(shù)控技術(shù)的原理
數(shù)控機(jī)床使用計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng),能夠在計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程控制和定位工作臺(tái),還具備了和數(shù)控機(jī)床匹配的功能模塊結(jié)構(gòu),很大程度上提高了工作的效率。對固定工件進(jìn)行位置處理,能夠保證程序正常運(yùn)行。使用數(shù)控機(jī)床的時(shí)候,把每個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)分量傳送到驅(qū)動(dòng)光源中,這樣機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)就可以按照編制的路線進(jìn)行。使用裝置中的插補(bǔ)功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄,控制系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信號傳送到控制裝置中從而進(jìn)行管理。中央處理器分析數(shù)據(jù)信息,讓每個(gè)部件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),對零件進(jìn)行精密加工處理。數(shù)控機(jī)床使用的是數(shù)字信息控制運(yùn)動(dòng)過程和機(jī)械加工。設(shè)定編程程序,讓編輯好的程序控制設(shè)備。所以數(shù)控技術(shù)極大的提高了機(jī)械加工的設(shè)備的靈活性,促進(jìn)了加工機(jī)床的發(fā)展。在制造行業(yè)中,數(shù)控技術(shù)已經(jīng)是加工的主體,數(shù)控技術(shù)的高低直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。
2數(shù)控技術(shù)在制造行業(yè)應(yīng)用
2.1在機(jī)床設(shè)備中應(yīng)用
數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)電的重要組成,能夠有效的提高制造業(yè)的工作效率。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用改變了原來的零件加工方式,能夠使用數(shù)字化技術(shù)處理零件的加工工藝,使用編程指令,讓人工操作得到了取代,提高了加工效率。在機(jī)床設(shè)備中應(yīng)用數(shù)控技術(shù),能夠讓生產(chǎn)工序和各項(xiàng)設(shè)備有機(jī)配合,不再調(diào)整機(jī)床工作臺(tái)的位置,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜零件的加工。
2.2在工業(yè)中應(yīng)用
在工業(yè)中,主要是將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線上。采用編程方法,把需要的指令輸入到了計(jì)算機(jī)中,然后通過控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制技術(shù),不再使用人工控制。數(shù)控技術(shù)具有很高的精確度,在保證了加工質(zhì)量的同時(shí),還能夠提高生產(chǎn)效率,人工工作的環(huán)境也得到了改善。在工業(yè)中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床能夠完成復(fù)雜的加工任務(wù),在精度方面也有很好的精確度,在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出現(xiàn)了故障,數(shù)控機(jī)床的相關(guān)傳感和檢測系統(tǒng),就能夠把故障的相關(guān)信息傳輸?shù)接?jì)算中,計(jì)算機(jī)就會(huì)停止機(jī)床的工作,能夠很好的保護(hù)數(shù)控機(jī)床設(shè)備。這樣能夠很大的節(jié)省人力資源,讓企業(yè)的成本降低。
2.3在機(jī)械加工中應(yīng)用
我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅速,不進(jìn)行數(shù)控車床技術(shù)的更新就不能跟上時(shí)展的步伐。很多的機(jī)械制造商已經(jīng)意識到了先進(jìn)技術(shù)的潛力,不斷地引進(jìn)先進(jìn)的焊件。數(shù)控氣割技術(shù)輕松的解決了單件下料難的問題,在工作的時(shí)候,只要保證壓縮接觸面積均勻,就能夠?qū)崿F(xiàn)很好的密封功能,對于產(chǎn)品的內(nèi)外環(huán)凹凸面加工提供了保證,實(shí)現(xiàn)毛坯到成品持續(xù)加工。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械浮動(dòng)油封中也得到了很大的應(yīng)用,能夠?qū)?shù)控鏜銑床編程和現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備進(jìn)行結(jié)合,通過提前編制好齒形子程序,調(diào)整結(jié)合角度就可以滿足質(zhì)量的要求。在機(jī)械加工中,使用數(shù)控車床技術(shù),還能夠提高零件焊接的精度,進(jìn)行密封,能夠從毛坯到成品持續(xù)加工,很大程度上提高了加工效率。
3數(shù)控機(jī)床增效措施
數(shù)控機(jī)床加工工藝和加工設(shè)備中有一些問題,缺乏數(shù)控機(jī)床加工工藝的知識庫和數(shù)據(jù)庫,缺乏加工切削參數(shù),缺乏數(shù)字化管理系統(tǒng)和制造系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床在加工的時(shí)候,需要很長的準(zhǔn)備時(shí)間和等待時(shí)間,發(fā)生故障之后調(diào)試的時(shí)間也很長,這些都降低了數(shù)控機(jī)床的效率。對我國數(shù)控機(jī)床加工工藝現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真分析之后,研究出了一些增加數(shù)控機(jī)床效率的方法。
3.1提高自動(dòng)化程度
數(shù)控技術(shù)在發(fā)展過程中,會(huì)逐漸的提高自動(dòng)化程度,這是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢,也是制造領(lǐng)域的要求。自動(dòng)化程度加快之后,能夠減少加工的時(shí)間,提高加工的效率。經(jīng)過柔性生產(chǎn)線和柔性制造單元以及復(fù)合加工技術(shù),能夠提高數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化和連續(xù)性,這樣可以有效的降低加工所需要的輔助時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
3.2優(yōu)化加工過程
數(shù)控車床加工過程還存在一定的缺陷,通過優(yōu)化生產(chǎn)加工過程,能夠減少加工準(zhǔn)備時(shí)間。在加工中,使用先進(jìn)配套的管理方式、生產(chǎn)技術(shù)、機(jī)械零件制造執(zhí)行系統(tǒng)、刀具自動(dòng)配送、機(jī)械設(shè)備管理等,能夠增強(qiáng)設(shè)備的開動(dòng)率和完整性,對于數(shù)控機(jī)床的持續(xù)運(yùn)行和高效管理具有很好的作用。
3.3優(yōu)化加工設(shè)計(jì)和工藝
數(shù)控機(jī)床加工工藝需要優(yōu)化,在保證零件質(zhì)量的前提下,通過減少加工的時(shí)間,提高加工的效率。數(shù)控機(jī)床使用先進(jìn)的刀具或者是高性能的數(shù)控機(jī)械機(jī)床等,能夠仿真模擬數(shù)控機(jī)床的加工,從而優(yōu)化控制數(shù)控機(jī)床程序。優(yōu)化加工工藝和加工設(shè)計(jì),能夠提高加工的性能,提高切削效率和主軸的加工效率。
4總結(jié)
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 部級期刊
中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 省級期刊
上海電氣(集團(tuán))總公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
東南大學(xué)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級期刊
中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司(SINOMACH)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級期刊
中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦