時間:2023-06-06 09:39:46
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控加工發展,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
對于中國這個制造業大國來說,模具是制造產品的基礎,而如今模具的生產肯定離不開數控加工技術,數控加工技術可以連續對進行切換的工序不間斷加工,節省了切換工序的時間,提高了工作效率,從而提高了模具制造企業的生產效益,節省了很多的勞動力,這也等于節省了很大一部分成本,而且數控機床加工精細,也大大提高了模具的質量。
二、模具數控加工的意義
第一,節省了模具制造時間,對開發出來的新模具能夠及時制造出來。模具并不是最終產品,而是為新產品提供一個創造的工具,所以模具的生產并不是大量的,有可能每種模具就只制造一件,產品更新換代非常快,這就要求新模具的開發要跟上產品的更新換代,所以現在新模具的開發時間也逐漸縮短,而數控加工縮短了模具的制造時間,這就給新模具的開發節省了很大一部分時間,不僅如此,數控加工精細的特點也使加工出來的模具具有較高的質量[1]。第二,對模具的設計進行誤差控制。新模具的開發并不是一制造出來就能生產出所需產品的,新模具的結構往往不是那么固定,即使跟隨所需形狀和結構進行制作出來以后也要進行產品的試生產,所以在模具制造過程中經常會有多處地方需要進行修改,這些修改就要對模具進行重新加工,為了保證產品的質量以及外觀,對模具的設計必須要進行誤差控制,否則將對產品有很大的影響,模具要求表面不能有較高的粗糙度,而數控加工能夠對模具內外表面進行很好的誤差以及粗糙度控制,使模具的生產更加符合生產商要求。
三、數控加工技術在模具制造中的應用
第一,控制模具誤差方面。模具數控加工一般是通過控制數控加工系統誤差來對模具的精確度進行控制的,所謂控制數控加工系統就是提高數控機床的穩定性和幾何精度,以用來提高數控加工精度,現在的數控加工精度已經可以控制在亞微米階段,有關專家正在對納米級的數控加工進行研究。第二,加工應變能力方面。數控機床能夠在同一機床和同一數控系統之下加工不同形狀的模具,數控加工不像傳統加工一樣一次只能對一種模具進行加工,數控加工可以最大程度的實現加工柔性化,數控加工系統通過儲存和編輯用戶技術經驗來進行同機床不同模具的制造。第三,管理方面。通過網絡建立多種通信協議,在網絡平臺上指揮各種工作的完成,比如遠程進行監視、遠程操作加工程序、網絡檢測模具質量以及網絡進行技術診斷等[2]。除了網絡操作機器之外,也在網上監督員工的工作情況等。第四,智能化系統。計算機控制的加工CNC智能系統控制加工過程,具有自己診斷和自己調整特點的智能系統在加工過程中自動編程加工數據控制加工。
四、國內模具制造技術的回顧與模具
數控加工技術的未來發展前景第一,國內模具制造技術的發展回顧。自1978年至今,我國的模具制造業主要分為三個發展階段,第一階段,1978年到1990年的發展初期,這個階段我國主要是靠引進硬件設備結合相應的合資運營方式來進行基礎的制造工藝,這時候我國還不具備模具生產能力,但是引進硬件設備也使我國生產水平得到了提高,為后來我國自己制造模具打下了基礎;第二個階段是從1990年到2000年,這一階段是模具制造技術在我國的穩步發展階段,這時的計算機發展非常迅速,計算機用于制造業帶動了制造業的快速發展,而機床作為制造業的領先者很早就用計算機進行控制,很大程度上提高了我國模具制造的水平,這一時期對于我國制造業而言是一次很大的變革,以前不敢想沒法制造出來的模具都可以通過數控機床進行加工制造出來,但是,這一階段的數控加工技術還存在著很多的問題,比如數控機床制造模具的成本過高,技術不到位,模具質量得不到保證,產量也相對較低,并且這時的數控系統還主要是進口而來,進口成本過高導致數控機床沒法得到大量應用,我國的制造能力還是很低;2000年至今是第三個階段,這一階段是我國模具數控加工技術發展的階段,我國現在已經能夠自主研發所需要的數控系統,2001年我國加入世界貿易組織WTO,之后在國際貿易上我國終于獲得公平對待,可以用平常價引進先進的數控機床,極大的促進了我國制造業的發展,提高了我國的模具制造水平,由此,數控技術開始在我國真正的被廣泛應用于模具制造,模具制造技術得到飛速發展,從而產生了很多新的模具制造技術,但是,比起發達國家我國的數控加工技術還相對比較落后,所以我國還需加快對數控加工技術的研究以達到能對一些高精度的大型模具進行制造[3]。第二,對模具數控加工技術的前景展望。未來的模具制造可能會從以下幾點進行研究發展:(1)激光加工技術,近幾年激光加工技術是模具加工研究的熱點,使用激光加工,能使加工的模具更精細化,還能避免磨損以及加工刀具變形等問題;(2)超聲波加工,超聲波是振動產生的一種物理現象,模具制造中使用超聲波能對導電材料和絕緣體進行差別化的切削,使切削方法更嚴密;(3)高壓水射加工,將水的壓力勢能轉化為動能對材料進行切削,這種方法零污染且適用于任何材料的切割,對環境起到一定的保護作用。
五、結束語
綜上所述,數控加工技術在模具制造中有著傳統加工技術望塵莫及的優勢,其不但能使模具的質量有所提高,也能夠節省勞動力降低成本,對制造企業而言是非常有利的,我國數控加工技術相對還比較落后,但是政府對數控加工技術的研究非常支持,相信不久我國的模具數控加工技術一定能得到相應的成就。
作者:李華波 單位:馬鞍山職業技術學院
參考文獻:
[1]楊揚.基于改進GEP的數控銑削過程物理建模及工藝參數優化方法研究[D].華中科技大學,2013.
關鍵詞:數控技術;機械制造;加工機械行業
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)21-0051-02
所謂的數控技術就是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現對一臺或多臺機械設備進行控制。數控技術是機械加工自動化的基礎,是數控機床的核心,該技術可以使機械制造業更加自動化、智能化,而且其具備高精度、高效率等特性,可以大大地縮短工期和節約源材料,從而可以為企業帶來更多的經濟效益和使企業的機械制造水平“更上一層樓”。隨著信息技術、自動化技術以及微電子技術的不斷發展,數控技術被使用的領域越來越廣,如煤礦機械、汽車工業、航空工業等等,由于其具有很高的性價比,數控技術的應用與發展也越來越受到人們的重視,利用數控技術使機械制造全面自動化將是機械制造業發展的必然趨勢。
1 數控技術的發展歷程與現狀
自1948年,美國帕森斯公司首次提出采用數字脈沖控制機床的設想以來,數控技術已發展了六十幾個年頭,在這六十幾個年頭里,數控技術經歷了五個發展階段,即電子管數控、晶體管數控、中小規模IC數控、小型計算機數控、微處理器數控。如今的數控技術也叫計算機數控技術,它是將在機械加工過程中對機床設備的各種控制指令利用代碼數字化表示,然后將代碼輸入數控裝置,從而控制各種機床設備的運行。
我國是于1958年開始對數控技術進行研究的,但當時由于各種研究所和高等院校對數控技術的投入和認識嚴重不足,所以研究效果很不理想,收效甚微。“九五”以后,隨著我國科學水平和計算機軟件、硬件技術的不斷提高以及國家開始對關鍵數控系統進行大量的投資,我國的數控技術取得了質的飛躍,許多機械加工企業都逐漸由傳統的封閉式數控系統轉變為如今開放式的PC數控系統,現代數控技術的應用不僅使我國機械加工企業生產的零件精準度越來越高,而且使其生產水平取得了實質性的發展。
2 數控技術的應用
數控技術在很多領域中都有所應用,而作用不可小覷。在工業生產中使用數控技術不僅可以保證產品的質量、提高生產效率,還可以改善員工的工作環境,提高生產的安全系數。在實際生產過程中,工作人員只需要將程序代碼輸入數控裝置,機床設備就會根據輸入的指令進行運作。當某一環節出現故障時,計算機也可以立刻檢查出出問題的位置,并及時運行輔助系統,這樣就可以時時刻刻保證設備正常穩定的運行,從而可以降低產品的不合格率,節約生產成本。數控技術不僅在普通的工業生產中有所應用,而且在科技含量較高的航空制造業也是大顯身手,在航空設備制造過程中往往會遇到鋁或其他金屬合金的剛度較差的難題,如果使用傳統的制造工藝產品的質量往往不會達到令人滿意的效果,利用數控技術就會使得材料的切割工藝更加精細,零件的曲線性和柔性更能滿足生產要求。可以說數控技術的應用使我國的航空制造業取得了質的飛躍。我國是個煤礦大國,煤礦產業也是我國的主要經濟支柱之一,但是由于我國開采條件比較復雜,而且技術設備落后,導致礦難事故常常發生。但是自從數控技術在煤礦生產設備有所應用后,煤礦生產的條件和效率都得到了很大的改善。在煤礦開采中使用數控技術不僅可以解決傳統生產方式單件下料的難題,而且可以使采煤機獲得更快的切割速度,這會大大地提高開采煤礦的效率和煤礦的質量。除此之外,采用數控技術可以使一些危險的工作通過控制機械設備來完成,這就大大地降低了采礦的危險系數,使工人的生命安全得到保證。
隨著我國經濟的不斷發展,人們生活水平的不斷提高,汽車制造業也隨之取得了較大的發展。數控技術的出現不僅提高了汽車制造業生產零件的速率,而且大大提高了生產零件的精準度和質量,同時通過數控技術可以使零件生產線更具柔和性,從而為汽車生產帶來更多的品種,使生產的汽車更能滿足現代人的要求。可以說數控技術不僅使得我國的汽車制造業發生了質的改變,而且使我國的汽車制造行業的發展腳步逐漸加快,在國際上的地位也逐漸鞏固。總之,數控技術在我國多個行業中都有所應用,它不僅使我國機械制造業的整體水平得到了很大的提高,而且使各個行業獲得了更大的經濟效益,從而促進了我國經濟的發展,縮短了與發達國家的差距,逐漸與國際經濟接軌。
3 數控技術的發展趨勢
目前為止,數控技術已經在我國機械制造業中有了廣泛的應用,而且扮演著越來越重要的角色,數控技術的發展趨勢和研究方向將是人們所關注的焦點。隨著計算機技術的不斷發展,數控技術實時智能化、軟件硬件開放化等將成為數控技術的主要研究方向,數控技術實時智能化可以使機械加工過程中各種工藝參數自動生成、加工過程自適應控制、電機參數自適應運算。這些功能將不僅可以保證制造過程順利穩定的獨自進行,還可以大大節省勞動力,為企業帶來更大的經濟效益。數控系統軟、硬件開放化,可以讓用戶更具自己的需要,隨意對數控系統進行第二次開發,其使用權限和使用范圍也將不受出廠商的限制。如果數控系統在這兩方面取得了發展,不僅可以使數控技術的操作更簡便,而且會使數控技術的應用領域更廣泛。除此之外,如果數控系統采用高頻率的中央處理器、高分辨率的檢測元件、交流數字伺服系統,再結合配套電主軸、直線電機等先進技術就可以大大提高生產效率和產品的質量,縮短產品的市場周期,使企業能擁有更大的市場競爭力。
4 結語
數控技術可以說是21世紀機械制造業最重要的技術,它使各種機械制造領域都取得了質的飛躍。其高精度、高效率、高質量等特點不僅有效地保證了產品加工質量和生產效率,同時也為工人改善了生產環境,為企業節省了人力資源,使企業獲得更可觀的經濟效益。數控機床的水平和擁有量,已經是衡量一個國家工業現代化水平的重要指標,所以我國應該加大對數控技術的投入與研究,使我國的機械制造業在國際中的地位不斷提高。
參考文獻
[1] 瞿秀英.數控技術在機械制造中的應用[J].寧夏機械,2010,(3).
[2] 徐俊山.淺談數控技術在機械制造中的應用[J].中國對外貿易(英文版),2011,(10).
[3] 吳濱.數控技術在機械制造中的應用探究[J].工業技術,2011,(31).
[關鍵詞]市場需求;普車、數控車實訓教學;教改;“推進劑”
中圖分類號:TG519.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)11-0316-01
隨著社會經濟的不斷發展,市場競爭日趨激烈,市場對勞動力人才資源的需求發生了很大變化,企業擇優的標準轉向操作技能優秀的實用型人才。職業教育就是就業教育,職業學校培養出來的學生應能適應社會、?企業的需要,它的培養目標是培養具有較強動手能力的專門人才,而實訓是培養學生操作技能和積累技術經驗的重要途徑。近十年來,職業學校數控加工專業的建設得到長足發展,新型的加工技術沖擊著傳統的實習內容,這就促使我們對普通車床實訓的教學進行改革,從傳統的學習工藝知識、提高動手能力逐步向增強實踐能力、培養創新能力和創新精神的目標發展,讓普通車床實訓成為數控加工專業發展的“推進劑”。
如何保證職業學校學生的質量,滿足企業的需求,是職業學校課程改革的首要任務。在數控加工專業的實訓教學中利用普通機床進行基本操作技能訓練在目前是不可缺少的一個環節,我們可以把學習普通車床的操作技能比作學走路,把數控機床的學習比作學跑步,只有走好了才能跑的起來。事實也是這樣,在我國目前飛速發展培養數控專業人才的形勢下,職業學校應繼續重視傳統機械加工實習基地的建設,傳統的金屬加工理論、實踐技能仍是學習先進制造技術的基礎。由此可見,傳統的普車工藝可以為新型的數控工藝服務,它們是一種相關聯的技術服務,是一種一體化的教學,以普車為基礎的實訓教學是課程體系中的重要一環。那么,如何真正讓普車實訓成為數控加工專業發展的“推進劑”呢?構建普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式是基礎;提高實訓教師的教學水平是關鍵;加強實訓基地的建設是保障。
一、構建普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式是基礎
數控專業的學生安排普車實訓的目的或者說教學目標應該是:讓學生掌握一部分車工的中級技能,可實際情況是數控專業的學生普車實訓階段(實訓時間并不短)的成效與上述目標相距較大,除少數優秀學生外,大部分學生沒能建立起車削加工的完整概念與常識,個別學生甚至連車刀都不能獨立完成正確安裝,這就導致在數控實訓教學階段又要去教學生一些基本的車工操作技能,重復講解一些在普車實訓階段應該掌握的概念與常識。因此,由于普車實訓教學的實效性不足,對數控實訓教學不僅起不到基礎與輔助作用,還影響了數控實訓教學的實效性。
1.普車、數控車實訓一體化教學模式的確定,是實訓教學的核心內容
首先我們應重新確定普車實訓的教學內容。教學內容的制定要刪繁就簡,突出重點,緊緊圍繞為數車實訓教學服務這一主題展開。通過總結自身教學經驗,我們應從以下六方面確定普車實訓教學內容:熟悉安全、文明生產規章制度;車床的使用與維護;工件定位與裝夾;車刀基本角度的刃磨及其初步選擇;掌握相關車削加工工藝知識,對于切削三要素有直觀的認識和理解;典型零件的工藝分析與車削。以上六點是與開展數控編程與工藝、數控仿真、數控實操教學密不可分的。其次科學安排普車與數控車的實訓時間。普車實訓為第一階段,按職業技能鑒定考核(以數控專業為例)要求,緊密圍繞上述六點內容開展實習,可分為認識實習、技能提高、獨立操作三個時期進行,實訓課時比例應適當加大。數控車實習為第二階段,同樣分認識實習、數控仿真、數控實操三個時期進行。這里特別強調的是實訓工位的數量及質量應保證。初期入門,打下必備的基礎知識;中期根據學生整體接受情況,進行適當調整;后期以自練為主,教師進行檢查、督促輔導。兩個階段的實訓安排可以穿行,但必須保證普車實訓在前。普車實訓中“典型零件的工藝分析與車削”的教學是重點,也是難點,是數控車實訓教學的基礎。因此,可采取演示法,參觀法,練習法(巡回指導),提問法及多媒體電化教學法,以加強學生對講授內容的掌握和理解,提高學生對先進制造技術發展趨勢的適應能力。總之,普車技能的熟練操作是數控車教學的前提和保證,普車的實訓教學環節很重要并不意味著只加強而不改進,應該切實改進數控專業在普車實訓階段的教學形式與內容,應與數控教學進行互動,使之更好的與數控實訓教學相銜接。
2.要實現教材、教室一體化
隨著普車、數控車實訓一體化教學模式的確定,教材、教室一體化也要隨之建立。現在職業學校專業教育存在的普遍問題是理論老師只管按照教科書內容講解相關理論知識,而不考慮學校實訓教學的現狀;實習老師只管按照原有的技工學校的實習教學模式進行實訓教學,而不去關心職業教育的發展趨勢,不去了解企業發展的現狀及對用工的新要求,十幾年按部就班的重復著變化不大的實訓教學內容。因此,學校應整合教學資源,把普車實訓教學與數車實訓教學有機的結合起來,而不是各自為政,應統籌安排,統一制定教學計劃,編制相應的教學講義,將課堂搬進實訓室。以學生夠用、適用、會用為原則,充分體現教學過程中理論與實踐相結合、普車與數車相結合的教學目標。
3.對學生做好職業道德規范教育,正確處理好普車實習和數車實習的關系
現在有一種觀念,認為隨著數控技術的不斷發展,普通機械加工會逐漸淘汰,數控專業的學生只要把數控機床的操作技能學好就行了,不需要學習太多的普通機床操作技能。從機械行業發展的大趨勢來講普通機械加工是會逐漸被淘汰,或者說所占比例會逐漸減少。但是,從數控實訓教學的角度而言,普通加工的學習很重要也很必要,沒有普車的學習,學生就不能建立“加工”、“切削”的概念,到了數控車學習時,就不能很好的把數控程序與數控加工結合起來,不懂加工,所編制的程序就變成了紙上談兵,就成了空中樓閣;缺少了普車的實訓教學環節,就會增加數控實訓教學的難度和時間。還有一種傳統觀念,認為學習普車是臟、累、差的工作,是沒有發展的。以至于學生對實習不重視,敷衍了事,具體表現為課前不預習,示范動作不看,實習步驟不聽,摸一摸,動一動,站一站,得過且過,學習主動性意識淡薄,不但給后續學習數車留下隱患,更加嚴重的是職業道德規范的喪失為今后就業埋下了“炸彈”。
二、提高實訓教師的教學水平是關鍵
普車、數控車綜合一體的課程實訓教學模式的實施,離不開高素質的教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設。通常我們所講的“雙師型”教師,是指既有一定的專業理論知識,又有一定的專業操作技能水平。而本文所講的“雙師型”教師是指既懂得普車的實訓教學,又掌握數控車的一定操作技能,并達到一定技術等級的一種“雙技師”型教師。我校數控加工專業的實訓教師大多沒有經過嚴格、正軌的普車學習,在數車教學中難免出現諸如刀具刃磨、工藝安排等棘手的問題。因此,提高實訓教學質量的關鍵在于有一支技高一等、藝高一籌的專業教師隊伍,學校應采取多種途徑加強專業實訓教師培養。
參考文獻
1 數控技術特點與優勢分析
數控技術在機械加工中的應用能夠有效的提高加工精度、提高生產效率,同時還能夠方便生產過程的管理、降低勞動強度,實現自動化機械加工的目的。數控機床是典型的數控技術機械加工應用,通過可編程序的控制實現自動加工。利用數控技術在機械加工的應用能夠較好的解決復雜、精密、多變零件的加工。在現代機械加工中,數控技術應用已經成為機械加工控制技術的重要發展方向。隨著電子技術、自動化技術、計算機技術在自動化機床等設備應用的不斷發展,現代數控加工技術以精度高、效率高的特點得到了廣泛的推廣與應用。另外,數控技術在一些加工的應用中還能夠使單機組成加工自動生產線,實現高效率、自動化、大批量的零件加工。促進機械加工成本的進一步降低。
2 現代機械加工中數控技術的應用
2.1國內外數控加工中數控技術應用的分析
2.1.1我國數控加工技術現狀探討
我國的機械加工數控技術起步較晚,始終處于低檔技術快速膨脹,而高檔技術依靠進口的局面。在國家重點工程的關鍵設備中,數控加工技術主要依靠進口,造成了我國數控加工技術受制于人的局面。通過對我國數控技術應用文獻與歷史的調查分析可以看出,這一局面主要是由于我國數控設備企業粗放型管理造成。由于,數控設備生產企業在產品設計、質量以及精度、性能等方面的落后使得國內數控技術中端發展極為緩慢,影響了我國數控技術的高精度發展。另外,我國數控技術應用與集成能力較低也影響了數控技術的推廣。目前,我國數控機械加工領域的培訓工作尚處于初級階段,所培訓的人員僅為基本操作人員。而高級數控編程、應用、設計人員相對缺乏。這一情況也制約了我國數控技術應用的發展。
2.1.2國外數控加工技術應用的分析
國外數控加工技術應用中高端設備與技術發展較快,這與國外數控加工技術研究與應用較早有很大的關系。另外,國外對于數控人才的培養也較為完善。其不僅注重基礎的應用,更注重應用人員對設備設計以及創新能力培養。另外,國外完善的高檔數控系統自主創新體系也為其數控技術發展奠定了基礎。
小結:
通過上述分析可以看出,我國數控加工技術應用與國外尚存在很大的差距。這一現狀一方面是由于我國數控起步較晚造成,另一方面與我國數控人才培養、自主創新體系的建立與完善有著很大的關系。針對這樣的情況,我國數控加工技術應從人才培養人手。并通過普及型數控系統國產率的提高實現數控產品的產業化,實現與國外數控系統的對抗。同時加強我國高檔數控系統自主創新體系的建立,以自主設計、開發實現我國中高檔數控系統總體水平的提高。
2.2如何加快我國機械加工中數控技術的應用
2.2.1加快數控技術專業平臺建立,促進我國數控加工技術的推廣與應用
針對我國機械加工中數控技術應用的現狀,我國應從數控技術專業平臺化建設入手,實現數控技術專業化平臺標準的完善。通過數控專業化平臺標準完善促進我國數控加工設備生產的低成本化,提高我國數控設備的市場競爭力。另外,通過專業化平臺標準的完善還有助于各企業間的聯合,實現國際市場競爭水平的提高。標準化專業平臺建設也為我國高端數控技術的研究與發展奠定了基礎,為我國數控技術的推廣與應用奠定了基礎。
2.2.2加快我國數控技術應用人才培養,促進數控加工技術的推廣與應用
針對我國數控專業基礎人才與高級數控人員緊缺的現狀,我國應進一步完善數控加工技術的培訓體系。以基礎性應用培養與高校專業應用教學等多方面的完善實現數控加工研究與應用人才的培養。通過對數控技術研究與應用人才培養體系的完善,為我國數控加工技術、設備的研究與生產、機械加工中數控技術的應用奠定基礎。
2.2.3鼓勵并保護高端數控技術自主創新,促進我國數控加工技術的應用
針對我國高端數控技術依靠進口、價格高、推廣難的問題,我國還應加快高端數控技術自主創新體系的建立與完善。鼓勵數控技術研究與開發企業進行高端數控技術創新,促進我國中高端數控技術的快速發展。另外,還應完善相應的政策與法規,保護自主創新企業的經濟利益。通過自主創新體系的完善為我國數控技術研究與開發企業提供基礎的保障,促進我國數控技術企業的研究與發展。
3 加快我國機械加工人才繼續教育體系的完善,實現數控技術的應用與推廣
在我國機械加工領域中,高水平專業技師多為擁有多年工作經驗的老技師。高水平技術對傳統機床、銑床等有著深刻的理解與應用技能。但是在現代數控技術發展的今天,規模化生產過程需要數控技術提高勞動效率、提高加工精度。這也造成了其中一部分年齡較高的技師難以跟上時代的發展。而初級技術教育院校由于生源素質的問題僅能夠對數控設備的基礎操作進行教學,培養學生的基礎應用技能。這在很大程度上影響了我國數控技術在機械加工中的應用。針對這樣的情況,我國應在注重基礎應用人才培養的同時,加快我國機械加工技師繼續教育體系的完善。為幫助高水平技師了解并掌握現代數控加工技術奠定基礎,實現高水平技師對現代化數控技術發展的需求。通過傳統技師繼續教育與新興技術人才培養的結合促進我國機械加工中數控技術的應用,促進我國機械加工行業的穩步發展。
【關鍵詞】數字控制;數控加工;曲面定位;應用
數控加工技術與傳統的加工技術不同,數控加工技術需要在數控機床上對機器的零件進行精細地加工技術,該技術需要運用到機械加工和數字信息控制零件方法,而且數控加工這種技術,能夠廣泛地運用在各種復雜的零件上,應用的領域非常廣泛。數控加工技術還具有精密度高的優點,對零件的加工精細。在數控加工過程中運用到的數控機床,是一種應用計算機來進行控制的機床,數控系統又控制著數控機床,數控系統能夠根據程序員對零件的材質、加工要求等規定的要求進行程序編輯。
一、復雜曲面數控加工中的技術
隨著社會的高新科學技術的發展,在航空、造船、汽車等交通領域中,對零件的加工要求逐步的提高,人們要求的零件越來越精細與精確,因此,復雜曲面數控加工技術得到了快速的提升。由于數控加工技術應用廣泛,該技術可以應用在已有零件的復制、受損零件的還原、新零件的設計等等方面,因此,數控加工技術包含了方方面面的技術,如:獲取數據的技術、曲面匹配的技術等。
數控技術是一種運用數字來對某一工程的全過程進行有效地控制,并且能夠達到機械自動化的目的的一種新型技術。該技術能夠機械中的方位、角度、長度、速度等的物理量進行機械化控制,數控加工技術伴隨著高級數學的研究而發展。在數控技術加工中,需要運用到數控機床進行對數控系統進行操控,然后數控機床又是根據操作者的編輯來進行操控的,在數控機床內部中,機器內部會自動地對操控著輸入的數據以及規定進行系統的數據計算、數據轉換等復雜的工程式的操作,最后再通過一系列的機器自動操作,對需要加工的零件進行制造,來完成這一零件加工的過程,即數控加工過程。數控技術一般分為數字控制、計算機控制、直接控制和微機控制。這幾種數控技術都是通過不同的機器來實現對數字的控制欲數字的轉換的過程。
二、數控加工技術的特點
數控加工技術的發達與否是一個國家的工業發展的情況的標志,因此,一個國家的工業是否發達,與該國家的數控技術的發展是密切相關的。那么數控加工這種技術為什么會占有如此重要的位置呢?以下讓我們一起了解一下數控加工技術具備的各種優點。
(一)機械自動化
數控加工技術是一種全自動化的高科技的技術,運用對數字的控制進行機械自動運行的技術。在數控的加工過程中,操作者的工作量非常的簡單與便捷,操作者只需要在數控系統中按下規定的數據,對零件進行裝卸以及定時的給機械換道具,并且在過程中進行監督。機械的自動化,可以大大地減少工業員工的工作量,減輕了員工們的工作負擔,給人們帶來了許多的方便。在工業的生產過程中,運用數控加工技術,可以使復雜的手工操作過程變得簡便許多。
(二)精確度高
運用數控加工技術對工業生產中的零件進行加工,能夠在加工的過程中進行很精確地計算,由于數控技術的機械化,計算非常精確,從而能夠確保產品的高度精確,在很大一定程度上,滿足了人們對產品的高度精細的要求,該技術的精確度高,不僅保證了零件的精細程度,而且為大型機器的制造奠定了堅實的基礎。
(三)工作效率高
由于數控加工技術在運用數控機床加工能夠在一次的裝卸中同時對多個零件的表面進行加工,就僅此這一個步驟,就比人工的操作快了許多,在數控加工過程中,還在許多過程上的效率高,如:數據的檢測、劃線等方面。這種數控加工技術大大地縮短了零件的加工時間,這也很大程度上方便了人們,為工業生產的員工減少了工作的壓力。
(四)用于創新產品的研制
在數控加工技術中,操作人員不要太多的制造過程,只需要對機器中的數據進行高級編輯就能夠快速地制造出一種新型的產品出來,因此,運用數控技術生產出創新的產品,就比以往降低了一個等次,變得容易了許多。
雖然,運用數控技術進行零件的加工具備了很多的優點,但是這種技術也具有一些不足之處,如:數控技術的投資大、工業生產風險高、數控系統的維修要求高、運行數控機床時遵守的規則繁瑣等缺點。數控技術的這些缺點也成為了該技術在工業生產中得不到推廣的主要原因,許多企業家不愿意投資大筆的錢財在工業生產中,從而放棄了數控技術的這種新型加工技術,從而,在一定程度上,限制了數控技術的發展。
三、復雜曲面數控加工技術的應用
數控加工技術在許多的領域里都可以應用得到,不單單對復雜的曲面上可以應用,在許多的零件中需要應用數控系統這樣的大型機器才可以進行,面向各個領域的高科技術,數控技術的發展獲得了很大的提升,如今,在工程上的數據的獲取技術子航空、航天等方面也得到了很廣泛的應用,曲面的匹配技術也應用在了許許多多的方面,如:建筑設計上的各種家具的相互匹配等。由于零件的配置應用在人們生活中的方方面面,在汽車里,會有零零碎碎的零件,在飛機中、航船中等等的大型機器當中,也是由零件構成的。總之,數控加工這種先進的技術,在以后具有很大的發展潛能,且應用十分的廣泛。
(一)數控技術在交通行業中的應用
數控技術最早就是運用在機器中的零件的制造當中,隨著數控技術對零件的加工過程應用得越來越多,在汽車、船舶、航空等交通運輸行業中,交通工具的內部的構造的零件中,開始廣泛地使用數控技術,對繁瑣、眾多的細小零件進行精確地加工,在數控加工中,大到可以加工交通工具的發動機,小到可以加工一個細小的螺絲。因此,在現今的數控加工技術,已經普遍地應用于交通工具的制造當中。
(二)數控技術在軍事裝備中的應用
數控技術的應用,不僅僅局限在交通生產方面上,海能夠推廣到軍事裝備的制造當中。許多國家的軍事上的武器,已逐步地需要運用數控加工這種技術。這一技術之所以能夠應用于軍事武裝上面,最主要的原因在于該技術制作的精確性高,許多國家考慮到武器對國家的國防的重要性,制造出一種高度精確精細的武器成為了首先需要解決的問題,運用數控技術又恰好的符合了制造精確的零件的要求,而且,制造出一種精確度高的武器,也能很好地保證了武器的安全性與使用性。
(三)數控技術在通信行業中的應用
如今的計算機產業、手機通信的產業以及電視機產業當中,大多需要運用到一種含有納米技術、超精技術的高科技的精細制造配置。這些通信產品的內部的精細構造中,許多的零件需要有高度的精細與精確性,數控加工技術在很大地程度上滿足了制造通信產品中的這一要求,運用數控技術加工通信產品的零件,將會成為通信生產行業的一大趨勢。
(四)數控技術在醫療設備上的應用
醫療行業當中,數控技術將能夠應用于現代的一些機械化的醫療器具當中,現在醫院里的一些高科技的診斷設備實際上都應用了數控技術,這些設備的應用大多數是運用了數控技術當中的數據監測的技術,利用了數控技術的獲得準確數據的特點。使得數控技術在醫療設備上得到了應用。
(五)數控技術在印刷行業上的應用
在印刷行業中,印刷機器的內部構造同樣可以應用到數控加工這種技術。該行業運用數控技術,主要利用了數控技術的耗時少的特點,在相同的時間內,運用了數控技術的印刷機器比傳統的印刷機器的工作效率要打很多,使印刷術在短暫的時間內得到最大量的工作量,滿足了人們對時間觀念上的要求,從而,使數控技術能夠在印刷行業中的得到了廣泛地應用。
數控技術的應用不僅僅局限在以上的行業當中,該技術甚至能夠滲透到人類的生活的方方面面當中,由于數控技術的運行方便的特點,現代的紡織業、包裝業等等的行業當中也看可以運用到數控這種技術,在簡單的行業當中也能很好的運用數控技術。在以后的手工產業當中,主要由數控機床來進行操控,見見地取代人工的手工制造業,方便人們的生活,減輕人們的勞動力。
四、總結
本論文主要對數控加工技術進行簡要的陳述,讓讀者能夠對數控技術有了進一步的了解,并且通過介紹數控技術的優勢所在,向人們推廣這種數控加工技術,向各大企業家推薦現今的數控技術是值得大家投入發展的技術,最后,再深入地介紹數控技術在各個行業中的廣泛應用,說明了數控技術的應用的領域是非常廣闊的,是一種非常有用的技術,是產品生產中的很有必要的一門技術。
參考文獻
[1]楊勝培.復雜曲面數控加工若干基礎技術研究[J].湖南大學,2010(16):56-66.
[2]樊文剛.復雜曲面寬行數控加工理論及其應用研究[J].北京交通大學,2010(03):23-29.
[3]樊文剛,李建勇.復雜曲面寬行數控加工理論及其應用研究[J].機械工程學報,2013(13):84.
[4]程雅琳.復雜曲面多軸數控加工精度預測與控制[D].山東大學,2010.
【關鍵詞】機械數控加工技術;概念;現狀;策略
就目前而言,機械加工技術水平已經成為衡量一個國家工業生產能力高低的重要指標,鑒于此,很多發達國家都非常重視將新型技術應用到機械加工的情況。機械數控加工技術的普及與應用彌補了傳統的簡單的機床加工的不足,為我國的機械制造業的發展起到了巨大的推動作用。由于現代化科學技術水平的提高以及信息技術的發展,機械數控加工技術的水平明顯不能滿足現代化制造業發展的需要,因此,我們要采取相應的策略提高我國機械數控加工技術水平,促進我國制造業的發展,增強企業的市場競爭力,提高我國國民經濟的發展和綜合國力。
一、機械數控加工技術的概念及發展現狀
在我國的工業技術界定中,數控加工技術主要指的是采用數字化的管理技術進行精度高、效率高的機械加工方式。通過利用數控技術進行加工,從而實現對加工質量的提高,這就是機械數控加工技術的具體體現。
現階段,我國的機械數控加工技術由于受程序編寫、操刀路線以及機床使用等因素的影響和制約,數控加工的技術水平、加工的質量和效率一直不高。在機械數控加工過程中編程人員的專業知識水平低,導致機床“走空刀”、調試時間消耗大以及編程方法和效果低;機床加工刀具的選擇不合理,操刀的次數和位置都有待優化和改善;機械數控加工設備的折舊率高,精密度明顯降低,造成機械數控加工技術的水平不能得到很好的發揮。我們應該優化和改良機械數控加工技術,使其水平得到正常的發揮。
機械數控加工技術具有很高的靈活性和便捷性。我們知道機械數控加工技術的關鍵是計算機技術與信息技術,當前科學技術水平不斷提高,計算機技術和信息技術也隨著時代的發展得到了不同程度的發展,因此,機械數控加工技術需要在機械設備、運行程序、管理維護以及工作方式等各個方面進行改進。微電子技術的普及和應用,對于機械數控加工而言,不僅可以提高它的工作質量和工作效率,而且有利于改進數控加工的工作模式,增強機械數控加工工作的穩定性。不論是機械加工行業還是其他工業企業都開始應用機械數控加工技術,因此,數控加工技術的水平和理論都有待進一步的提高,以適應我國工業企業的發展,促進我國國民經濟的發展。
二、提高機械數控加工技術水平的策略
數字技術的深度發展,數控技術被更廣泛的應用于各種機械工業生產過程中,生產企業也逐步認識到數控技術對于企業提高生產效率的重要性,因而對于數控機床的管理和控制十分重視。
1.采用集中式現代化的機床設備管理模式
不同于一般的設備維護和管理,機械數控設備的維護和管理需要采用科學的手段和方法。隨著電子信息技術在機械數控加工中的運用,數控設備的維護和管理都采用計算機進行集中化的科學的管理,數控設備信息的采集與整合以及信息的交流與共享都是通過計算機實現的,這樣大大提高了管理和維護的工作效率和質量,降低了數控設備管理和維護的成本。數控設備信息化的科學管理是當今機械數控加工技術升級的一個重要的組成部分,因此,我們應該改變傳統的數控設備維護和管理的模式和手段,順應時代的潮流,優化機械數控加工技術,促進我國數控加工技術水平的提高。
2.優化企業人力資源結構
企業發展的根源是人才,企業的長足發展依賴于企業的高素質和專業化人才的輸入,他們為企業創造的價值是不可估量的,因此,企業要注重對人才的培養,努力提高本企業所屬員工的整體素質和質量,使企業的人力資源得到儲備和囤積,這在一定程度上可以推動企業的發展,提高企業在市場中的競爭能力。機械數控加工技術對編程人員的數量和質量要求較高,所以,企業要想提高機械數控加工技術的水平,就必須優化企業的編程人員結構和加強編程人員的技術水平,提高編程人員的專業知識結構和專業素養,促使機械數控加工技術水平得到提升,并進一步提高企業的數控機床加工的工作質量和工作效率。
3.選用恰當合適的刀具
企業機械數控加工技術水平提高的影響因素之一是機床刀具的選擇,對于數控加工的不同形式和不同階段,所需要的切削刀具也不同,合理的機床刀具的選擇不僅可以提高機床加工的工作效率以及機床加工的工作質量,而且還可以提高機械數控加工技術的水平。不同種類的機床加工刀具具有不同的性能和用途,而且刀具的材質也會對數控水平產生影響。例如:求頭型機床加工刀具可以防止“過切”現象的出現;平頭型機床加工刀具,既可以保證加工的質量也可以保證切削的效率;陶瓷機床加工刀具耐磨性強,生產的產品穩定性高。不同性能和材質的機床加工刀具適用于不同的加工方式和加工階段,我們在選擇刀具的時候要充分考慮到機床加工的現實情況和需要,這樣才能夠最大限度地提高機械數控加工技術的水平。
三、小結
由于數控加工技術的重要作用,我國應努力發展數控加工技術。受到編程的技巧、操刀位置和次數等現實因素的阻礙,我國機械數控加工技術的水平處在較低的階段。隨著現代化的計算機信息技術的發展,我國應該順應時代的潮流,將計算機信息技術與機械數控加工技術相結合,把計算機信息技術應用到機械數控加工的通信、檢測以及控制的各個層面,利用高水平的科學技術,完善和升級現有的數控理論。采取相應的策略和措施,培養高素質、專業化的數控人員,選擇高質量高性能的數控機床加工工具,有針對性的對我國的機械數控加工技術進行改進和優化,從而提升我國的機械數控加工技術水平和工作效率,促進我國數控加工技術的發展。
參考文獻
機械加工水平和能力決定了一個國家的機械制造能力和工業發展水平,是我國工業化發展和各種高新技術研發的重要基礎。其中,加工精度是衡量機械加工行業發展水平的主要指標,高精度的產品能夠適用于各類高精尖產業的需求,如航空航天、醫療服務、深海探測等等。近年來,隨著數控加工的普及,大幅提升了機械加工行業的發展水平,提高了加工效率和加工環節的自動化進程,為我國高精尖技術的發展奠定了基礎。數控加工的加工精度取決于其控制技術,如何通過改良控制技術提高加工精度已經成為行業發展的熱點問題。本文通過分析影響數控加工控制精度的主要因素,探討了提升數控加工控制精度的策略和手段。
2數控加工控制精度影響因素分析
2.1數控機床操作不當
數控機床本身是一件精密的加工儀器,是各種先進技術的結晶,因此其操作和維護相比起傳統加工設備,對操作人員的技術水平和專業知識具有更高的要求。數控加工的控制精度有一部分原因是由于操作人員的操作不當引起的。數控操作時,除了要對加工工序了如指掌,有時還需要根據加工需求調整機床控制過程,若操作人員業務不夠熟練,就會造成操作失誤進而影響工件的加工精度。
2.2數控機床設計問題
由于數控機床是一種精密的機械,因此其在使用過程中要嚴格的遵循使用守則和維護規范。雖然數控機床在出廠是會進行嚴格的品質檢測,但是由于數控機床的生產廠家不一,不同廠家的檢測規范也各不相同,如德國和日本的數控機床品控較好,且使用穩定;而國內某些廠商的數控機床或存在某些設計缺陷,或品控不好使得加工精度達不到設計指標,而且存在長時間使用不穩定等問題。機床自身的設計問題也是導致數控加工精度不高的重要原因,這一點尤其在國內生產的機床上體現尤為明顯。
2.3加工工件控制不足
不同的工件在加工過程中所反映出來的狀態各不相同,這使得工件加工存在一定的不確定性。如金屬工件在加工過程中會發熱,熱漲下所進行的加工可能會在恢復溫度后轉變成誤差;此外,根據工件形狀的不同,在加工過程中產生的應力集中等問題也會誘發一定的加工誤差。這些由于加工工件控制不足問題引發的加工誤差可以通過加工前的控制程序調整和加工過程中的相應措施加以彌補。
3數控加工控制精度提升技術與策略分析
3.1建立數控虛擬仿真系統
建立數控虛擬仿真系統,是為了對要進行加工的工序進行實時仿真,并依據仿真的加工結果對控制程序進行反饋,實現反饋控制回路,以此提升數控加工精度的一種方式。虛擬仿真系統要以數控機床和實物建立虛擬模型,模型的精度越高,仿真的效果越好,越能夠為實際加工提供數據支撐。此外,虛擬仿真系統是完善數控加工系統的必要步驟,通過虛擬仿真系統,能夠及時得發現加工工序的不合理之處,降低廢品率,提升工作效率,同時也是虛擬現實技術在機械加工中的成功應用。
3.2數控加工故障診斷系統
由于數控機床的故障或者性能下降會影響其數控加工精度,因此通過建立數控加工故障診斷系統,能夠及時的發現故障所在并及時維修,從而減少導致加工精度降低的因素。要想建立故障診斷系統,需要綜合梳理數控機床可能發生的各類故障及其故障特點,建立故障分析的數據庫,這樣可以根據數控機床的性能表現進行分析故障類型,及時作出處置措施。
3.3系統操作人員管理系統
為了保證對數控機床的正確操作,需要建立完善的操作人員管理系統,做到專人專管,責任到人。①要定期對操作人員的技能水平和操作能力進行規范化考察,以確定其是否能夠擔當操作的責任;②要對操作人員的應急處理能力進行培養,降低突發故障而引起的危害;③嚴格貫徹責任制,對開機操作進行嚴格的記錄,對于違規操作要進行適當的處罰,實現責任到人,安全生產。
3.4完善機床管理工作
數控機床是實現精密加工的基礎,因此要做好完善的維護管理工作,加強對機床的保養,定期對需要的部位進行;定期檢驗機床的加工精度,根據精度偏差和加工中心參數進行調節,并用標準件檢驗其加工精度。此外,要做好機床的防塵工作及氣壓和液壓系統的維護工作。
4總結
關鍵詞:數控機床 控制技術
數控機床是機電一體化的典型產品,數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。隨著科學技術的高速發展,機電一體化技術迅猛發展,數控機床在企業普遍應用,對生產線操作人員的知識和能力要求越來越高。
一、數控機床的優點與缺點
(一)數控機床的優點
對零件的適應性強,可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上,只需更換加工程序,就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工,這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利,特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面),數控機床也能實現自動加工。
加工精度高,加工質量穩定。目前,數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm,而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數控機床達到很高的加工精度。此外,數控機床的制造精度高,其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,產品合格率高,加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好,允許進行大切削用量的強力切削,從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大,因此在加工時可選用最佳切削用量,提高了數控機床的切削效率,節省了機動時間。與普通機床相比,數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時,可節省劃線工時,減少調整、加工和檢驗時間,節省直接生產費用;同時還能節省工裝設計、制造費用;數控機床加工精度高,質量穩定,減少了廢品率,使生產成本進一步下降。此外,數控機床還可實現一機多用,所以數控機床雖然價格較高,仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高,可大大減輕工人的勞動強度,減少操作人員的人數,同時有利于現代化管理,可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點價格較高,設備首次投資大;對操作、維修人員的技術要求較高;加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多,主要分類
按工藝用途分類。按工藝用途,數控機床可分類如下。普通數控機床:這種分類方式與普通機床分類方法一樣,銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床:數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床,它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
按運動方式分類。按運動方式,數控機床可分類點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床:數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外,還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線,而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床:數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制,使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式,數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類,數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜,適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全,價格適中,應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全,價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前,繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代,出現了交磁放大機—電動機控制,這是一種閉環反饋系統,系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制,由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善,而且減少了機械設備和占地面積,耗電少,效率局,完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序,結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用,在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境,由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點,故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展,數控機床的應用日益廣泛,井進一步推動了數控系統的發展,產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段,可實現產品從設計到制造的全部自動化。
綜上所述,機械設備控制技術的產生,并不是孤立的,而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術,已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。
四、數控機床控制技術的發展趨勢
現階段的數控技術和數控設備,是保障高端產品出廠和提高加工制造業水平必不可缺的技術,數控機床的出現使一個國家或地區的裝備制造業得到了巨大發展,所以數控機床技術的高低也是衡量國家裝備發展水平的標準。
一、數控技術的起源及原理
1、數控技術的起源 數控機床的起源是源于電子技術的發展,隨著自動化信息處理,數據處理和計算機的出現,給自動化技術帶來新的概念,用數字化信號對機床運動極其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。2、數控技術的原理 數控機床是采用新技術的機床,在生產中,數控加工技術通過數控機床實現,其原理主要是用數字信號控制機床加工過程。具體是將刀具移動軌跡等加工信息用數字化的代碼記錄在程序介質上,然后輸入數控系統,通過譯碼,翻譯,最后發出指令,達到自動控制機床上刀具運動,使其加工出所需要的零部件的形狀。
二、數控技術的現狀
我國現階段的加工制造業中,數控技術屬于核心的技術之一,新時代的產物數控技術是集計算機,微電子,自動檢測,信息處理,自動檢測等很多高科技于一體的技術。高科技的產物在加工生產時能做到高效率,柔性自動化和高精度。現階段的制造生產中對集成化,柔性自動化,智能化一體化要求越來越高,而數控技術的出現可以滿足這些要求。而在這些基礎上數控系統逐漸向更深的領域發展,數控技術在實現集成化的同時也逐漸的做到了超小型,超薄型化,在實現智能化的同時還融入了多媒體,計算機,模糊控制,神經網絡等多元素的科學技術,在加工生產中由于數控技術的投入,不僅提高了對高效率和高生產精度的控制,而且能夠自動修正,補償和調控所有數據,實現了智能化處理和在線診斷一體化,因為網絡化的投入,數控系統與CAD/CAM結合,也實現了中央集中實時控制技工技術。
三、目前數控機床的現狀
我們國家改革開放后經濟得到了巨大發展,工業生產也得到了質的飛躍,在世界上已經躋身于工業大國的行列,所以我們應順應世界的工業發展,努力向世界前端科技發展,接受并盡快學會先進的工業制造技術,如果我們在世界工業發展中不能及時順應核心技術發展,我們一定會在工業產業調整中淪為二流角色,不能成為新時代制造業的領軍國家,只能作為新格局中的組裝中心和加工中心,而且環境,資源的投入會更大,市場也會被更多的占據,如果不能進行新技術的改革,在制造業中我們必定會被別的國家所取代所吞噬,我們國家的制造業也會被嚴重的制約發展,現階段我國的制造業有以下幾個特點:
1、高精度,高效率,高速度發展 在加工制造行業中,產品的效率,精度,質量永遠是行業的重中之重,在目前芯片技術得到了巨大發展,CPU和RISC芯片等代表的系統以及高分辨率的絕對式檢測元件也融入到加工制造行業中,實現了加工制造中的數字交流伺服系統,數控機床在以后的發展中還可以通過改變靜態動態特性,以及多角度多元化改革實現數控機床在加工制造中越來越高精度,高效率,高質量的三高化。2、復合式的工藝 世界加工技術的發展越來越快,傳統的單一生產模式已經不適合現階段的制造行業了。組合式,復合式的加工制造方式被越來越多的國家所運用,由于這種組合式的出現在加工時間上可以減少時間和工作人員精力,多軸化,多系列的數控機床會成為下一個加工技術的發展方向。現在的復合式數控機床一次性可以同時加工數件同類別的工件,在一臺機床進行一次的裝夾后,通過旋轉主軸頭、自動換刀或轉臺等相應的操作措施,一次性地完成了多表面、多工序的復合型加工。3智能化的應用 在數控技術得到巨大發展后,其研究的方向和領域也在向幾個不同的分支發展,其中最重要發展的幾個分支,分別是模糊控制、自適應控制、神經網絡控制、學習控制、專家控制、前反饋控制。模糊控制被運用很多方面,在數控系統中都會配備所需要的故障診斷專家系統,編程專家系統道具自動管理以及可以自動調節參數的自適應調節系統,在設備高速加工時,被引用超前預算和預測相應功能以及動態實時反饋功能,這些相應的系統和功能在溫度,速度控制,壓力,位置都會用到模糊控制。模糊控制的應用會使數控系統的控制性得到提高,從而達到理想的控制效果。新一代的數控系統一定要具有智能化和開放式的特點,因為現代的加工流程和加工的零件都是各種各樣的,所以會導致數控機床的種類和規格,所要求的控制參數等比較復雜,只有加入電力電子技術,計算機通用技術和現代自動控制技術才能從根本上解決多要求的加工條件。
四、數控加工技術和數控刀具的發展
1、數控加工技術的發展 數控機床相比于普通機床可以加工更小的,形狀復雜的,精密的零件。數控技術由于可以按照預訂的程序自動加工可以實現多批量,高精度生產,解決了普通機床只能精度高,批量小的矛盾。數控機床的一機多用相比于普通機床可以提高多倍生產率。2、數控刀具的發展 我國制造業中還有很多企業對刀具的使用停留在傳統觀念上,傾向于采用廉價刀具來控制成本,而不采用高效刀具來積極地提高效率。我們應該學習國際經驗,從傳統工具發展到現代工具,工具企業從單純的賣刀具轉變為提供“解決方案”,解決本質問題,從原本的只對刀具負責,到為客戶提供全方位的服務,若出現問題,就把問題解決到底,直到解決為止,雖然也賣刀具,但現在的刀具只是“解決方案”的一個載體,和過去相比發生了質的變化。
數控技術在發電汽輪機的具體表現為:在轉子方面,可用數控10m臥床、數控8m立車、200數控鏜等;在汽缸制造方面,可用大型數控龍門銑(17~26m)、中型數控龍門銑(10m)、大型數控立車(8~12.5m)等。下面以發電汽輪機中的葉片數控技術應用為例。
1.1數控技術在制造發電汽輪中運用的重要性
汽輪機中的重要組成部分是葉片,它是汽輪機結構的核心部分。由于葉片的質量關乎汽輪機的運用效率,為順應時代的潮流,葉片的生產與發展有了更高的要求。然而傳統意義上的機械葉片加工是無法滿足機械制造業發展需求的。所以,要加強葉片的加工技術水平,有效利用數控技術,從而實現數控機床在制造發電汽輪機的加工技術運用。
1.2葉片的數控加工技術
在一定程度上,葉片的氣道決定汽輪機的發電功率。因而,在發電汽輪機中加強葉片質量刻不容緩。有效利用數控技術,將可為葉片制造提供數控技術保障。通過數控技術加工的葉片將表現出多種優良性能,例如不僅能改善傳統葉片的質量,還能使葉片型距與葉型的差距進一步縮小。還能提高工作效率。汽輪機的葉片大都以不銹鋼為材料,一般有1Crl3和2Crl3,它們的特點是韌性相對較好、強度高,但是難加工。而運用數控技術的高精度數控機床,可對葉片制造進行技術創新。在自動數控編程自動輸入機床設計和加工程序中,通過程序編程可將加工信息以網絡形式傳送到機床加工環節中,從而使加工難度大的加工零件能夠進行具體化、數字化加工。先進數控設備的運用,使葉片技術創新將實現得更快,并且制造方式更為合理。加工制造流程為:在末級葉片的加工區域進行數控技術加工:毛培、澆筑水熔合金、數控臥床加工葉冠、利用五坐標加工葉片型面、數控復合車銑加工過度曲面和裝配面、對葉根進行精加工、數控拋光等;在中小葉片加工區域加工:加工方鋼毛培基準、對“T”型葉根和菌型葉根進行精加工、數控拋光、鉗修、總檢入庫等。除加工流程外,對于低加的中間管板、凝汽器端管板以及其上的孔加工,可以具體使用MF195型的數控十軸鉆床、8軸的數控鉆床、雙軸深孔的數控撾式鉆床和二軸的動龍門式數控銑鉆床等,這些數控機床的運用將有效提高輔機關鍵制造能力。通過引用高科技的數控機床,將信息化生產有效轉化為數字化生產,努力實現網絡式的數控技術管理與應用,積極打造數字化的葉片基地,推動發電汽輪機的生產。
2數控技術的發展
2.1數控技術開放式體系結構
數控技術的發展加快了革新速度。也加快了企業對數控技術的應用。企業在基礎層面運用PC機,使數控技術進一步地向開放式體系結構發展。開放式體系結構的數控技術使用了微機技術,使得編程、技術更新簡易化。同時,它的特點是硬件與軟件的對外開放,很多的制造商與用戶利用其開放性對資源進行系統集成。數控技術的開放式體系結構將為數控技術帶來多格局、多品種、多運用的發展層面,使其更易更新換代。
2.2數控技術智能化
智能化是當今社會對產品與技術的發展要求。在計算機的帶領下,人工智能也不斷地在機械制造中實現。數控技術滿足時代的要求,結合模糊系統、神經網絡與自適應控制的控制理論,從而逐步向三維刀具補償、自適應控制、模糊控制、前饋控制、自動編程等多功能方向發展。除此之外,數控技術的智能化還體現在能夠自我地進行故障檢測,通過故障診斷專家系統來檢測其故障并對系統進行修復。
2.3數控技術網絡化
數控技術的網絡化,顧名思義就是依靠計算機網絡操作控制。一般是依靠網絡技術,即連接企業內部和生產單位的局域網。網絡化的發展推動了制造技術的柔性自動化發展。它通過連接網絡與信息集成來加強技術的完善,使數控機床更加自動化與智能化。
2.4數控技術復合化
通過實地勘察發現,真正用于零件加工的時間比較少,反而大部分的時間消耗在搬運、上下料、安裝設備、換刀調整等方面。而數控技術的復合化將在這一方面表現得淋漓盡致,成為數控技術今后發展的必然趨勢。數控機床的柔性制造復合加工就是對一次性裝夾工件后,機床能夠按照工作人員輸入的程序命令,對不同的加工工藝進行加工。在這樣的程序下同一機床能夠實現多道加工工序,例如:車、組胺、磨、鉸孔、擴孔和攻絲等,從而達到省時、省力的目的。
3結語
【關鍵詞】數控技術 ; 發展 ; 應用
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度,數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業(如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業)的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別,不在于生產什么,而在于怎樣生產,用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術,以提高制造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資,不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業,而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之,大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品,即所謂的數字化裝備,其技術范圍覆蓋很多領域:(1)機械制造技術;(2)信息處理、加工、傳輸技術;(3)自動控制技術;(4)伺服驅動技術;(5)傳感器技術;(6)軟件技術等。
1 數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面[1~4]。
1.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
1.2 軸聯動加工和復合加工機床快速發展。
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢。
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出“IT plaza”(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放制造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計
我國數控技術起步于1958年,近50年的發展歷程大致可分為3個階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發展階段。在此階段,由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制,數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進技術,消化吸收,初步建立起國產化體系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發環境和國際環境的改善,我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間,即實施產業化的研究,進入市場競爭階段。在此階段,我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期,國產數控機床的國內市場占有率達50%,配國產數控系統(普及型)也達到了10%。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程,特別是經過4個5年計劃的攻關,總體來看取得了以下成績。
2.1 奠定了數控技術發展的基礎,基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術,其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎,部分技術已商品化、產業化。
2.2 初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上,建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
2.3 建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步,但我們也要清醒地認識到,我國高端數控技術的研究開發,尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術水平有差距,在某些方面發展速度也有差距,即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看,對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上,與國外先進水平大約落后10~15年,在高精尖技術方面則更大。
b.產業化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規模生產;功能部件專業化生產水平及成套能力較低;外觀質量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產數控系統尚未建立自己的品牌效應,用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上,對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱;數控技術應用領域拓展力度不強;相關標準規范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足;對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足;對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多,從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少;沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網絡等支撐體系。
c.機制方面。不良機制造成人才流失,又制約了技術及技術路線創新、產品創新,且制約了規劃的有效實施,往往規劃理想,實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強,核心技術的工程化能力不強。機床標準落后,水平較低,數控系統新標準研究不夠。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
3.1 戰略考慮。
我國是制造大國,在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移,即要掌握先進制造核心技術,否則在新一輪國際產業結構調整中,我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價,交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術的制造中心的地位,這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題,首先從社會安全看,因為制造業是我國就業人口最多的行業,制造業發展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩定;其次從國防安全看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限制,“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。
3.2 發展策略。
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容,實現制造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向,即以數控終端產品為主,以整機(如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等)帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件(數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等)的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品;沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品;當然,沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面,要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標,按國家意志實施攻關,以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面,強調創新,強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品,為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。
參考文獻
[1] 中國機床工具工業協會 行業發展部.CIMT2001巡禮[J].世界制造技術與裝備市場,2001(3):18-20.
[2] 梁訓王宣 ,周延佑.機床技術發展的新動向[J].世界制造技術與裝備市場,2001(3):21-28.
關鍵詞: 數控機床;模具加工;地位
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0310155-01
模具是一個國家工業發展的基石,是一個國家制造業發展的基礎工藝裝備,關系到國民經濟的很多行業都依賴模具成型,尤其是對于家電、儀表、電器、電子、汽車等行業,目前社會上已經有廣泛的重視和關注。值得注意的是,模具加工離不開數控機床的應用,數控機床涉及了多學科的相關知識,如精密機械技術、自動檢測技術、自動控制技術、計算機技術等。因此,數控機床在模具加工中處于一個非常重要的地位。
1 數控機床在模具加工中的應用
隨著工業產品不斷向多樣化和高性能化發展,產品生產廠家要求模具制造業在短時期內為新產品的開發和投產提供高精度的模具。模具制造業為了適應用戶的這一要求,充分利用數控加工先進制造技術,使模具加工技術由傳統的手工操作進入到以數控加工為主的新階段。
數控機床加工是模具零件加工的主要方法,主要包涵了數控電火花加工、數控線切割加工、數控加工中心加工、數控銑削加工、數控車削加工等技術,特別適用于復雜表面、高精度、小批量、單件的零件加工。隨著數控機床在制造業中的廣泛應用,數控加工技術也得到進一步發展。數控鏜銑床、加工中心是計算機技術與機械制造技術的綜合產物,要想使其在模具制造業中發揮最佳效果,獲得較高的經濟效益,既要選用性能優良的機床,即精度高、效率高、工作可靠性好,又要正確合理地使用機床,這是非常關鍵的問題。
同時,數控加工帶來了模具行業技術的提高。為了有效地適應CAD/CAM系統和數控加工系統,那么模具加工流程、模具的結構形式等方面都會發生巨大的變化,所以如果想精確地估算出具有競爭力的模具價格,那么就必須考慮到模具加工效率和加工精度(基于整個加工系統)。在模具制造中最好是擁有加工精度和加工效率都很高的設備。但是這種設備往往售價很高,因而一個模具廠很難各種設備都齊全。為降低成本,在模具行業中出現了深入一步的專業分工,向加工專業化及集成化趨勢發展。另外,值得注意的是,由于生產水平的不斷提高,模具的加工效率和加工精度也在不斷提高,過去很多的測量技術明顯派不上用場,因而必須使用表面粗糙度測量儀、數控機床機內在線測量、三坐標測量機等設備。
2 提高數控機床在模具加工中的地位的方法
2.1 注意各種環節的有效協調。在模具企業中,已經公認用數控機床來實現模具高速加工是最有效縮短模具生產周期的方法。模具高速加工主要包括高速電加工和高速切削兩種。與傳統切削相比較,利用數控機床進行高速切削不僅可以大大提高設備和能源的利用率,去除單位余量的能耗少,同時還能夠和CAD/CAM技術相結合,縮短約40%的模具加工制造周期,這是因為數控機床能夠有效將精加工、半精加工和粗加工全部集中在一臺機床上完成。提高數控機床在模具加工中的作用是一個系統工程,涉及到方方面面,而這些都必須要有效地協調好。選擇適合的數控機床是最基本的一方面,與此同時,相應的人員配置和軟件配置、電極的正確選用、刀具的正確選用、機床附件的正確選用都是關鍵環節,應引起注意。除此之外,也必須注意到數控機床加工中材料的選用和各種工藝參數的選定。
2.2 開發先進數控機床。可以在原有數控機床進行模具加工的基礎中,開發先進數控機床。例如:模具的數控仿形加工,它是在原液壓仿型的基礎上不斷發展起來的一種新型數控仿型銑床,刀具作仿型切削,在工作臺右方緊固被切削工件,由仿型指觸及模型,于工作臺左方夾緊模型,通過數控機床的數控系統可以用可修改的程序來記錄仿型指得到的數據,這種數字程序的控制操作與一般數控機床沒有什么差別。選用一般的材料或易加工的材料利用該程序先試加工,通過檢測修改完善程序后既可對所選的模具材料切削加工。
2.3 合理安排工序,精化零件毛坯。在模具加工的過程中,很多時候都需要讓數控機床與普通車床、普通銑床等通用設備一起配合使用,不能只是依靠一兩臺數控機床就能夠模具的全部加工工序。所以為了有效提高數控機床在模具加工中作用,在保證高效率、高精度的前提下,在工序的安排上應該盡可能地考慮通用設備加工和數控加工的各自特長,通用設備加工和數控加工的經濟性是否合理,生產能力和生產節拍是否平衡等。因此在利用數控機床進行模具加工時,模具毛坯應盡量精化,只留小量加工余量,除去熱處理、鑄鍛產生的氧化硬層,加工出基準孔、基被面等。
2.4 高精度控制。數控機床加工技術發展的目標就是朝著納米級的超精度加工(0.01μm)發展。采用數控機床加工的模具一般都有較高的精度要求,因此利用數控機床進行模具加工時,一定要有效控制住數控機床的加工精度和數控機床的幾何精度。一般提高數控加工精度,可以采用閉環補償控制技術,而為了提高穩定性控制數控機床的幾何精度和數控機床的制造精度,應通過減少數控系統誤差。
2.5 實現數控機床加工智能化。數控機床加工的發展趨勢就是智能化。CNC系統使局部或整個模具加工過程具有自己調整、自己診斷和自己適應的能力,降低對操作者的要求;自動化編程形成智能加工數據庫控制加工過程;專家系統及多媒體人機接口使用戶操作簡單方便。
2.6 數控機床的合理使用。在模具制造中當然最好是擁有加工精度和加工效率都很高的設備。但為了降低生產成本,則應按照主要追求目標來配置加工設備。如果主要是為了滿足加工精度,就應注意機床的熱變形、工件的溫升、加工變形及殘余應力擇放等問題。如主要為了提高加工效率,則著重考慮裝夾自動化、實施長時間無人化操作等。
數控機床(尤其是加工中心)是計算機技術與機械制造技術綜合而成的高精設備,要想在模具制造中發揮最佳效果,在工序設計過程中,就應考慮加工設備的選用問題。根據零件的表面加工方法、精度與租糙度、工件形狀與尺寸、需要機床的坐標軸數等要求,并考慮現有機床的條件與負荷、加工成本等因素正確選用數控機床。
3 結語
總之,隨著數控機床在制造業中的廣泛應用,促進了我國數控加工技術的發展,數控機床在模具加工中的作用也日益顯著。我們應該盡可能地利用數控機床發展模具工業,既產生較大的經濟價值,又具有良好的社會效益,所以值得大力推廣。
參考文獻:
[1]張立祥,談談數控機床的原理及其使用和保養[J].科技信息,2010(05):111-113.
[2]國內高檔數控機床開發項目日前正式啟動[J].機械,2010(02):84-86.