机械数控加工技术应用现状及提升策略_李花.pdf

造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 技术与创新123机械数控加工技术应用现状及提升策略*李 花江苏省溧阳中等专业学校，江苏 常州 213300摘要：机械数控加工技术在当今数字化、信息化时代取得了相应的发展突破，相关行业人员应当持续不断地进行技术创新，加大对刀具和数控程序的管理力度，确保有效提升机械数控加工技术水平，提高产品加工精度和产品生产加工的品质和效率。文章梳理了机械数控加工技术的应用现状和问题，指出企业需要有效解决程序编写问题，减少人为因素给机械生产加工所带来的影响，并且着重改善换刀问题；加大对人员的教育培养力度，革新现有的设备管理模式；选取合理的刀具型号，完善软件更新，做好设备换代，以此来提高整个机械数控加工技术使用水平。关键词：机械数控加工；刀具；数控程序；程序编写分类号：TG6591 机械数控加工技术概述数控技术主要是依托相应的数字化信号在加工生产过程中精确地控制传统的机械设备，以此来实现机械加工自动化运转的形式，可以减少人工操作。在当今数字化、信息化时代，数控技术也得到了发展提升，并在机械加工领域得到了广泛的使用，进一步带动了当今工业社会的发展、革新。结合计算机技术和可编程软件能够设置机械加工定向化的程序，使得机械设备能够按照既定的程序完成生产加工，实现对整个生产加工过程的动态化控制，提高生产加工质量和效率1。在此期间，机械加工技术通过计算机技术取代了原有的逻辑电路，进一步提高了机械设备运行的智能化水平，并且结合计算机技术能够储存管理设备在运行过程中所产生的各类数据信息，借助相应的计算机技术，还能够实现逻辑运算分析，提高机械设备生产运作的质量。现阶段融合对应的机械加工生产与数控技术，能够进一步促进传统机械制造的革新、转变，同时也能确保机械制造上升至一个更高的管理层次，相比传统的机械生产和相应的机械加工技术，数控加工技术具备明显的加工优势，且应用也极为广泛2。2 机械数控加工技术应用现状在国家政策高度支持的大背景下，越来越多的国内大型加工制造企业正在引进数控加工技术，并不断进行创新。尤其是我国数控加工技术飞速发展，行业规模也在不断扩大，国际市场上的优势地位不断显现。在制造领域，我国数控机床所占比重也在增加，而自20 世纪中叶以来，数控加工技术更是突飞猛进，使得机械加工制造业发生了革命性的变化3。近年来，我国数控加工技术的发展也异常快速，前景非常乐观。例如，数控车床技术的卧式车削、复合加工中心、双主轴卧式车削等通过技术革新已经能够满足国内很多高端用户的需求。国产加工中心也已经完全具备了与国际水平接轨的能力，同时在性价比上也具有相当的优势。然而，与国外同类产品相比，我国在加工产品精度上仍然存在一定的差距。虽然国内的高速加工中心和五轴机床也应运而生，但大部分产品还未经过严格市场考验，因此需要不断改进和完善数控加工技术，提升产品质量和生产效率4。3 数控加工技术加工问题数控加工技术能够完成对复杂零件的精细化加工管控，满足机械零部件生产加工的精度需求，但是在加工过程中容易出现如下问题。（1）加工过程中精加工环节容易出现侧面的接刀痕现象，尤其是在数控铣加工环节中，几乎每一个工件都会要求精铣侧面，而很多时候会出现精铣侧面的接刀痕过于明显的问题，会严重影响工件的外观。（2）精加工部分特殊形状的工件时，软件通常会产生拟合误差。如果计算的误差过大，会造成工件的文章编号：2096-3092（2023）01-0123-03*基金项目：江苏省教育科学“十四五”规划课题“1+X 证书制度下中职学校数控车铣复合加工课程教学改革实践研究”（C-b/2021/03/2）作者简介：李花，女，本科，高级讲师，研究方向为数控技术。技术与创新 2023 年 第 1 期 总第 214 期 造纸装备及材料124变形，影响外观。（3）刀具磨损严重容易造成尺寸误差。刀具的精度将会直接影响工件的质量，而在加工过程中刀具磨损过快会造成工件尺寸的偏差。刀具磨损快的原因主要有材料的材质、切削工艺参数、切削油性能等几个方面，如果在加工过程中出现刀具磨损过快的情况，技术人员应该先查找根本原因，加以排除后再进行加工5。4 机械加工数控技术水平提升策略4.1 选择合理刀具型号和种类刀具是机械数控机床的重要组成部分，如图 1 所示。刀具的质量好坏直接影响机械数控机床的加工质量和加工效率。因此，在选择和使用刀具时要特别注意，要优选刀具的制造工艺和材料，从耐磨性、刚性等角度进行有效选择。在实际使用数控加工技术的过程中，企业需要选取合适的刀具，优化生产管理工作，提高设备加工精度和质量。通过合理安装相应的刀具，能够提高生产管理效率和产品质量，同时也能够改善数控机械加工作业的方式6。图 1 不同型号的数控加工刀具由于不同刀具在材质性能方面存在较大的差异，因此工作人员需要充分考量现场生产作业的实际需求，对刀具进行合理选取。常见的刀具材质可划分为三类，即陶瓷、合金以及超硬刀具。作业人员需要根据生产加工的需求，科学选取不同零部件加工部位的刀具，确保生产加工精度和加工质量能够得到有效提升7。4.2 提升专业编程人员编程能力在当前企业经营发展过程中，需要加强对人才的教育培训力度。只有具备大量高素质专业化人才，企业才能够确保生产管理活动按照既定的程序来进行。因此，企业需要进一步落实对人才的教育培养工作，提高相关生产管理人员的专业素养和专业技能水平，确保企业能够持续稳定地发展。具体来说，企业在对当前数控加工编程工作进行革新优化时，应当加强对编程人员的教育培训，提高相关工作人员的专业素养。使其能够充分参照企业生产运作的需求，完成程序的编写。企业还需要对相关工程人员和程序编写人员的知识结构进行优化、改善，并及时向其渗透时代前沿性的编程知识和编程技巧。这样就能够提高编程工作人员的专业技能水平，进一步提升数控机床生产加工的精度和效率。在此过程中，企业还需要完成对相关专业人才的管理储备，并与高校、第三方猎头公司进行交流合作。革新现有的人才培训机制，引入大量高素质人才，为企业的经营发展注入新鲜血液8。4.3 采用先进的机床设备管理模式在对机械数控加工设备进行维护管理的过程中，企业应当采取科学合理的管控方式，借助信息化、数字化技术来提高设备生产管理水平。由于当前机械数控加工设备内部的零部件变得更加复杂多样，企业在生产运作过程中需要指导相关工作人员进一步强化对数控机床设备的日常维护管理工作，借助相应的计算机系统对机械数控加工设备实施精确、集中的管理，以此来降低维护管理的费用和管控成本，有效提升数控加工技术水平。具体来说，有别于传统的设备维护管理方式，在落实对机械数控设备维护保养的工作进程中，企业需要采取科学合理的管控方式，在当今数字化时代，落实对机械设备的维护保养通常结合了先进的计算机管理系统，实现对设备集约化、集成化科学管控，施工设备信息采集以及整合均通过计算机系统得以实现，以此来确保各项数据信息资料能够有效流通和共享，以此来最大限度地提高企业经营管理的工作效率，降低在施工设备管理期间所投入的各项成本。因此，落实对数控设备信息化、数字化的管理是当今数控加工技术实现技术升级的重要形式之一，企业需要转变原有的设备管理维护手段和方式，结合新时期的管理思想、管理手段，完善数控加工技术，提高数控加工技术水平9。4.4 更新软件程序和设备现阶段，我国机械数控加工设备伴随基础工业社会的发展进步也取得相应的革新优化，相关设备逐渐面向大功率、多功能、高速、柔性化方向进行发展转变，而软件程序作为设备在运行期间的操控指令，对于设备的正常使用具有重要的管控作用，完善对软件的编造纸装备及材料 第 52 卷 总第 214 期 2023 年 1 月 技术与创新125写以及后续软件程序的优化，对于提高机械数控加工设备的运行质量和效率具备较大的作用。提高软件程序的执行水平，提高相应的加工质量10。此外，企业还需要及时对现有的设备进行革新、优化，参考生产管理需求，完成对设备的改良和换代。应用先进的机械制造软件。先进的机械制造软件将集成一系列数字解决方案，涉及产品设计、工业制造等方面，可用于机械产品生产的全过程。其中，Mastercam 软件可以有效地应用于机械数控加工。其在零件建模、模具设计、程序编写、集成仿真等相关功能方面具有优势，对于加工复杂性高的零件，也可以通过自动刀具倾斜、交互避碰、自动方向矢量控制等功能，提高数控机床的切割效率，实现五轴连续加工、旋风铣粗加工等操作，同时借助虚拟数控机床的动态仿真，可以编写安全高效的程序。Mastercam 的功能非常强大，它能依靠 CAD/CAM软件对数控车削加工、铣削加工、线切割等模块进行模拟。工作人员可以利用该软件，通过前期的设计与制造，深入研究零件结构与加工工艺，同时思考加工步骤得到具体的刀工路径，随后在程序处理生成指令代码，将代码输入数控机床的系统中完成整个操作，实现自主加工。同时 MasterCam 还具备真实的模拟仿真功能，运用三维动态仿真功能可以节省大量时间、材料。通过真实模拟仿真生产的过程，专业技术人员可以在熟练掌握零件加工工艺的基础上，删改不符合加工结果的零件参数，重新建模设计，辅助以虚拟模型，能充分地实现零部件的优化。未来机械数控加工技术必然将面向智能化、信息化方向进行发展革新，各类数控编程软件将取得相应的发展突破，企业应当提前布局，完善对相关人才的管理储备，为后续机械生产制造活动提供相应的技术支持。随着工业编程软件得到进一步优化改善，机械数控加工的精度将得到有效的提升11。5 结束语总体来说，自 20 世纪中叶数控技术出现以来，数控加工技术给机械制造业带来了革命性的变化。利用数控加工技术加工出来的零件加工精度高，很大程度上提高了加工质量。为满足制造业的需求，机械数控加工技术的发展更加要注重精度的提升和体系的完善，新一代技术和应用的推广将进一步提高制造业产品的质量、工作效率，对机械数控加工技术的研究将直接关系到行业、企业的发展，从而进一步促进制造业经济繁荣发展。文章从机械数控技术的应用现状出发，寻求提升数控加工技术的对策，因为就目前发展前景来看，数控加工技术在加工上拥有其明显的优势：加工柔性好，加工精度高；生产率高，减轻操作者劳动强度；改善劳动条件，有利于生产管理的现代化且很大程度上提高了生产效率。数控加工技术的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。随着制造业对数控机床需求增多以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控加工技术的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。通过一系列努力，数控加工技术将迎来新的发展空间。向高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等方向不断发展壮大。参考文献1 陈传海,王成功,杨兆军,等.数控机床可靠性建模研究现状及发展动态分析J.吉林大学学报(工学版),2022,52(2):253-266.2 苏冬胜,巫国富,刘亲荣.数控技术在木材加工机械行业的应用初探J.林产工业,2021,58(6):89-91.3 杨天时.基于神经网络的船舶机械部件数控加工误差控制研究J.舰船科学技术,2021,43(24):211-213.4 吴宝海,张阳,郑志阳,等.数控加工进给速度参数优化研究现状与展望J.航空学报,2022,43(4):86-105.5 李婷.机械数控加工技术水平提升策略J.造纸装备及材料,2022,51(2):121-123.6 李田.数控雕铣轨迹规划算法与CAM软件的研发D.厦门:厦门理工学院,2022.7 张华,史梦成,鄢威,等.多特征数据驱动的数控铣削加工能耗预测研究J.机械设计与制造,2022(9):244-248.8 邓美州,孙江宏,王军见.高铁机械可加工零部件机床应用现状综述J.制造技术与机床,2022(10):97-106.9 刘圣洁.义齿数控机床的运动控制及在线监测系统研究D.沈阳:沈阳工业大学,2022.10 郎言书.智能化数控系统轨迹规划方法的研究与应用D.沈阳:中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所),2022.11 曹化.