数控技术在机械加工技术中的应用

数控技术在机械加工技术中的应用

高贺王骏岭孙学意关刘伟刘伟

首都航天机械有限公司  北京市丰台区  100076

摘要：随着现代工业技术的不断发展，数控技术在机械加工领域中扮演着越来越重要的角色，数控技术（简称NC）是一种利用数字信号控制机床进行加工操作的技术，它通过数字化的方式实现对工件的精密加工，大大提高了加工效率和加工精度同时也降低了人为因素对加工质量的影响，数控技术在制造业中的应用不断扩大，已经成为现代机械制造业中不可或缺的重要技术手段。本文旨在探讨数控技术在机械加工技术中的应用现状和发展趋势，分析数控技术对机械加工领域的影响和作用。

关键词：数控技术；现代机械加工；数控车床

数控技术作为一项现代化加工技术，在各类加工工艺中的应用正逐渐展现出其巨大潜力和影响力，在各类加工工艺中发挥着重要作用，不论是雕刻、切割还是焊接，数控技术都为传统加工工艺带来了革命性的改变，通过自动化控制、精确加工和高效生产，数控技术不仅提高了加工质量，还大幅提升了生产效率和加工速度。

一、数控技术的应用优势

（一）自动化控制

数控技术通过实现微米级别的精确加工显著提升了产品的质量和精度，与传统手工操作或非数控机床相比，数控技术以其更高的加工速度和自动化程度，极大地增强了生产效率，数控机床通过编程和修改控制指令，它能够迅速适应不同形状、尺寸和复杂度的工件加工需求从而减少了换模和调整的时间成本，数控技术的可以记录和保存加工程序确保在重复加工时的一致性和稳定性，避免了人为因素带来的误差和变化，对于复杂形状的工件，数控机床的多轴控制能力使其在加工复杂曲面和异形工件时具有明显优势，能够完成传统机床难以实现的加工任务[1]。

（二）精密加工

数控机床通过精确的电机和驱动器控制以及使用高分辨率编码器和反馈系统实现了高精度的运动控制，这种精细的控制能力使机床能够以极高的精度沿预定路径移动工具或工件大幅度提高加工质量。数控技术还有助于减少人为误差，它依赖于计算机程序来指导加工过程从而确保每个工件的加工精度一致，不受操作人员技术水平差异的影响，数控机床可以执行复杂的多轴运动，使其能够轻松地加工出复杂几何形状，而这些通常是手工操作难以达到的精度水平，配备自动校准和补偿系统的机床可以监测和补偿工具磨损、热变形等因素，确保长期运行中的持续精度。数控机床一旦编写了数控程序并设定了工艺参数就可以无误地反复生产大量相同的零件，这对于批量生产至关重要，数控加工还可以通过优化切削路径来提高材料利用率减少浪费。

（三）灵活性和多样化

数控技术在提升生产灵活性和多样化方面的优势体现在其快速编程与修改能力上使得从设计到生产的周期得以大幅缩短，数控机床通过计算机控制可以迅速调整加工路径和参数以适应不同的工件或设计变更快速响应市场需求，数控技术的适应性强能够应对各种复杂工件设计和多种材料类型，无论是小批量定制生产还是多样化的产品设计，数控机床都能轻松适应省去了大规模设备更换或调整的麻烦和成本，由于数控机床的设置和调整时间较短，设备的闲置时间得以减少，从而提高了设备的整体利用率。

二、数控技术在机械加工中的应用

（一）铣削加工

数控铣床是一种通过计算机控制刀具在工件表面进行加工的机床，它利用数控系统来控制刀具的运动轨迹、速度和进给量等参数以实现对工件的铣削加工，在机械加工领域数控铣床的应用极为广泛，涵盖了多种加工操作。数控铣床能够进行平面铣削，它可以在工件表面上加工出各种形状的平面如直线、圆形、矩形等，通过预先编程的刀具移动路径和加工参数实现精确的平面加工，数控铣床还能执行曲面铣削即在工件表面上进行曲线、曲面的加工，使刀具沿着预设的曲线路径移动以加工出弧形、斜面、曲线等曲面[2]。

数控铣床还能够处理复杂形状的加工任务如雕刻和轮廓加工，通过复杂的编程路径，控制刀具进行精细加工，创造出雕刻图案或切割复杂轮廓，数控铣床的高效率和精确性也使其非常适合批量生产加工，一次性编写的加工程序可以让机床自动进行生产从而提高生产效率和产品的一致性。数控铣床配备了高精度的传感器和测量设备，这些设备可以实时监控加工过程确保加工精度和质量，数控系统还能自动调整刀具的进给速度和切削参数，使加工过程更加稳定和精确。

（二）雕刻加工

数控雕刻机是一种通过计算机数控系统控制刀具在三维空间内运动轨迹的设备，专门用于对木材、塑料、金属等材料进行高精度和复杂的雕刻与切割加工，这种机床的应用非常广泛，涵盖了工艺品制作、模具制造、雕塑、广告标识以及家具加工等多个领域。数控雕刻机能够执行三维雕刻加工，利用X、Y、Z三个坐标轴来控制刀具的运动轨迹从而在立体物体上进行复杂图案的雕刻，它的材料适应性强可以处理多种不同的材料为制作多样化的工艺品和艺术品提供了可能，由于数控雕刻机具有高精度的加工能力，它能够精确地复现复杂的图案和细节，满足严格的质量和精度标准[3]。

（三）车削加工

数控车床是一种利用计算机数控系统来控制刀具和工件相对运动的机床，专门用于进行车削加工，它以其高精度和高效率的特点，在机械加工领域占据了重要的地位，数控车床能够执行多种车削加工操作包括外圆车削、内孔车削和端面车削，通过数控系统的精确控制可以实现对工件外形的精细加工，数控车床还能够进行多工序的自动化加工，通过预先编程设定加工路径和参数，机床可以自动完成多个加工步骤不仅提高了生产效率还确保了产品的加工一致性。

（四）磨削加工

数控磨床是一种利用计算机数控系统来控制磨料与工件之间相对运动的机床，专门用于进行精密磨削加工，这种机床特别适用于硬质材料的加工以及精密零件的制造。在磨削加工方面数控磨床展现出多样化的应用能力，通过数控系统的精确控制，它能够实现对工件表面的高精度和高表面质量的加工。数控磨床的自动化程度非常高，配备有自动工件进给和定位系统使得整个加工过程可以全自动完成，操作人员只需通过预先编程设定好加工路径和参数，机床便能自动进行磨削作业，这极大地提高了生产效率并确保了产品的加工精度，数控磨床还具备高精度的测量和补偿系统可以实时监控加工状态，根据实际需要调整磨料的进给速度和磨削参数从而保障加工精度和表面质量[4]。

三、数控技术的高级应用

（一）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是一种集成了多种数控机床、传送装置和自动化控制系统的生产系统，它能够根据生产需求实现零件的自动化加工、运输、储存和检测，具有快速转换生产工艺、适应多品种、小批量和定制化生产的能力。

（二）计算机集成制造（CIM）

计算机集成制造是将计算机技术与生产制造过程相结合，实现全面的信息化和自动化控制的制造模式，通过CIM可以实现生产计划与调度、工艺规划、物料管理、质量控制等各个环节的集成，提高生产效率和管理水平。

（三）自动化生产线

自动化生产线是利用数控技术和自动控制技术，实现生产过程的自动化的生产线，它可以通过传感器、PLC控制器等设备对生产过程进行实时监控和控制，实现自动化操作、高效率生产和人机协作[5]。

结论：

总的来说，数控技术的应用提升了机械加工过程的精度、效率和一致性，它能够自动执行复杂的加工路径和参数设定，减少人工干预提高生产效率，数控技术还具备灵活性可以适应不同形状和尺寸的零件加工需求，满足现代制造业对产品质量和交付时间的要求。

参考文献：

[1]朱德生.现代加工技术在农业机械制造中的应用分析[J].农机使用与维修,2023,(12):38-40.

[2]徐为荣,丁云霞.数控加工技术在机械加工制造中的有效应用[J].模具制造,2023,23(12):54-56.

[3]曹二文,陈春光.数控加工技术在汽车机械模具制造中的应用[J].汽车测试报告,2023,(21):88-90.

[4]蒋佳浩.数控加工技术在汽车机械模具加工制造中的应用分析[J].专用汽车,2023,(09):80-82.

[5]罗达.数控加工技术在汽车机械模具制造中的应用[J].汽车测试报告,2023,(15):86-88.