數控銑床加工中線性尺寸的控製方法（fǎ）探討-數控機（jī）床市場網

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數控銑（xǐ）床加工中線性尺寸的（de）控（kòng）製方法（fǎ）探討

2023-3-31 來源：- 作者：-

摘（zhāi）要：數控銑床是指一類具備強大機械加工功能的數控機床。目（mù）前，中（zhōng）國高速發展的（de）加工中（zhōng）心和柔性加工（gōng）單元，就是在（zài）傳統數控銑床和數控鏜床的基礎上，發展出來的。但因為數控銑削加工過程（chéng）最複雜，必（bì）須克服的技術問題也最多，所以，當人們在研製和發展數控係統（tǒng）軟（ruǎn）件和自動編程語言時，總（zǒng）是將重心放到了銑（xǐ）削工藝上。基於此，本（běn）文介紹了數控銑床的發展現（xiàn）狀與特點，通過分（fèn）析數控銑床加工中線性（xìng）尺寸的影響因素，提出了提高數控銑床加工中零件精度的方法。

關鍵詞：數控銑床加工　線性尺寸　控製方法探討

1、引言

目前，社會經（jīng）濟水平的提升和科學（xué）技術的發（fā）展推動了機械工程的進步，現階段的傳統機械工程的（de）不僅應用機械設備的生產過程，同時也是工業發展進程中重要的“生產力”，特（tè）別是（shì）自動化的應用和發展，促使生產的效率和整體質量有（yǒu）了極大（dà）的提升，對國（guó）民經濟

的發展產生了重要的影響作用。但是在實際的運行中發現，受到多方麵因素的（de）影響，致使自動化創新效率得（dé）不到提升，形成生產效率始終得不（bú）到有效（xiào）提升的困境（jìng），限製（zhì）了機械水平的快速提升（shēng）。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，促進機械工程以及自動化（huà）水平創新效率的（de）快速提升，從（cóng）而促進我（wǒ）國長遠發展（zhǎn）“更上一層樓”。

2、數控銑床的發展與加（jiā）工

數控銑床是現階段工業發展（zhǎn）進程中的重要方式和措施，對各式各樣的（de）機械設備的設計和製造有著非常重要的（de）作用。隨著自動化化技術的不斷發展，機械工程作業（yè）控製技術的優勢（shì）將得到充分發揮。我國（guó）工業化的大力扶持（chí），工廠（chǎng）、火電廠等工業建（jiàn）設成為（wéi）了目前急需完成的任務。而機械工（gōng）程，遠遠離（lí）不開高水平自動（dòng）化技術，有助於管理控製好機械工（gōng）程的自動化的控製。簡單來說，機械自動化能夠促進整個社會更好的發展（zhǎn），對我（wǒ）國農業、工業的發展有著（zhe）非常積極的促進作用，自動化的實現使得整個機械工程的工作效率快速提升，同（tóng）時也更符合現階（jiē）段社會快速發展的趨勢變化的要求。但是（shì）伴隨著社會的持（chí）續進步和發展，現階段的機械工程已經（jīng）無法滿足工（gōng）業建設的需要（yào），即機械工程以及自（zì）動化的創新（xīn）來自於社（shè）會經濟的進（jìn）步的壓迫，在越來越（yuè）先（xiān）進並且充滿各項未知挑戰（zhàn）的社會發展趨勢中（zhōng），現階段的機械工程以及自動化與理（lǐ）想目標存在著較大的差距，因此創（chuàng）新是（shì）該工程進步的必然（rán）舉措，進行這一（yī）工程的創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（yǐ）及先進生產技術的優（yōu）勢，提（tí）升國民經濟的同時提高自動（dòng）化水平，繼而奠定我國經濟強國的國際地位。

作為機械工程最基礎的生產內容，零件加工對於提升零件裝配質量，改（gǎi）善機械設備應用效果具有深刻影響。現代工業生產中，機械（xiè）設備的零件生產（chǎn）多是通過銑床完成的，傳統生產模（mó）式下，銑（xǐ）床需要進行人工操作控製，這不僅影響了機械構件的生產效率，而且對零（líng）件產品的生產質量和精度（dù）造成了較大影（yǐng）響。新時期，機械自動化技術在零件生產中（zhōng）得到了廣泛應用，就自動化（huà）技（jì）術本身而言，其（qí）能在計算機係統的作用下，對機械生產（chǎn）過程（chéng）、機械零件參數要求等（děng）數據進行分析，然後係統設計控製程序，實現機械（xiè）零件自動化、精準化生產。結合生產實際可知，在機（jī）械自動化技術（shù）的支撐下，機械（xiè）零件的生產模式得到了極大優（yōu）化，在一定程度上，其實現了機械零件的集成化、精細化生產。銑床的加工表麵造型，通常由直線（xiàn）或其他曲線所構成。該機械適應性強，加工精（jīng）度高，機械加工品質穩定，製造效率較高。它綜合利用了計算機、自動控（kòng）製、伺服驅動器、精確（què）計量，以及新型的（de）機械構件等科學技術成就（jiù）。這也是未來數控車床的（de）主要發展方向。

譬如，通過銑床進行零件生產時，可（kě）深層次（cì）進（jìn）行機械自動化技術的深入和融合應用，該（gāi）技（jì）術下，生產人員先需要分析各（gè）種構（gòu）件（jiàn）的規格、結構、類型，然（rán）後在（zài）考慮構件缺口的基礎上，對構件（jiàn）的集合（hé）元素進行係統分析，最後結合（hé）零件應用實際情況進行各單元構連（lián）接，可實現銑床的微連接生產，獲得（dé）預期的（de）加工零（líng）件。新時（shí）期，機械自（zì）動化技術在機械加工行業零件生產中的應用日益深入，且其與數字控製、智能化、現代傳感等技術的交融（róng）愈發深入。在實際生產中，為進（jìn）一步提升機（jī）械自動化技術在零件生產中的應用效果，還應注重機（jī）械自動化與機電一體化的（de）結合，同時應注重機械功能多元化、零件（jiàn）結構設計標準化、模塊化的控製，並（bìng）規範使用智能（néng）控製技術（shù），提升機械零件（jiàn）製造加工的效率和精度。在車輛零部（bù）件機械加工（gōng）程序中，當數控車（chē）床上用來加（jiā）工汽車零件的打孔時，在數控車床上通常有一個（gè）打孔設備。在鋼板上打孔時，必須多次打開。每次開機後，都需要調節底板的定位。盡（jìn）管精確度很高，但工作效率卻很低下。於是，發明了一個專用於汽零件加工的數控機床。為實現上述開孔高效率的（de）目的，本實用新型提出（chū）了以下技術方法：

一台（tái）進行了汽車零件機械加工的數控車床，分為底板，在底板頂部的上下二端固定安裝有豎板，在二豎板的上部與頂板緊固相連，在頂板底麵與垂直底板中間固定（dìng）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（zài）驅動推杆前後二端的支承板上方固定安裝了有限位杆，限位（wèi）杆（gǎn）一頭活動穿過並伸入至（zhì）頂板上部，在支承板（bǎn）底部（bù）的上下二端活動固定安置有接受槽，接收槽（cáo）的內側活動安置有一頭伸入至支承板（bǎn）下部的對接（jiē）杆，在二個對接杆底部均與支（zhī）承板緊固相連，在對（duì）接杆的對側（cè）裝有限位槽，在支承板（bǎn）的上下二端活動安置有螺紋操縱杆，在螺紋控製棒（bàng）上的一頭伸入支承板內，在螺絲扣操縱（zòng）杆的另一側固定安裝有限位杆，限（xiàn）位杆的另一頭（tóu）則伸入限位裝置凹（āo）槽中，在（zài）支承板的底麵固定安裝有連杆機構，連杆的底麵固定安裝有驅動裝置，驅動裝置的輸出端（duān）麵固定安裝有鑽杆。

3、數控銑床的特點

（1）數控銑床已具備了很大的生產能力（lì），因（yīn）此通常不要求使用專用裝夾等特種加工工藝裝置。在更（gèng）換工（gōng）件時（shí），僅需要調出（chū）在數控係統設備中保存的工藝程序、裝夾刀具和調（diào）整刀具的數（shù）量，生（shēng）產（chǎn）周期（qī）也大大縮短；

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

（3）加工精度高，加工品質穩定且安全。數控設備的（de）最大脈（mò）衝當（dāng）量一般為零點零零一毫米，而精（jīng）密的數控（kòng）機床則可達（dá） 0.08μm，而且，數（shù）控加工設備（bèi）還減（jiǎn）少了操作者的操作失誤；

（4）一次性裝夾定位（wèi）後，可加（jiā）工需要更多工序加工的零部件。

4、數控銑床（chuáng）加工中線性尺寸的影響因素

集成化、模塊化機械工程自動化發（fā）展的重要趨勢（shì）。在數控銑床加工中（zhōng），機械設備與信息控製、傳感、現代監控、智能操作等多個模塊結合在了一（yī）起，這（zhè）種（zhǒng）單元模塊集成的方式有效地（dì）縮小了機械設備的（de）體（tǐ）積規模和精細化程度（dù），對於給工業（yè）生產具有積極作用。

如在數控銑床加工中生產中（zhōng），生產人員可在統籌分（fèn）析（xī）加（jiā）工數據的基礎上，深（shēn）化機械自動（dòng）化技（jì）術在實際生產中的應用，這樣才能實現機械（xiè）自動化與企業（yè）生（shēng）產現狀的融合，助力企業的自動化、信息化發展。柔性自（zì）動化是基於計算機技術發展（zhǎn）而（ér）來的一種全新技術，其對於機（jī）械自動化技術優化和企業持續發展具有積極作用。在機械工程中，相（xiàng）比（bǐ）於集成自動（dòng）化，柔性自動化技術本身更加科學，智能化程度更高。將機械工程與集成（chéng）自（zì）動（dòng）化、柔性自動（dòng）化（huà）等技術結合在一（yī）起後（hòu），不僅能實現企業（yè）生產資源的優化配置，而且能提升企業的（de）核心競爭能力，此外其能促進技術水平向經濟水（shuǐ）平（píng）的轉變，助力企業（yè）的全麵發展。值得注意的是，在數（shù）控銑床加工中，其（qí）技術的應用的信息（xī）化程度也（yě）在不斷提（tí）升；這是因為在現代工（gōng）業生產模式下，人們對於規範化、標準化、精細化生產的要求不斷提升，為實現生產過程的有（yǒu）效控（kòng）製，人們在機械自動化技術應用中，愈發重視對設備參數、生態狀態數據（jù）的控製，這（zhè）實現機械自動化技術（shù）柔性控製與（yǔ）信息（xī）化控製的集（jí）合，有（yǒu）助於提（tí）升（shēng）機械自動化技術的整體應用水平（píng），保證工業生產的（de）整體效益。經過對有（yǒu）關資料的檢索，作者列舉了在數控銑床加工中零部件精度的一些影響因（yīn）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（dāo）具類型而異；

（2）加工誤差和夾具磨損。夾（jiá）具偏差，主要（yào）是指定位部件、導刀部件、分度機構（gòu）、工裝夾具等的加工偏（piān）差 ; 夾具安（ān）裝後，與上述部分工作麵間的相應長度偏差 ; 使用期間，夾具工作表麵的磨（mó）損；

（3）加工現場的環境影響。加工現場通（tōng）常有很多的（de）小金屬碎片。如果這些小（xiǎo）金屬屑（xiè）在零部件的定位表（biǎo）麵或定位孔上，會影響零部件的（de）加工精確（què）度。而為了高精度加工，那些看不見的小金屬片也會影響加工精確度；

（4）零件（jiàn）內部殘餘應力（lì）；

（5）機床誤（wù）差，是指機床的生（shēng）產偏差、裝配偏差和損壞。主要涉及機械導軌的導向誤差、機械發展軸線的回轉偏差，以（yǐ）及（jí）機械傳動鏈的（de）傳動偏差。

5、提高線性尺（chǐ）寸（cùn）精度的方法

加工精確度，是指在加工後零件的實（shí）際幾何參數（尺寸、形狀（zhuàng）和位置）達到設計圖樣中（zhōng）規定的理想幾何參數（shù）的程度（dù）。符合度（dù）越高，代表機械加工精確度就越高。可以從以下三個（gè）方麵提高線性尺寸精（jīng）度：提高零件尺（chǐ）寸精度、提高零件形狀精度、提（tí）高零件位置精度。

5.1　提高零件尺寸精度

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，但是由於這種方式比較（jiào）費時（shí），因此工作效（xiào）率低下。所以隻能用於生產單件產（chǎn）品和小批量投產。作為一個試切削加工工具 - 匹配，它是在已加工零部件的基礎（chǔ）上（shàng）加工與另一種匹配的工件，並（bìng）結合（hé）另外（wài）兩（liǎng）種（或多個）工件進（jìn）行加工（gōng）的方（fāng）式。在匹配中的最後加（jiā）工（gōng）尺寸（cùn）要求以與已加工零部件的配合要求為準（zhǔn）。

5.1.2　調整（zhěng）法

提前用試樣或標準件調節機械（xiè）、夾具、刀具與（yǔ）工件（jiàn）之間（jiān）的精確相對位（wèi），以保證加工工（gōng）件的尺寸準確度。因為尺寸預先調節完畢，所以在整個機械加工程序中（zhōng）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（jiù）是調節方式。也因此，在采用銑床夾具時，刀具的定位（wèi）由刀塊大小決（jué）定。同樣，它一般適用於批（pī）量投產和小批量生（shēng）產。

5.1.3　定尺寸法（fǎ）

采用（yòng）一定規格的刀具來確定工件（jiàn）加工部分長（zhǎng）度的（de）方法，叫做定徑方法。采用一定標準規格的刀具（jù）進行機（jī）械加（jiā）工（gōng），加工表麵的長度根據工件規格確定。也就是說，可以采用（yòng）具（jù）備相應規格精度的刀具（如鉸刀、鉸刀、鑽頭等）來確保工件加工零件（如孔）的精度。定尺寸法作業（yè）簡單，產量高，而（ér）且工藝精度穩定。這基本上就和機械工人的（de）技術沒關係了。它產（chǎn）量高，廣泛應用於不同產品型式。例如（rú），鑽孔和鉸縫等。

5.1.4　主動測量法

在機械加工程（chéng）序中，在機（jī）械加工程序中測定加工長度，或把測定結（jié）果和設計規定的長度加（jiā）以對比。目前，在主動檢測中的值可用數表示（shì）。

5.1.5　自動（dòng）控製法

自動控（kòng）製法共分為兩種：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（chāo）過所需（xū）大時（shí），檢測設備（bèi）會（huì）發出命令，使機械自行縮回或終止運行；②數字控製是由機械上（shàng）的伺服電機、滾動絲杆（gǎn）來螺母副（fù）和（hé）一個數（shù）字控製（zhì）裝置，用以控製刀柄或操作（zuò）台（tái）的（de）準確運動。

最初的自動控製方式，是（shì）通過使用主動測量和（hé）機械或液（yè）壓控製（zhì）來實現的。該自動控製方法的（de）產品質量穩定，產量高，且工藝靈活性較好，可滿足多個品（pǐn）種產量。它（tā）是現代機械工業的重要發展（zhǎn）方向（xiàng），是計算機輔助製造技（jì）術（CAM）的重要基石。

5.2　提高零件形狀精度

5.2.1　軌跡法

這（zhè）種加工方式使用刀尖的軌（guǐ）跡形（xíng）成工件表麵的圖形。一般的車削（xuē）、銑削、刨削和打（dǎ）磨都屬（shǔ）於刀尖軌跡法。該方法所得（dé）到的圖形準確（què）度，主要依靠於成形運動的準確度。

5.2.2　模型法

成形刀具的幾何造型可以（yǐ）用來代替傳統機械的一些成形運動，以達到機（jī）械加工表麵的造型（xíng）。如成形車（chē）削（xuē）、銑削、打磨等。成形方（fāng）法獲得的圖形精度，主要決定（dìng）於刀刃的外形（xíng）。

5.3　提高（gāo）零件位置精度

5.3.1　直接找正裝夾

該方法是一種裝夾手段（duàn），通過千分表、劃線盤或目視（shì）檢查直接找到工件在機床上的位置。

5.3.2　劃線找正裝夾（jiá）

這（zhè）種（zhǒng）夾緊（jǐn）方法產量較少（shǎo），而且精確度低，對工人的技術要求較高。通常用來單件或小（xiǎo）批量生產中的較複雜、重型（xíng）零部件的加工（gōng），或毛坯材（cái）料尺（chǐ）寸公差很大，工人無法直接用夾具裝裝夾。

5.3.3　用夾具裝裝夾

夾具是針對加工工藝中的（de）特點而專門（mén）設計的。夾具上的定位元件，能使工件（jiàn）迅速地取得相應於機床（chuáng）和（hé）刀具的準確定位，應用於批量加工（gōng）和批量生產。

6、數控銑床加工注意事項（xiàng）

規範使用數控銑床加工技術，能實現機（jī）械（xiè）工程生產模式得以（yǐ）優化，對於提升企業生產效益（yì）具有積極作用。新時期，深化機械自動化技術應用已經成為（wéi）企業高效生產的內在要求。在機械工程自動（dòng）化技術應用（yòng）中，首先應認識到科學技術是數控銑床加工技術應用的基礎，應不斷（duàn）的進行技術創（chuàng）新，深化現代信息技術在機械工程及自動化技術中的應（yīng）用。其次（cì）在機械工程生產中，還應注重機械自動化（huà）技術發展趨勢的把控，實現技術應用趨（qū）勢與生產現（xiàn）狀的有效結合。最後為進（jìn）一步提升機械工程自動化技術的應用水平，在實（shí）際生產（chǎn）中（zhōng），還應注重其應用體製、機製的優（yōu）化（huà），一方（fāng）麵，應加大（dà）在（zài）機械工程自動化技術應用的層麵的資源投入，不斷（duàn）引入新技術、新設備，為機械自動化技術應用奠定（dìng）良好基礎。另（lìng）一（yī）方麵，現代企業應強化（huà）機械自動化技術應用的組織管理，如提升生產人員專業（yè）技術水平等，這樣才能提升機械自動（dòng）化技術應用水平，謀得更大的發展效益。

7、結語

總而言之，數控機床技術的應用對於機械工程發展具有深刻影響，其直接關（guān）係著機械生產的效率和質量。在實（shí）際（jì）生（shēng）產中，人們隻有充（chōng）分認識到機械自動（dòng）化生產的優勢特（tè）征（zhēng），深化其在具體行業領域中的應用，完（wán）善數控銑床加工中線性尺寸的控製方法，才（cái）能發揮

數控銑床的價值。

作者（zhě）：王雪　翟梽錦　楊世航　董樂樂

來源：黃河交通學院　焦作市數（shù）控（kòng）銑床（chuáng）設備工程（chéng）技術（shù）研究中心　

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