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數控技術在（zài）現代機械加工中的應用（yòng）

2024-9-20 來源：江蘇省淮海技師學院作者（zhě）：於方波

摘（zhāi）要：隨著科技的不斷發展，數控技術在現代機械加中的應用已經成為不可（kě）缺的重要組成部分。數控技術的出現（xiàn）徹底改變了傳統（tǒng）加工工藝的方式，數控技術不僅提高了加工質量與精度，增加了生產效率與加工速度，而且（qiě）降（jiàng）低了人力成本與材料浪費，並實（shí）現了複雜零件的高效加工與生產。基於此，文章分析了數控技術應用的優勢，然後從多個（gè）方麵探討了數控技術在現代機械加工中的應用。

關鍵詞：數控技術；現代機械加工（gōng）；數控車床；數（shù）控鑽床

數控（kòng）技術作為（wéi）一項現代化加工技術，在各類加工工藝中的應用正逐漸展現出其巨大潛力和影響力。無論是雕刻、切割還是焊接，數控技（jì）術為傳統加工工藝帶來了革命性的改變，通過自動化控製、精確加工和高效生產，提高了加工質量、生產效率和加（jiā）工速度 [1]。

1、數控技術的應用優勢

1.1 提高加工質量與精度（dù）

數控技術在現代機械（xiè）加（jiā）工中的應用，尤（yóu）其在提高加（jiā）工質量與精度方麵，具有重要的優（yōu）勢。傳統機械加工依賴於人工操作，受（shòu）到人為因素的幹擾較大，難以保證加工（gōng）的一致性和精確度，而（ér）應用數控技術能夠有效解決這些問（wèn）題。

數控技術通過編程控製機床的運動軌跡，能夠提供（gòng）高度準確的（de）加工路徑和步（bù）進距離。相比傳統機床，數（shù）控機床能夠實現（xiàn）更精確的加工過程，避免人為操作中常（cháng）見的（de）誤差和不穩定因素（sù）。這種精確的控製能夠（gòu）保證同一類產品的加工結果具有高（gāo）度一致性，達到更高的質量標準。

數控機床可以（yǐ）實現（xiàn）複雜的加工要求（qiú）和形狀。通過（guò）合理編寫加工程序，數控機床可以完成複雜的加工（gōng）任務，如曲（qǔ）線加工、三維雕刻等，確保產品（pǐn）的精細度和形狀的準確性。而傳統機（jī）床因需要依（yī）賴煩瑣的手工操作和加工過程往往無法滿足（zú）這些（xiē）要求 [2]。

1.2 提高（gāo）生產效率

數控技術在現代機械加工中的應用，不僅能夠提高加工質量與精度，還能夠顯著提高生產效率和加工速度。傳（chuán）統機械加工往往依賴於人工操作（zuò），效率低（dī）下且受限於人（rén）力的局限性。而數控技術的引入，極大（dà）地改善了（le）這一情況。數控技術通過編寫精確的加工程序，實現自動化（huà）加工過程。數控機床能夠按照預先設定的程序進行加工操作，無（wú）須人工的手動幹預。這種自（zì）動化加工極大地節省了人力資源，同時避免了人為因素（sù）對加工過程的影響，提（tí）高了生產效率 [3]。

1.3 減（jiǎn）少（shǎo）人力成本

數控技術在（zài）現代機械加工（gōng）中的應用，除（chú）了提（tí）高加工質量與精度以及生（shēng）產效率和加工速（sù）度外，還能夠顯著減少人力成本和材料浪費。傳（chuán）統機械加工依賴於人工操作，需要投入大量人力資源，並且由於操作者的技術水（shuǐ）平和經驗差異，容易導（dǎo）致材料浪費。而數控技術的（de）應用，通過自動化和精確控製，很好地解決了這些問題。傳統機械加工需要大量的人工操作和監控，但（dàn）數控機床可以通過（guò）預先編寫的加工程序進行自動化加工，無須人工操作，這使企業可以節省用於工人工資和培訓的成（chéng）本，並（bìng）且可以在加工（gōng）過程中減少人工操作的錯誤 [4]。

2、數控技術在（zài）現代機械加工中（zhōng）的（de）應（yīng）用

2.1 數控車床

數控技（jì）術作為現代機械加工的重要應（yīng）用之一，不僅在銑削方麵（miàn）有所應用，在車削方麵同樣發揮著巨大的作用。數控車床通過計算機控（kòng）製係統（tǒng）實現對工件的加工，具有精度（dù）高（gāo）、效率高（gāo）、可（kě）靠性高等優點。數控車床的具體應用如下：

（1）編寫加工程序（xù）。操作人員根（gēn）據要加工的工件需求，在計算機控製係（xì）統中編寫相應的（de）加工程序，包括刀具的選擇、刀具路徑、加工深度等參數的設置。編寫好的加（jiā）工程序將作為數控車床進行加工操作的指導依據（jù） [5]。

（2）裝夾（jiá）工件。操作人員根（gēn）據加工程序中對工件的要求，選擇合（hé）適的裝夾方法和裝（zhuāng）夾工具，將工件固（gù）定在數控車床的主軸上，確保工件的牢固固定，以免加工過程中產生移動或變形，影響加工精度。

（3）進行上機操作。操作人員將預先編寫好的（de）加工程（chéng）序輸入數（shù）控車床的計算（suàn）機控製係統中，通過操作界麵上的指（zhǐ）令選擇相應的程序，並設定好加工參數。將（jiāng）機床開啟，開始自動加工過程。在加工過程中，操作人員需檢查加工狀（zhuàng）態，觀察加工質量，確（què）保加工精度和工件表麵質量。在數控車床的使用過程中，操（cāo）作人員還（hái）需要負責刀具的更換和維護保養。根據加工（gōng）程序的要求，選擇適合的刀具進行更換，並（bìng）進行刀（dāo）具（jù）補償的設定。定期檢（jiǎn）查（chá）刀具的磨損情況，及時更換和（hé）維護，保證加工（gōng）質量和工具（jù）壽命。操作人員通過測量工具對加工（gōng）後的工件進行尺寸和形狀的檢查，確保（bǎo）加工質量符合要（yào）求。將加工好的工件整理、清潔，並做好相應的記錄和歸檔 [6]。

2.2 數控（kòng）鑽床

在孔（kǒng）加工中（zhōng），數控鑽床的應用策略主要涉及遵（zūn）循（xún）正確的工藝與（yǔ）操作（zuò）流程、合理（lǐ）選擇鑽杆及刀具參數、優化切削條件等。

（1）遵循（xún）正確的工藝與操作流程。這包括選擇適當（dāng）的加工參數，如進給速度、切削速度和切削深度，以確保孔的加工質量和效率。此外，正確地夾持和定位工（gōng）件，合理使用（yòng）冷卻劑和潤滑劑以降（jiàng）低（dī）摩擦和熱量（liàng），還（hái）有對加工過程進行適時的檢測與調整，都是確保孔加工質量和生（shēng）產效率的關（guān）鍵步驟。

（2）合理選擇鑽杆及刀具參數。根據材（cái）料的不同硬度、直徑和加（jiā）工要求，選擇合適的鑽杆和刀具參數是提高孔加工質量和效率的（de）關鍵因素（sù）。在（zài）有效清除切削碎屑的同時，合理選擇刀尖角度、切削刃數以及鑽頭塗層等參數，能提供（gòng）更好的加工效果和延長工具壽命，滿足不同工（gōng）件孔加（jiā）工的需求。

（3）優化（huà）切削條件。通過合理的切削速度、進給速度、切削深度和切削路徑，可以實現高效率和高（gāo）質量的孔加工（gōng）。在此過程中，切削液和冷卻係統的（de）正確應用，能（néng）有效降（jiàng）低切（qiē）削溫度和摩擦力，並（bìng）減（jiǎn）少工具磨損和工件變形，確保孔加工精度和表麵質量 [7]。

2.3 數控雕刻機

數控技術在現代機械加工中的應用越來越廣泛，其中數控雕（diāo）刻機作為一種（zhǒng）常見的機械設備，在雕刻加（jiā）工方麵發揮著重（chóng）要作用，數控雕刻機如圖 1 所示。

圖 1 數（shù）控雕刻機

數控雕刻（kè）機通過計算機控製係統實現對（duì）工件的精（jīng）確雕刻，而多軸控（kòng）製和三維加工策略則是提高雕（diāo）刻精度和複雜度的關鍵技術。多軸控（kòng）製是數控（kòng）雕刻機實現多個軸（zhóu）線的運（yùn）動控製，使雕刻變得更加精確和靈活。多軸控製一般包括 X 軸（橫向（xiàng））、Y 軸（縱向）和 Z 軸（上下）[8]。多軸控（kòng）製使數控雕刻機能（néng）夠在三維空間內（nèi）進行複雜的雕刻操作，實（shí）現更加細致和精確的雕（diāo）刻效果。三維加工是指數控雕刻機在進行雕刻時，能夠同時控（kòng）製多個軸進行（háng）複雜（zá）的三維加工。在使用多軸控製和三維加工策（cè）略時，需要注（zhù）意以下要點：

（1）合理設置刀具路徑。在進（jìn）行三維加工時，刀具路徑的設置非常關鍵。通過合（hé）理設計刀具路徑，可以最大程度地提高加工效率和精度。例（lì）如，采用合適的雕刻順序和刀具進給方（fāng）向，能夠減少工件表麵的殘留痕跡和邊緣的毛（máo）刺 [9]。

（2）控製加工參數。在進行多軸控製和三維加工（gōng）時，需要合理設定加工參數，如切削（xuē）速度、進給速（sù）度、切削深度等，以（yǐ）實現最佳的加工效果。合理的加工參數（shù）能夠確保雕刻操作的穩定性和工件質量的穩定性（xìng）。

（3）注意刀具的選擇。不同材料的雕刻要求使用不（bú）同類型的刀具，例如金屬材料常使用硬質合金刀具，木（mù）材材料常使用銀鋼刀具，塑料材料常使用（yòng）背（bèi）光（guāng）刀具（jù）。根據不同材料的硬度、脆（cuì）性和耐磨性等特性，選擇相應的刀具材料和形狀。工人還要根據雕刻的形狀和細節選擇（zé）合適的刀具。不同（tóng）的雕刻形狀和細節要求使用（yòng）不同形狀的刀具。例如，雕刻精細（xì）細節時一般選擇刃具尖銳、切削麵小的（de）刀具；雕刻（kè）平麵時選擇刀具尺寸（cùn）較大（dà）的直刃（rèn）刀（dāo）具 [10]。

2.4 數控切割機

數控切（qiē）割機如圖 2 所示，主要應用於（yú）金屬材料的切（qiē）割加工（gōng），如（rú）鋼板（bǎn）、鋁（lǚ）板、不（bú）鏽鋼等的切割（gē）。

數控切割機能夠應用於各種（zhǒng）行業，如製造業、汽車工業、航空航天（tiān）工（gōng）業、建（jiàn）築業（yè）等。數控切割機廣泛應用於切割加工領域，可以提（tí）高生產效率（lǜ）和加工質量。數（shù）控切割機的工作原理是通過數控係統將加工程序輸入，控製切（qiē）割（gē）設備按照預定路徑進行材料切割，可以使用不（bú）同的切割方法，如等離（lí）子切割、激光切割、水切割等，應根據不同的材料和切割要求進行（háng）選擇 [11]。在使用數控切割機時，需要注意以下要點：

（1）加工程序的編寫。加工程序是（shì）數控切割機工作的指導，在加工（gōng）程序中需設（shè）置切割軌跡、切割速度等參（cān）數，以實現預期的切割效果。編寫加工程序需要使用專業的切割軟件，通（tōng）過 CAD/CAM 係統生成工件的切割路徑和（hé）相關參數，並進行後期的程序優化和調（diào）整。

（2）刀（dāo）具控製。通過數控技術，可以精確控製和調整切割機中（zhōng）的刀具位置、速（sù）度和刀具路徑等參數，以實現精準的切割操作。數控切割機中的刀具（jù）控製常用的方式（shì）包括控製伺服（fú）電機、調整刀具速度、實現 X軸（zhóu）和 Y 軸的定位等，以實現複雜形狀的切割需求（qiú） [12]。

（3）自動化控製。通過（guò）自（zì）動化控製，數控切割機能夠實現自動開機、自動（dòng）複位、自動調整切割速（sù）度和刀具路徑等功能。這種自動化控製（zhì）使（shǐ）數控切割機的運行更加簡便高效，減（jiǎn）少了人工幹預，節約了時間和成本。

（4）性能監控和故障檢測。通（tōng）過傳感器和數控係統（tǒng）的結合，數控切割機能夠對切（qiē）割過程中的（de）切割質量、切割速度、刀具（jù）磨損等進行實時（shí）監控。在出現異常情況或切割質量下降時，數控係統能夠（gòu）及時發出（chū）警報或（huò）停機，保證（zhèng）切割過程的準確性和穩定性 [13]。

3、結束語

隨著科技的不斷發展（zhǎn），數控技術（shù）在各類加（jiā）工（gōng）工藝中的應用將繼續不斷演進（jìn）與創新，不僅提高了加工質量與精度，增加了生產效率（lǜ）與加工速度，減少了人力成（chéng）本與材料浪費，而且實現了複雜（zá）零件的（de）加工與生產，拓寬了設計和加工的可能性。未來，隨著技術的不斷推進，數控技術將繼續引領著機械加工行業的發展方向。麵對機遇和挑戰，應積極推動數控（kòng）技術的創新（xīn）應（yīng）用，拓展其在各個領域的應用前景（jǐng），助力機械製造業邁向更加智能、高效和可持續發展（zhǎn）的（de）新階（jiē）段。

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