论提高机械数控加工技术水平的有效策略

聂采高

【摘    要】机械数控加工涉及到很多的专业性知识，在实际操作过程中对技术人员的专业能力有着很高的要求，如何确保机械数控加工质量尤为关键。考虑到机械数控加工的特点，笔者认为在保证和提升机械数控加工技术水平时，应重点从三个方面来着手，即合理选择切削用量、使用多种方式确保数控机床控制精度、应用新型技术开展数控加工，以此全方位地提升机械数控加工技术水平。

【关键词】机械数控加工  工业机器人  切削用量

中图分类号：G4     文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.11.012

就当前阶段的机械数控加工来说，与之相关的上下游行业均对加工精度有很高的要求，均选择将高精度加工作为研究的重点，这让当前的机械数控加工精度由微米级提升到亚纳米级，甚至还提升到了纳米级[1]。但就整体的机械数控加工情况来看，精度和效率还有一定的提升空间，可努力发展的方向还有很多，需要积极去探索保證和提升机械数控加工技术水平的策略。本文重点从三个方面来分析这一问题。

一、合理选择切削用量

对于机械数控加工来说，切削条件会直接影响加工的时间、刀具的寿命和加工的质量，因而必须始终合理控制切削条件。在合理选择切削用量时，要把控好三点要素，即切削速度、进刀量和吃刀深度。

在切削速度控制中，本质上是要控制切削线速度，而切削线速度主要由刀具材料和加工条件来决定。在刀具材料选择上，若是硬质合金，则可以将切削线速度控制为100米/分以上;若是高速钢，则要尽量将切削线速度控制的较低，通常控制为70米/分，甚至可以控制为20米/分～30米/分。在加工条件方面，若是粗加工，则切削线速度尽量低;若是精加工，则切削线速度尽量高;若是机床、工件、刀具的刚性系统差，则切削线速度尽量低。

在进刀量控制上，精加工时加工件的表面粗糙度需要严格控制，走刀量要尽量取小;粗加工时可以取大一些，一般控制在0.3mm/主轴每转以上。另外，在进刀量控制时还要考虑机械数控机床的功率和刀具的刚性。在吃刀深度控制上，若是精加工，则吃刀深度控制为0.5（半径值）;在粗加工时要结合工件、刀具、机床情况来合理确定。需要注意的是，若是机械数控机床主轴变速采用的是普通变频调速，则当主轴每分钟转速较低时势必会导致电机输出功率随之降低，出现这一种情况时，技术人员务必合理确定吃刀深度和进刀量，要将两者取得尽量小一些[2]。

二、使用多种方式确保数控机床控制精度

就数控机床加工精度的影响因素来说，主要有三点：一是进给机构，二是编程误差，三是气温和工艺系统热变形。以进给机构为例，影响数控机床加工精度的部件主要是减速齿轮、支承轴承、联轴节，这些部件在安装时往往会不可避免的存在一些小间隙，相互作用下会对加工精度造成一定的影响，最终导致机械数控加工水平受到影响。再以工艺系统热变形为例来说，在机械数控加工环节，多个零部件在相互作用时会产生摩擦反应，继而导致内部部件因为热传导不平衡使工件变形，导致之前调整好的位置发生变化、工件和刀具的运行质量受到影响。

针对数控机床加工精度的影响因素，为确保数控机床控制精度，可以重点从三个方面来着手。

1.不断提升数控机床系统的控制精度能力。目前可以使用的技术之一是高速插补技术，在连续进给的过程中确保单位精细化，可以考虑在安装分辨率设备在位置检测装置上，提升精度控制能力。

2.采用误差补偿技术。为了有效补偿机械数控设备的热变形设备和空间误差，需要结合实际情况进行综合补偿，可以考虑采用反向间隙补偿、刀具误差补偿、丝杆螺距误差补偿等相关技术。长期实践发现，通过合理应用误差补偿技术可以大大提升机械数控机床的加工水平[3]。

3.采用网格解码器。全过程监测机械数控加工中心的运动轨迹精度，同时借助仿真技术去预测加工精度，有效控制零件的加工质量。

三、应用新型技术开展数控加工

随着信息技术的发展，近年来工业机器人在机械数控加工中的应用越来越广泛，而且取得了良好的加工效果。目前来看，数控加工中所应用的工业机器人主要由主程序、夹取物料程序、物料装夹到机床程序、中断程序、机床运行加工程序组成，在运行过程中一旦发现存在紧急情况，工业机器人内置的程序可以迅速检测到危险，并立即跳转到中断程序中去，开展紧急性的处理措施，全面确保数控加工的安全。

就工业机器人的生产线工作原理来说，由PLC技术控制的机器人可以经导轨回到零点，接收到命令后可以去到取料点，获取到放料台的物料到达位置信号后，机器人可以取料;取料之后等待数控机床打开机床门;待机床门打开后，机器人便可以将物料放入到卡盘中去;随后机器人退出机床运行的安全范围，机床门可以正常关闭，此时数控机床也可以正常工作。待产品加工完成后，数控机床自动打开机床门，机器人夹住半成品撤出机床安全范围，继续进行下一步的数控加工作业。值得一提的是，当前所使用的工业机器人已经初步具备了数控加工零件的调试功能，借助坐标点，工业机器人不会与机床有直接性的接触，也不会影响上料的精确度和产品加工的精度。在随后的调试过程中可以凭借人工智能技术自主去调试，当调试工作完成后可以形成电子文档，供技术人员直接浏览查看，以便快速进入到下一个阶段的生产中去。总的来说，工业机器人的使用，让机械数控加工更加智能化，不仅可以确保数控加工精度，而且可以让数控加工更加简单化，安全性也有很大的提升，非常值得推广应用。

四、结语

鉴于机械数控加工的复杂性和专业性，在实际开展数控加工时要严格按照相关的规范标准，规范各项操作流程，控制好数控加工过程中的诸多细节。为更好的保证和提升机械数控加工水平，要重点做好合理选择切削用量、使用多种方式确保数控机床控制精度、应用新型技术开展数控加工这三点工作，并加强数控加工过程中的责任管理、监督管理力度，细化工作权责，确保各项机械数控加工技术水平提升的策略可以贯彻和落实。

参考文献

[1]龙波.机械数控加工技术水平提升的策略探究[J].南方农机，2020，51（02）：165，199.

[2]龚楼鹤.机械加工技术中数控加工的应用路径浅述[J].中国设备工程，2020，437（01）：114-116.

[3]顾燕娜.数控加工技术在机械制造业中的重要性分析[J].南方农机，2021，52（02）：173-174.