数控铣床金属构件加工工艺机械自动化控制技术研究

陈琳

摘要： 数控铣床是建立在传统铣床基础上的自动化控制设备，不仅对于提升铣床加工作业效率具有积极作用，同时能够有效的提高铣床作业精度，对于加快我国工业自动化产业的快速可持续发展具有积极意义。但是由于数控铣床作业流程复杂，技术难题相对较多，因此要对数控铣床金属构件加工工艺进行精细化分析，了解数控铣床作业流程和基本特征，重点探究数控铣床金属构件加工工艺的实践应用，期望能够为同领域技术人员提供一定理论参考。

Abstract： CNC milling machine is an automatic control equipment based on traditional milling machine. It not only plays a positive role in improving the processing efficiency of milling machine， but also can effectively improve the operation accuracy of milling machine. It is of positive significance to accelerate the rapid and sustainable development of China's industrial automation industry. However， due to the complex operation process of NC milling machine and relatively many technical problems， it is necessary to make a detailed analysis of the metal component processing technology of NC milling machine， understand the operation process and basic characteristics of NC milling machine， and focus on the practical application of metal component processing technology of NC milling machine， hoping to provide some theoretical reference for technicians in the same field.

关键词： 金属构件加工;机械自动化;控制技术

Key words： metal component processing;mechanical automation;control technology

中图分类号：TG547                                      文献标识码：A                                  文章編号：1674-957X（2021）23-0078-02

0  引言

数字化技术的应用是传统化铣床技术与现代铣床技术的最大区别，传统型铣床作业流程中，大部分都是人工参与，这制约了金属构件的生产数量，生产质量也下降，但是随着信息化技术的快速发展，加工工业数字化技术的推广应用，金属构架加工企业也对数控技术更加重视，经过不断的工艺改造和研发，明确了数控铣床金属加工最佳工艺流程，对于提高产品质量和生产效率具有巨大的推动作用。

1  数控铣床金属构件生产采取数控技术的基本特点

机械自动化控制技术的应用特征相对较多，尤其是在金属构件的生产中具有普适性，随着我国工业化生产技术的快速发展，机械自动化控制技术对于优化金属构件加工，促进工业技术的发展等具有积极意义，并且得到了全社会领域的高度关注。针对机械自动化控制技术本身来说，其主要具备以下三部分特点。

1.1 集成化

集成化是机械自动化技术本身特征，其能够将金属构件的生产过程进行集成化管理，在具体使用的过程中，要首先明确金属构件加工的详细流程，弄清楚加工具体要求，这样才能够保证金属构件加工自动完成。在集成化控制的过程中，需要由计算机进行控制，可对所需制作的金属构件进行全面化、详细化的分析，以理论为基础，促进加工流程和工艺的不断优化及完善。机械自动化控制技术的应用，不仅减少人力物力，同时能够加快工作效率，实现加工质量的有效控制和管理。

1.2 精细化

精细化是机械自动化控制技术所特有的特点，尤其是针对金属加工工艺中，自动化控制能够严控工艺生产质量，对于金属构件生产规格、数量等都具备科学把控，减少误差，实现精准化生产。加上纳米技术的快速发展，在金属构件生产中的应用，促进我国工业生产领域朝着更加创新的方向发展。例如，数控铣床“微联接”工艺，在实际的生产作业中，需首先考虑各个金属构件的尺寸、结构、类型及缺口等缺陷，详细分析金属构件加工过程中的几何元素，为全面化的统计金属构件数量提供依据。其次，对比数控铣床“微联接”具备不同的特点，各个元素基本元件都具有相关性;最后，选取使用单个零件与余料进行有效的关联。整个生产工艺结束以后，要及时的开展“抖动”、“木锤”等工艺，使得金属构件边缘的联接方式有效解除，最终获取自身要想得到的金属构件。

2  金属构件加工工艺机床本体分析

机械自动化控制技术的应用对于完善数控工艺，优化数控技术等具有重要作用，对于工农业生产也产生了较大的影响，因此应在日常实践的过程中，更加关注于金属构件生产工艺及其结构主要特征。在日常工作流程中，需要对金属构件的加工及处理流程进行严格的计算和分析，其中常见的方法包含有有限元计算法，开展有针对性性的计算，例如数据的动态化试验，对试验结果进行反复的验证，并将最终的试验数据记录下来，结合多次的试验数据进行有效的对比分析，这样能为选取铣床本体提供试验依据，既能够满足金属构件基本的加工工艺要求，又能够控制铣床金属构件的加工误差控制在合理的范围以内。

除此之外，铣床本体结构的安装相对简单化，以冲孔力大小为节点，若冲孔力<200kN，那么知需采用螺钉调整整个结构的松紧即可，保障地面直接连接，就能够高效的满足金属构件的基本加工要求。反之，冲孔力若大于200kN，则需要优化地基基础的埋设二次件，将数控铣床与二次连接件进行固定，这样才能够保持整个结构的受力稳定性，保证金属构件在生产作业的过程中，能够保证其稳定性，避免由于稳定性不足导致的工艺流程较慢的现象发生。机械制造自动化技术的实施和工艺方案的完善，需要借助于传感器技术、新型器具技术等，注重对于作业机械设备的优化，创新研发，使得数控铣床金属构件加工工艺更加完善化、合理化。在数控铣床本体结构中，主要还包含了自动换位夹钳，需要按照工艺的不同，选取不同的结构类别，其使用功能和使用性能都应符合和满足加工基本需求。例如在“微联接”工艺中，要对冲模、板料的运动进行高效化控制，主要由NC发出指令，作业人员仅需要冲裁板料即可，针对金属构件的加工与完善，需要对微联接作业模式解除控制即可。

3  数控铣床金属构件加工工艺应用

基于机械自动化数字控制的铣床作业模式，不仅能够大大提高金属加工作业效率，同时为促进社会经济的快速发展提供了动力。从铣削加工作业的角度看，其主要对金属构件进行平面和轮廓铣削，可选取使用钻、扩、铰等方式，强化金属构件的处理。与传统化的人工铣削相比，数控铣削更具灵活性，且操作流程更加简便，不仅能够大大提高生产作业效率，同时能有效的控制误差，使得加工精度能够满足于各类型精密加工零件的使用需求。

3.1 金属构件的平面加工

利用金属铣床对金属构件进行平面加工，这种作业模式较为简易，加工流程便利，精度好控制，加工效率较高。数控铣床技术加工得到的金属构件在产品使用性能上更加接近于产品自身需求，可有效的满足市场的需要。金属构件平面加工工艺主要以对于构件横向、纵向的水平加工，可与水平面呈现出一定的加工角度，从加工流程、加工效率上分析，首先应明确金属构件自身材料的相关属性，强化构件成品的参数需求，选取适宜的刀具及工艺等。比如在进行平装加工中，刀体结构的加工性能较高，此时选择无孔刀片可有效增加容屑空间，确保金属构件表面加工的平整度，还能够减轻加工时截面的应力。如果进行立装加工，对构件进行立面铣削在操作上更加简便，将刀片固定在立面刀槽中即能够进行转位操作，可进行大切深及大走刀量的操作。在加工具有一定角度的金属构件平面时，则需要根据实际角度需求来调整铣刀的角度，以较为适宜的角度进行加工。数控铣床在金属构件的平面加工中，选择的主偏角不同对刀具本体所产生的振动幅度也不相同，所以为了保证铣削的加工精度，应该根据实际需求合理设定铣削角度，最大程度提高刀具本体的抗震性。

3.2 金属构件的曲面加工

在数控铣床加工的金属零件中，经常会遇到模具、叶片螺旋桨等表面零件。这类零件的形状比较复杂，需要多坐标联动加工，所以往往需要在数控铣床或数控加工中心上完成。对于开边界的直纹面加工，一般采用球头刀具对于数控铣床中的“线切割法”加工。在加工过程中，系统会对各种数据和信息进行处理，并对程序参数和加工参数进行实时比对，保证加工精度。金属零件的表面加工呈现空间上的表面运动路径，与直线运动路径基本一致，主要是刀具运动路径的不同。一般刀具的铣削点轨迹和零件轮廓呈现渐进圆层的特点，行距根据加工精度要求设置。在实际加工中，运动轨迹可按直线加工，刀位计算较少，程序相对较小，可保证母线的直线度。金属部件可分为四个加工面。在转换为水平面的过程中，刀具与金属构件之间的相对角度不断减小。随着角度的减小，刀具铣削呈现的角度为光滑的表面结构，可以满足实际加工的需要。

3.3 金属构件的立体曲面加工

由于数控铣床可以进行多轴联动操作，可以对金属构件进行三维曲面加工。根据金属构件的表面形状、刀具形状和加工精度要求，设置不同的空间坐标，实现金属构件的立体切割。在立体加工中，数控铣床的X、Y、Z加工轴可以同时操作金属构件，但各轴的操作方式由单独的程序控制，以确保加工过程中刀具之间的运行轨迹可以做到无干涉。例如，在二坐标联动的三坐标切线法中，三轴中任意两轴都可以进行联动插补，然后第三轴单独循环入门刀。这种方法也可以称为两轴半坐标联动。在采用排切法时，分割原理为第三轴，应根据表面轮廓粗糙度和刀头之间保持安全轨迹。通常，球选用头铣床，刀头半径保证曲面的最小曲率半径，尽量选择较大的，有利于散热需求。铣削金属零件时，可以直接加工下一个平面或曲面加工一个曲面后，只需改变轴体并设置相应的系统程序参数，加工精度高。

4  结语

综上所述，在机械化控制技术应用的前提下，不仅对于数控铣床金属加工处理工艺提出了更高的要求，同时也促进了工业生产自动化发展，对于进一步的促进工业生产效率和生产质量具有积极意义。尤其是针对数控铣床金属构件的加工及生产来说，要求工业生产各个企业加大关注力度，强化投资管理理念，有效的借助于自动化数控技术，不断的提高产品质量和生产效率，为工业企业创造巨大经济效益。

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