现代机械加工技术的特点解析

数控加工技术是机械制造业中的先进加工技术，代表了现代机械加工技术的发展方向，它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻变化，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。为此，本节主要介绍数控加工技术的特点和应用。

1.数控机床的加工特点

数控机床的加工特点主要有以下几个方面。

（1）加工精度高，质量稳定。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，脉冲当量普遍达到0.001mm，且传动链之间的间隙得到了有效补偿。同时数控机床的传动装置与床身结构具有很高的刚度和热稳定性，容易保证零件尺寸的一致性。因此数控机床不仅具有较高的加工精度，而且质量稳定。

（2）生产效率高，经济效益好。数控机床加工零件粗加工时可以进行大切削用量的强力切削，移动部件的空行程时间短，工件装夹时间短，更换零件时几乎不需要调整机床，有效地缩短了加工时间。同时，由于数控机床对市场需求响应快，生产效率高，使总成本下降，可获得良好的经济效益。

（3）加工对象的适应性强。数控机床改变加工零件时，只需改变加工程序，特别适合于单件、小批量、加工难度和精度要求较高的零件的加工。

（4）自动化程度高，劳动强度低。数控机床加工是自动进行的，工件加工过程不需要人工干预，且自动化程度较高，大大改善了操作者的劳动强度。

（5）有利于现代化管理。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机补助设计、制造及管理一体化奠定了基础。

（6）具有很强的通信功能。数控机床通常具有RS-232接口，有的还备有DNC接口，可与CAD/CAM软件的设计和制造相结合。高档机床还可与MAP（制造自动化协议）相连，接入工厂的通信网络，适应于FMS、CIMS的应用要求。

2.数控机床的结构特点

为了保证高精度、高效率的加工，数控机床的结构应具有以下几个特点。

（1）高刚度和高抗震性。由于数控机床经常在高速和连续重载切削条件下工作，所以要求机床的床身、工作台、主轴、立柱、刀架等主要部件均需有很高的刚度，工作中应无变形和振动。例如：床身各部分合理分布加强筋，以承受重载与重切削力；工作台与拖板应具有足够的刚性，以承受工件重量，并使工作平稳；立柱在床身上移动时应平稳，且能承受大的切削力；刀架在切削加工中应平稳而无振动等。

（2）高灵敏度。数控机床在加工过程中，要求运动部件具有高的灵敏度。导轨部件通常采用滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等，以减少摩擦力，在低速运动时无爬行现象。由电动机驱动，经滚珠丝杠或静压丝杠带动数控机床的工作台、刀架等部件的移动，主轴既要在高刚度、高速下回转，又要有高灵敏度，因而多数采用滚动轴承和静压轴承。(www.xing528.com)

（3）热变形小。为保证部件的运动精度，要求机床的主轴、工作台、刀架等运动部件的发热量要小，以防止产生热变形。为此，立柱一般采取双壁框式结构，在提高刚度的同时使零件结构对称，防止因热变形而产生倾斜偏移。通常采用恒温冷却装置，减少主轴轴承在运转中产生的热量。为减少电动机运转发热的影响，在电动机上安装有散热装置。

（4）高精度保持性。在高速、强力切削下满载工作时，为保证机床长期具有稳定的加工精度，要求数控机床具有较高的精度保持性。除了应正确选择有关零件的材料，以防止使用中的变形和快速磨损外，还要求采取一些工艺性措施，如淬火、磨削导轨、粘贴抗磨塑料导轨等，以提高运动部件的耐磨性。

（5）高可靠性。数控机床应能在高负荷下长时间无故障地连续工作，因而对机床部件和控制系统的可靠性提出了很高的要求。柔性制造系统中的数控机床可在24小时运转中实现无人管理，可靠性显得更为重要。为此除保证运动部件不出故障外，频繁动作的刀库、换刀机构、托盘、工件交换装置等部件，必须保证能长期而可靠地工作。

（6）工艺复合化和功能集成化。所谓“工艺复合化”，简单地说，就是“一次装夹、多工序加工”。“功能集成化”主要是指数控机床的自动换刀机构和自动托盘交换装置的功能集成化。随着数控机床向柔性化和无人化方向发展，功能集成化的水平更高地体现在工件自动定位、机内对刀、刀具破损监控、机床与工件精度检测和补偿等功能上。

由于生产率发展的需要，数控机床的机械结构随着数控技术的发展，两者相互促进，相互推动，发展了不少不同于普通机床的、完全新颖的机械结构和部件。

3.数控加工工艺的特点

数控加工工艺的有如下几个特点。

（1）工艺详细。数控加工工艺的内容十分具体、完善。普通工艺最多详细到工步，数控加工工艺则要详细到每一步走刀和每一个操作的细节，亦即普通工艺留给操作工人完成的工艺内容都必须由编程人员在程序中预先确定。

（2）工序集中。采用数控加工，零件可在一次装夹中完成多种加工方法和由粗到精的全过程，缩短工艺路线和生产周期，减少加工设备。

（3）加工方法先进。对一些复杂表面的加工，传统加工采用画线、样板、靠模、砂轮、钳工等方法；数控加工则用多坐标联动自动加工方法，加工质量和效率相对较高。

（4）工序内容复杂。由于数控机床比普通机床价格昂贵、加工功能强，所以在数控机床上一般安排较复杂的零件加工工序，甚至是在普通机床上难以完成的加工工序。

（5）加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。一些在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序中工步的安排、对刀点、换刀点以及走刀路线的确定等因素，在数控机床编程时则必须考虑确定。