李小君

（陜西寶雞忠誠機床集團， 陜西 寶雞 721000）

數(shù)控機床即是以數(shù)字控制為核心的機床，其已經(jīng)普遍應用于機械制造行業(yè)，適用于加工品種多樣、結構復雜以及有較高精度要求的零件。依據(jù)數(shù)控機床的操作難度，其可以被劃分為簡單型、專業(yè)型與加工中心三種，其中簡易型機床用于加工無嚴格精度要求的產(chǎn)品，專業(yè)型數(shù)控機床的自動化水平、精度要求更高，而加工中心則可以實現(xiàn)聯(lián)動加工。近些年來，我國數(shù)控技術與數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成果，然而在產(chǎn)品加工方面，數(shù)控機床還要繼續(xù)向著高速化、柔性化、開放化邁進，用以適應生產(chǎn)加工的實際需求[1]。

1 數(shù)控機床的特點與地位

現(xiàn)代社會當中，人們對產(chǎn)品的要求越來越高，尤其體現(xiàn)在產(chǎn)品的種類、數(shù)量和精度、形狀等方面，傳統(tǒng)加工設備以及難以適應這種變化。數(shù)控機床是普通機床的現(xiàn)代化表現(xiàn)，能夠有效解決復雜零件的加工問題。總的來說，數(shù)控機床中應用了大量現(xiàn)代技術，比如計算機技術、自動檢測技術、微電子技術等等，數(shù)控機床主要具備精度高、效率高、柔性高的特點，是機械加工現(xiàn)代化的重要標志。數(shù)控機床的應用不僅可以提高企業(yè)的市場適應能力，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且能讓自動化生產(chǎn)得到實現(xiàn)，有效節(jié)約人力物力資源，加快科技進步。數(shù)控加工技術也是軍事工業(yè)不可缺少的關鍵技術，像飛機、導彈等武器裝備中需要的零件，都需要借助數(shù)控機床完成，因此數(shù)控機床在國防現(xiàn)代化建設中也起到了重要作用。

2 數(shù)控機床的應用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，數(shù)控機床已經(jīng)在各個領域獲得了應用，推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展。數(shù)控加工的應用主要有兩個方面：第一，數(shù)控機床可以加工常規(guī)零件，目的是有效提升生產(chǎn)加工效率，規(guī)避人為誤差，同時縮減生產(chǎn)成本。第二，數(shù)控機床可以加工復雜形狀的零件，如渦輪葉片等。由于復雜形狀的零件與機床產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關，數(shù)控技術的應用可以有效控制產(chǎn)品質(zhì)量，保障產(chǎn)品性能與功能的穩(wěn)定性?？梢哉f小到機械產(chǎn)品的加工制作，大到工廠化生產(chǎn)、航天航空工程等，生活中隨處可以見到數(shù)控機床的身影，如若人們的生活中沒有數(shù)控機床，現(xiàn)代化生產(chǎn)也將陷入困境。

數(shù)控機床的誕生解放了人們的雙手，讓勞動力密集的傳統(tǒng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的高精度、高效率生產(chǎn)，不僅能夠滿足生產(chǎn)需求，而且能有效避免人為操作引發(fā)的不良事故。數(shù)控機床以現(xiàn)代化技術為支撐，和普通機床不同的是，其工作效率更高、數(shù)據(jù)誤差更小，可塑性更強，未來的應用范圍會進一步擴大。但是需要注意的是，數(shù)控機床的應用過程中還暴露了一些問題：第一，國產(chǎn)數(shù)控機床缺乏核心技術。雖然國內(nèi)部分制造商已經(jīng)打造出專屬自身的產(chǎn)品，但對應產(chǎn)品的性能、功能等均無法與國外相提并論，究其原因，國產(chǎn)數(shù)控機床的技術水平與國外還存在一定差距。第二，數(shù)控機床的制造水平與管理手段有待完善，當前部分國產(chǎn)數(shù)控機床制造商沒有充分關注制造水平的提升，因此加工產(chǎn)品時仍舊以過去的機床、道具為依據(jù)，產(chǎn)品的質(zhì)量無法得到有序提高。第三，服務水平存在欠缺。商品經(jīng)濟背景下，利益對于各個企業(yè)有巨大的吸引力，有的制造企業(yè)會將注意力集中于數(shù)控機床的生產(chǎn)方面，但是沒有完善的售后服務，導致客戶的認同度不高。數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，對此企業(yè)應明確數(shù)控機床的發(fā)展趨勢，及時改進相關技術和管理手段[2-4]。

3 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

未來數(shù)控機床會向著更加利于生產(chǎn)生活的方向發(fā)展，具體而言：

（1）高精度發(fā)展。數(shù)控機床加工零件必須保證產(chǎn)品的高精度，尤其像鐘表、儀表等精度要求高的裝備，再比如渦輪葉片、陀螺框架等，產(chǎn)品的尺寸基本都是以微米、亞微米為單位，后續(xù)數(shù)控機床對產(chǎn)品的精度要求越來越高，因此加工類似零件必須強調(diào)高精度。比如設法提高CNC系統(tǒng)的控制精度，或者使用仿真技術預測機床加工的精度，

（2）高速度發(fā)展。相比普通機床，數(shù)控機床的生產(chǎn)效率更高，尤其是主軸旋轉(zhuǎn)、運算與換刀等環(huán)節(jié)，對應的處理器會加速機床運轉(zhuǎn)，讓機床能在最短時間內(nèi)加工出數(shù)量充足、精度更高的零部件。未來數(shù)控機床需要進一步提高生產(chǎn)效率，因此改進刀具、電機等也就成為發(fā)展的必然。

（3）高柔性化。所謂柔性是指機床對于加工對象的適應能力，產(chǎn)品的多樣化發(fā)展也就使得機床要進行多樣化轉(zhuǎn)變，才能最大程度滿足生產(chǎn)需求。這里所說的柔性化包含中、小批量生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)當中也要適當引入可編程控制器等，保障高效率的柔性加工。

（4）高自動化。自動化生產(chǎn)解放了人們的雙手，但是過去的自動化技術還不夠完善，依據(jù)需要人的介入，后續(xù)機械制造業(yè)引入的自動化水平更高，必須應用自動變成來完成自動檢索、自動監(jiān)控、自動傳輸?shù)?，減少人力干預。

（5）復合化發(fā)展。一臺數(shù)控設備如果能同時配備不同刀具，并完成不同的操作工藝，就能有效精簡加工工序，提高生產(chǎn)效率。早在2005年的國際機床展覽會當中，就有不少國內(nèi)外機床制造商展示了多種多樣的加工機床，當時的機床就已經(jīng)表現(xiàn)出功能復合化的發(fā)展趨勢。

（6）智能化。人工智能是整個時代的口號，自然也可以被應用于數(shù)控機床中。智能化的產(chǎn)品加工需要憑借智能化控制系統(tǒng)實現(xiàn)，在加工產(chǎn)品之時，工作人員只要設置對應的加工參數(shù)化，就可以讓設備進入最佳運行狀態(tài)，機床就能自動完成加工過程。除了加工的智能化之外，設備的故障診斷、自我修復等均會向著智能化發(fā)展，保障機械故障的快速定位與解決。

（7）網(wǎng)絡化。隨著網(wǎng)絡技術的應用，數(shù)控西永的網(wǎng)絡化也越來越重要。在企業(yè)管理當中，網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)能促進企業(yè)內(nèi)部的信息共享與交流，同時加強企業(yè)之間的聯(lián)系溝通，帶動制造業(yè)及相關行業(yè)的高速發(fā)展。

（8）可靠性。數(shù)控機床的可靠性是衡量產(chǎn)品指標的重要指標，如果機床能生產(chǎn)出精度高、性能強大的商品，其產(chǎn)品質(zhì)量自然也就得到了保障。目前國外的數(shù)控系統(tǒng)可以保證7～10萬個小時不會出現(xiàn)故障，而我國的系統(tǒng)僅能有序利用10000多個小時，因此也應多加關注。

（9）加工過程的綠色化。資源環(huán)境保護已經(jīng)成為企業(yè)的社會責任之一，鑒于我國的資源問題、環(huán)境問題日益突出，國家部門專門提出綠色制造的發(fā)展理念，旨在削弱制造加工對環(huán)境的不良影響。總而言之，未來數(shù)控機床的應用前景不可估量。

4 數(shù)控機床的改進

（1）選擇適合的工藝技術。

首先，應盡可能提高數(shù)控機床的加工效率。一方面深入挖掘內(nèi)部潛力，像某些硬度高、脆性大的材料，應依據(jù)其實際加工要求確定加工方法，比如利用激光深孔加工的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)操作。而制造毛坯零部件時，可以利用粉末冶金、風力鑄造等方式來增強毛坯的精度，降低生產(chǎn)加工成本。另一方面購買新的生產(chǎn)設備，當然這更加適用于經(jīng)濟實力更強的制造商。另外確定加工量時需要依據(jù)零件的特點進行。對于零件的粗加工，應將工作效率作為重點關注目標，利用數(shù)控機床與刀具的切削能力來調(diào)整背吃刀量、進給量。對于零件的精加工，需要精心選擇加工用材，把握好背吃刀量、進給量與切削速度。同時為了保證零件的加工效率，建議盡量一次性完成粗加工，節(jié)約時間，而精加工盡可能設置更低的進給速度，保障每一次操作的有效性。

（2）節(jié)省單件產(chǎn)品的加工時間。

單件產(chǎn)品的加工可以采取以下措施：第一，縮短切削行程，提高切削用量。當前刀具的類型眾多，各種刀具的應用讓切削、磨削速度明顯提升，企業(yè)可以應用聚晶立方氮化硼材料制造的刀具來進行切削，并結合寬砂輪作切入發(fā)進行磨削，降低切削操作的形成。第二，采用多軸、多件同時加工。依據(jù)零件的自身特點，推薦進行多軸機床的同時加工，減少工序耗費的工時。多件同時加工的過程中，應靈活選擇順序多件加工和平行多件加工，或者將這兩種加工方式結合起來，節(jié)約單件的加工時長。第三，采用多臺數(shù)控機床看管模式，即由一名工作人員全權負責多臺機床的管理。這種管理模式的應用主要是實現(xiàn)人力資源的有效配置，需要注意的是，想要高效應用多臺數(shù)控機床看管模式，應為每臺幾臺設置自動報警與自動停車，同時錯開每臺機床的手動作業(yè)時間，防止增加工作人員的操作難度。

（3）提高產(chǎn)品的加工精度。

數(shù)控機床為人們帶來便利的同時，也要不斷改進完善用以承受人們對現(xiàn)代化加工的要求。就產(chǎn)品的精度來看，應從以下方面進行改進：首先，明確目前已有的加工手段，合理設置加工的先后順序，減少工件的重復安裝次數(shù)，防止機械磨損影響零件精度。其次，把握伺服系統(tǒng)的誤差。伺服系統(tǒng)與加工結果密切相關，工作人員應高度重視伺服系統(tǒng)的精度。一方面避免出現(xiàn)軸開環(huán)增益方位不準的問題，把握好產(chǎn)品的停留位置，另一方面在機床的軸與軸之間預留足夠位置，保障加工的準確性。另外以零件的材質(zhì)、加工要求等謹慎選擇刀具，工作人員應加強操作技術的練習，提高數(shù)控機床的操作水平，確保數(shù)據(jù)機床的幾何精度。

（4）提高數(shù)控機床的自動化水平。

自動化是數(shù)控機床生產(chǎn)加工的必然發(fā)展趨勢，對此企業(yè)應以多種專業(yè)的軟件技術與網(wǎng)絡傳輸技術為基礎，積極引入監(jiān)控設備，進而提高數(shù)控機床的智能化水平，降低操作人員的工作壓力。數(shù)控機床的自動化與國家強調(diào)的節(jié)能環(huán)保相呼應，企業(yè)應用之后能明顯降低污染物的處理成本，體現(xiàn)企業(yè)的社會責任，對此企業(yè)應依據(jù)自身情況促進自動化技術與數(shù)控機床機械加工的有機融合，提升零部件的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)的安全性。

5 結語

數(shù)控機床對人們的積極影響有目共睹，后續(xù)其會在更多領域發(fā)揮應用價值，為人們的生產(chǎn)生活帶來福音。然而數(shù)控機床的實際應用還存在一些問題，比如核心技術、服務水平等均有所欠缺，對此企業(yè)應結合自身實際提出有效的改進方案，促使數(shù)控機床能向著高精度、高速度、高柔性發(fā)展，推進機械加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。