數控技術(shù)在機械制造中的應用研究

為轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，推動(dòng)傳統制造業(yè)向智能制造轉型升級， 2015 年5 月8 日，印發(fā)《中國制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，促進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合，提升我國制造業(yè)整體水平。將“數控機床”列為重點(diǎn)領(lǐng)域之一，提出“開(kāi)發(fā)精密、高速、、柔性數控機床與基礎制造裝備及集成制造系統，以提升可靠性、精度保持性為重點(diǎn)，開(kāi)發(fā)數控系統主要功能部件及關(guān)鍵應用軟件”。數控技術(shù)是指通過(guò)編寫(xiě)具有特定功能的程序語(yǔ)言，利用計算機控制技術(shù)對機械加工設備運行軌跡的控制，實(shí)現對機械產(chǎn)品自動(dòng)化加工的技術(shù)，是提升機械加工效率和精度，推動(dòng)機械制造業(yè)向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的重要手段。
1 數控技術(shù)的優(yōu)勢分析
，高精度加工，數控機床的結構具有良好的剛度和熱穩定性，能進(jìn)行大切削用量的強力切削。采用多軸聯(lián)動(dòng)，具有高動(dòng)態(tài)響應的進(jìn)給系統，能實(shí)現微米級直線(xiàn)軸定位。結合先進(jìn)的控制系統，實(shí)現自適應控制和智能化誤差補償，能有效降低廢品率，提高生產(chǎn)效率。第二，定制化生產(chǎn)，數控機床可通過(guò)調整操作參數、更換加工程序從而實(shí)現對不同規格、尺寸的零件的加工，替代復雜生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現柔性化制造。能實(shí)現對精密復雜表面的自動(dòng)化加工，為復雜結構的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品的研發(fā)提供了便利。
2 數控技術(shù)在機械制造中的應用
2．1 汽車(chē)工業(yè)
傳統的汽車(chē)工業(yè)追求規?；?、效益化，消費者對汽車(chē)功能需求的提高對汽車(chē)零部件精度和整車(chē)性能提出了更高要求，數控技術(shù)的廣泛應用推動(dòng)其向個(gè)性化、小規模、率方向發(fā)展。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的曲軸、活塞、連桿、氣缸等零件加工，變速箱中的軸和齒輪的加工，整車(chē)生產(chǎn)的沖壓、焊接、涂裝和總裝線(xiàn)等工藝都需要應用數控機床。將數控機床、工業(yè)機器人等生產(chǎn)要素與計算機技術(shù)結合起來(lái)構成柔性制造系統，如當前很多汽車(chē)公司采用的自動(dòng)化車(chē)身前板生產(chǎn)線(xiàn)，無(wú)需工作人員進(jìn)行加工作業(yè)，實(shí)現機器換人。
2．2 采煤機械
采煤機械制造中毛坯制造、單件下料等過(guò)程應用數控技術(shù)，能動(dòng)態(tài)調節加工工藝參數，實(shí)現對制造過(guò)程的智能化控制，提高作業(yè)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，提升機械設備的性能，降低采煤的危險性。采煤機浮動(dòng)油封結構加工時(shí)必須保證內環(huán)凸曲面與外環(huán)凹曲面密封圈壓縮量相等，其密封性能受內外環(huán)凹凸面加工精度的影響，采用數控氣割取代傳統的仿形加工，自動(dòng)可調整的切縫補償裝置能控制毛坯的加工余量，使切割速度更快，加工精度更高。
2．3 航空航天
航空航天技術(shù)是國家科技發(fā)展水平的重要體現，也是國家綜合國力的重要標志，對機械制造材料選用和加工精度提出了新的要求。航空航天設備多采用鋁合金、鈦合金等輕質(zhì)材料，傳統的切削、銑削技術(shù)產(chǎn)生的切削熱易導致零件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。高速切削技術(shù)的切削力小、產(chǎn)熱少，結合數控技術(shù)、傳感技術(shù)、模糊控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行智能化控制，動(dòng)態(tài)控制加工過(guò)程，提高加工精度，滿(mǎn)足航空航天設備的制造要求。
2．4 工業(yè)生產(chǎn)
數控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的典型應用為工業(yè)機器人，能接受人類(lèi)指令并按照預設的程序執行運動(dòng)，廣泛用于工業(yè)搬運、機械加工、焊接、裝配、噴涂等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，替代人類(lèi)在高溫、粉塵、有毒有害等惡劣勞動(dòng)環(huán)境下工作。工業(yè)機器人包括高精密減速器、高性能伺服電機、高速高性能控制器等關(guān)鍵技術(shù)。由計算機程序組成數控系統控制單元，通過(guò)控制面板驅動(dòng)執行機構完成既定操作，結合壓力傳感器、碰撞檢測傳感器、視覺(jué)傳感器對設備運行狀態(tài)進(jìn)行數據采集，及時(shí)反饋信息并采取動(dòng)態(tài)調整措施，保證生產(chǎn)安全，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
3 數控技術(shù)在機械制造中的發(fā)展
為推進(jìn)數控技術(shù)在機械制造中的發(fā)展，需要政府加強統籌管理，細化并落實(shí)相關(guān)政策，指明具體的發(fā)展路徑。加快標準化建設，確保按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行數控機床模塊化制造，搭建數控交流服務(wù)平臺和試驗驗證平臺，規范工藝和產(chǎn)品。出臺財政補貼和稅收優(yōu)惠政策，鼓勵企業(yè)科技創(chuàng )新，從材料、熱處理、軸承等基礎工藝入手，研究動(dòng)、靜結合面的小或無(wú)應力裝配，調整主軸軸承間隙等裝配參數和主軸密封與潤滑方式，選擇合適的監控參數和參數閾值，不斷提高數控機床的精度和可靠性。實(shí)施產(chǎn)教融合，開(kāi)展校企合作，企業(yè)和高校共同研發(fā)數控技術(shù)前沿相關(guān)的課題，協(xié)助高校開(kāi)展現代學(xué)徒制人才培養。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，完善產(chǎn)業(yè)鏈，整合產(chǎn)業(yè)資源，發(fā)揮在行業(yè)發(fā)展中的作用。
4 結論
數控技術(shù)是順應“中國制造2025”國家戰略，實(shí)現高精度加工和定制化生產(chǎn)，提升我國制造業(yè)自動(dòng)化、智能化的重要手段，在汽車(chē)工業(yè)、采煤機械、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛應用。為推進(jìn)數控技術(shù)在機械制造中的發(fā)展，需要政府加強統籌管理，加快標準化建設和基礎平臺建設; 鼓勵科技創(chuàng )新，突破核心技術(shù); 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，推動(dòng)產(chǎn)教融合。