發(fā)動(dòng)機(jī)制造中高效數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用分析

劉沖 宗才才

摘 要：計(jì)算機(jī)信息技術(shù)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)成為提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。數(shù)控技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)操控制造流程的自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且還提高了工作效率。本論文從研究數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造中高效數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；數(shù)控機(jī)床；制造；應(yīng)用

科技的發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)品的科技含量越來(lái)越高，品質(zhì)也逐漸提高，品種更為多樣。面對(duì)制造業(yè)產(chǎn)品研制周期縮短，如果依然采用傳統(tǒng)的加工制造方法，很難使得產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。特別是目前各種機(jī)械部件形狀復(fù)雜多樣，且對(duì)加工制造具有高質(zhì)量的要求，即需要將計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)引入到加工制造業(yè)當(dāng)中，采用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而建立起來(lái)的數(shù)控技術(shù)，將所有可應(yīng)用的技術(shù)都采用計(jì)算機(jī)一體化操縱方式，使得制造業(yè)發(fā)生了極大的變化。

1 數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床，簡(jiǎn)稱“數(shù)字控制機(jī)床”（Computer Numerical Control Machine Tools）是在機(jī)床上安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以對(duì)所制造產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)都按照一定的計(jì)算機(jī)邏輯程序進(jìn)行。具體而言，就是控制系統(tǒng)在執(zhí)行各種命令的時(shí)候，是要對(duì)控制編碼以及相關(guān)符號(hào)進(jìn)行邏輯性處理。所有的譯碼都使用數(shù)字表示。這些數(shù)據(jù)信息被輸入到數(shù)控裝置中，經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后得出操作結(jié)果。數(shù)控裝置可以根據(jù)所獲得的控制信號(hào)對(duì)機(jī)床上的操作進(jìn)行控制，包括圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品只存和形狀等等，都可以在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工、生產(chǎn)。

2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)

在數(shù)控機(jī)床上對(duì)各種零部件進(jìn)行加工的過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行所規(guī)定的加工動(dòng)作，加工的過(guò)程中就要采用自動(dòng)化操作方式，根據(jù)計(jì)算機(jī)程序所確定的參數(shù)來(lái)執(zhí)行操作動(dòng)作。相比較于普通的機(jī)床，數(shù)控機(jī)床采用自動(dòng)化技術(shù)所具備的特點(diǎn)表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

2.1 數(shù)控機(jī)床的環(huán)境適應(yīng)性比較強(qiáng)

數(shù)控機(jī)床加工的過(guò)程中，主要編制計(jì)算機(jī)程序，將加工程序輸入到系統(tǒng)中，就可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化操作了。如果加工尺寸有所改變，只需要修改程序或者操作參數(shù)即可。目前的加工制造業(yè)以批量生產(chǎn)為主，采用數(shù)控機(jī)床可以對(duì)加工產(chǎn)品的改型提供了便利，使得工作效率大大提升。

2.2 數(shù)控機(jī)床具有較高的產(chǎn)品加工精度

數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中，當(dāng)數(shù)控裝置輸出一個(gè)脈沖，數(shù)字伺服系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生精度為0.1μm至1.0μm的位移量。機(jī)床傳動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)了間歇補(bǔ)償，閉環(huán)系統(tǒng)則可以對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行所產(chǎn)生的螺距以及傳動(dòng)誤差進(jìn)行控制，加之?dāng)?shù)控機(jī)床具有良好的熱穩(wěn)定性和剛性，使得數(shù)控機(jī)床的加工具有較高的精度。數(shù)控機(jī)床所采用的是計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制操作。這種自動(dòng)化的加工方式可以避免人為操作所造成的加工誤差，確保所加工的產(chǎn)品特征一致、質(zhì)量穩(wěn)定。一些難度相對(duì)較高的零件，采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工更能夠使其規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求。

3 數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體

數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體是部件加工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在數(shù)控機(jī)床上所加工的部件也是基本部件。數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體同時(shí)還發(fā)揮著監(jiān)測(cè)的作用，對(duì)傳動(dòng)部件的精度具有一定的影響。

3.2 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)通常會(huì)選擇CNC數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成包括中央處理存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)輸入接口和數(shù)據(jù)輸出接口。中央處理器是系統(tǒng)的核心部分，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)控制器、數(shù)據(jù)運(yùn)算器和總線。中央處理器的數(shù)控裝置所具備的控制功能通過(guò)數(shù)據(jù)控制加工程序得以實(shí)現(xiàn)，所有的控制功能都是在內(nèi)部存儲(chǔ)器中提取程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，所發(fā)揮的功能包括數(shù)據(jù)的輸入和存儲(chǔ)、數(shù)控加工、插補(bǔ)運(yùn)算等等。所有的數(shù)據(jù)信息傳輸都是通過(guò)設(shè)備接口完成。如果控制對(duì)象有所變化，或者需要對(duì)一些功能進(jìn)行調(diào)整，只需要調(diào)整設(shè)備的接口就可以獲得應(yīng)用效果。

3.3 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線檢測(cè)的時(shí)候進(jìn)行伺服控制。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)所發(fā)揮的主要控制功能包括進(jìn)給位置的控制，即對(duì)部件所移動(dòng)的位置進(jìn)行控制；主軸轉(zhuǎn)速的控制，即對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的速度進(jìn)行檢測(cè)。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)制造中數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床具有加工高效率、高精度的特點(diǎn)，且數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中具有較高的穩(wěn)定性，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中廣泛應(yīng)用。由于發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)加工精度要求比較高，因此在生產(chǎn)線中引入了數(shù)控機(jī)床，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件的生產(chǎn)成本有所降低，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。

數(shù)控機(jī)床需要具有較高的加工效率，而且要求精度也很高，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性也具有較高的要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，可以使得所加工的產(chǎn)品具有更為符合設(shè)計(jì)要求。為了使得發(fā)動(dòng)機(jī)的柔性程度良好，在對(duì)缸體加工、缸蓋加工的過(guò)程中，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的切削工藝，就可以使得加工產(chǎn)品的精度有所提高。由于缸體和缸蓋的零件形狀較為復(fù)雜，在加工之后需要使用數(shù)控單砂輪磨削，不僅使得零件形狀符合設(shè)計(jì)要求，而且可以使刀具的成本有所降低[4]。此外，缸蓋多會(huì)選擇鋁合金材料，其具有良好的加工性能，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床高速切削，可以確保產(chǎn)品精度的同時(shí)，還提高了零件生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，數(shù)控技術(shù)得以應(yīng)用，主要在于發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件要求精度高。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，就需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，采用數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的智能化加工，使得發(fā)動(dòng)機(jī)零部件在低成本的情況下批量生產(chǎn)，以更好地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)制造需求。

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