數(shù)控加工技術(shù)在金屬材料加工中的應(yīng)用研究

張浩 焦海亮

摘? 要：科技的不斷發(fā)展推動了金屬材料加工技術(shù)的進(jìn)步，以往的金屬材料加工技術(shù)與如今的工業(yè)發(fā)展形勢已經(jīng)不相適應(yīng)，尤其是如今市場中新型材料的出現(xiàn)，因此加工技術(shù)需要及時(shí)更新。數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)，給金屬材料加工提供了較大的便利，使加工的效率得到了有效的提升，同時(shí)，金屬材料加工的精度也得到提高，優(yōu)化了加工工藝，對于推動我國工業(yè)發(fā)展有很好的幫助。鑒于此，文章對金屬材料加工中數(shù)控加工技術(shù)的使用進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：金屬材料加工;數(shù)控加工技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）22-0177-02

Abstract： The continuous development of science and technology has promoted the progress of metal material processing technology， the previous metal material processing technology has not adapted to the current industrial development situation， especially the emergence of new materials in the market. Therefore， the processing technology needs to be updated in time. The emergence of CNC machining technology provides great convenience for metal material processing， effectively improving the processing efficiency. At the same time， the precision of metal material processing is also improved， and the processing technology is optimized. It is of great help to promote the industrial development of our country. Thus， this paper analyzes the use of CNC machining technology in metal material processing for reference.

Keywords： metal material processing; CNC machining technology; application

使用傳統(tǒng)的加工方法對金屬材料進(jìn)行加工，所使用的機(jī)械設(shè)備較為落后，因此材料的加工就存在很多的不足，由于人工操作所占的比例較大，加工的精度以及效率都不是很高，而且對材料的利用率也較低，這就使加工企業(yè)的發(fā)展受到制約。數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工技術(shù)的不足，而且實(shí)現(xiàn)了自動化加工，推動了工業(yè)加工企業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

1 數(shù)控加工技術(shù)的原理

數(shù)控加工技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對材料的加工整個(gè)過程進(jìn)行有效的控制，這種加工技術(shù)保留了傳統(tǒng)加工技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作。在材料加工之前，需要做好人員、材料、設(shè)備以及技術(shù)等的準(zhǔn)備工作，然后對材料切割的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行把握，在系統(tǒng)中編程，接著再將加工的有關(guān)參數(shù)設(shè)置好，對加工工藝的參數(shù)和材料切割的相關(guān)參數(shù)都在設(shè)備中輸入完成后，開始設(shè)備的預(yù)熱、啟動、加工等操作，接著在數(shù)控系統(tǒng)中將材料加工的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)輸入，數(shù)控設(shè)備就可以按照相關(guān)參數(shù)對材料進(jìn)行自動加工。

2 金屬材料加工中數(shù)控加工技術(shù)的使用

2.1 加工準(zhǔn)備工作

2.1.1 材料準(zhǔn)備

對金屬材料進(jìn)行數(shù)控加工之前，需要準(zhǔn)備好材料，對金屬材料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，按照技術(shù)圖紙的具體要求，對需要加工的金屬材料使用切斷機(jī)進(jìn)行備料，使其按照規(guī)定的尺寸準(zhǔn)備，然后放置在備料架中等待加工使用。

2.1.2 人員準(zhǔn)備

數(shù)控加工技術(shù)的使用雖然解放了勞動力，但是也需要相應(yīng)的人員對設(shè)備進(jìn)行相關(guān)操作，因此，需要在加工之前做好人員準(zhǔn)備。對相關(guān)的操作人員需要進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉對數(shù)控設(shè)備的操作，掌握工作的原理，并學(xué)習(xí)如何有效的維護(hù)設(shè)備使用。掌握了數(shù)控系統(tǒng)以及相關(guān)程序的調(diào)試，對加工的有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)一步明確，在設(shè)備使用過程中如果出現(xiàn)異常情況，能夠排查故障，配備好設(shè)備操作人員。

2.1.3 技術(shù)準(zhǔn)備

對金屬材料進(jìn)行加工，需要結(jié)合金屬材料的設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)加工圖樣，技術(shù)人員需要在加工圖樣中做好準(zhǔn)備工作，對于金屬材料加工的相關(guān)數(shù)據(jù)要標(biāo)記清晰，比如角度、尺寸等。做好技術(shù)以及數(shù)據(jù)等的準(zhǔn)備工作，以便加工過程的順利進(jìn)行。根據(jù)技術(shù)人員設(shè)計(jì)的加工圖樣，操作人員需要先對金屬材料進(jìn)行下料準(zhǔn)備，根據(jù)圖樣中具體的要求，對材料進(jìn)行相應(yīng)的處理，經(jīng)過技術(shù)人員檢驗(yàn)，合格后就可以準(zhǔn)備后續(xù)加工。

2.1.4 設(shè)備準(zhǔn)備

對金屬材料進(jìn)行數(shù)控加工，需要進(jìn)行試加工以檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行是不是正常，在保證沒有設(shè)備故障以及加工程序沒有偏差的情況下再進(jìn)行金屬材料的批量加工。對設(shè)備使用的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，并且要對設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保使用正常，同時(shí)調(diào)試后的設(shè)備能夠使用自動模式。

2.2 輸入加工參數(shù)

使用數(shù)控設(shè)備加工金屬材料時(shí)，需要輸入相應(yīng)的加工參數(shù)，具體參數(shù)的設(shè)置需要根據(jù)加工圖樣中有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，并將金屬材料的有關(guān)編號在數(shù)控設(shè)備中輸入，確保參數(shù)數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。金屬材料加工的相關(guān)參數(shù)輸入后，需要將設(shè)備開啟進(jìn)行預(yù)熱，在設(shè)備預(yù)熱到規(guī)定的范圍內(nèi)后，接著啟動設(shè)備的電源，等到操作界面中顯示出加工參數(shù)后，在數(shù)控系統(tǒng)中接著輸入金屬材料加工的尺寸、角度等參數(shù)數(shù)據(jù)。輸入?yún)?shù)時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置為左機(jī)設(shè)備位置，金屬材料數(shù)據(jù)的錄入要保證相互對應(yīng)，相關(guān)的參數(shù)在錄入成功后，數(shù)控系統(tǒng)中就會自動模擬加工的圖形，在相關(guān)人員檢查數(shù)據(jù)信息正確后就可以繼續(xù)操作。

2.3 安裝齒輪

在參數(shù)輸入完成后，需要根據(jù)金屬材料的直徑尺寸選擇合適的齒輪模具，齒輪的速度包含慢速、中速以及快速。齒輪速度的選擇也是根據(jù)金屬材料的直徑尺寸選擇的，依據(jù)金屬材料的直徑尺寸合理選擇出齒輪，能夠避免出現(xiàn)加工偏差。

2.4 調(diào)用參數(shù)

在齒輪模具安裝完成后，需要進(jìn)一步調(diào)用設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，在對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行啟動之前，先進(jìn)行調(diào)試，對于金屬材料的三維尺寸要進(jìn)行檢查，在恢復(fù)到參考點(diǎn)后，調(diào)用相關(guān)的加工參數(shù)，也可以使用自動操作模式。

2.5 金屬材料數(shù)控加工

在批量加工金屬材料之前，需要進(jìn)行試加工，將試加工后的金屬材料尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，確保合格后再進(jìn)行批量加工。在所有的準(zhǔn)備工作完成后，加工時(shí)要注意控制設(shè)備加工的效率，根據(jù)金屬材料的直徑尺寸確定最大上料的數(shù)量。在上料時(shí)，金屬材料要確保尺寸對齊，上料后，數(shù)控加工設(shè)備就可以根據(jù)之前輸入的加工參數(shù)對金屬材料進(jìn)行自動加工，在加工的過程中，如果出現(xiàn)異常情況，設(shè)備會通過報(bào)警裝置及時(shí)發(fā)出示警信號，然后操控急停按鈕，停止加工，以便操作人員進(jìn)行設(shè)備檢查，在解決完后再繼續(xù)加工。在金屬材料的一種加工完成后，將加工成品取下再接著下一種材料加工。等到全部的金屬材料加工完成后，需要對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)合格后，依據(jù)不同種類進(jìn)行分類保存。

3 數(shù)控加工技術(shù)加工金屬材料后的效果比對

金屬材料使用數(shù)控加工技術(shù)加工后，與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相比較，存在較大的優(yōu)勢。首先加工質(zhì)量得到較好的提升，傳統(tǒng)的加工過程最主要就是人工操作，所以金屬材料的加工質(zhì)量一定程度上會受到操作人員的操作影響，而使用數(shù)控加工技術(shù)后，金屬材料的加工主要依靠計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)，使加工的精準(zhǔn)度提高，從而使金屬材料加工的質(zhì)量得到有效的提高。另外，從人力投入方面來講，傳統(tǒng)的加工過程中，很多環(huán)節(jié)都需要人工進(jìn)行配合，因此人力的投入較大，而且勞動的強(qiáng)度相對也較大，而使用數(shù)控加工技術(shù)后，操作人員的需求量大大降低，只保留進(jìn)行設(shè)備操作的人員，使勞動力的投入大大減少。再者，減少了人員的參與度，使金屬材料加工實(shí)現(xiàn)自動化，與傳統(tǒng)的加工工藝相比，安全性得到了較好的提升，人員參與設(shè)備參數(shù)的輸入操作，其他加工過程能夠在設(shè)備自動控制中完成，所以安全問題有很好的保障。最后，在傳統(tǒng)的加工過程中，材料的利用率較低，加工后會產(chǎn)生較多的剩余料以及廢料，加大了材料加工的成本，而使用數(shù)控加工技術(shù)后，材料的使用更加規(guī)范，加工的精度更高，因此材料的使用較充分，不會產(chǎn)生過多的浪費(fèi)。如今，在很多行業(yè)領(lǐng)域中都有數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，比如航天航空相關(guān)材料的制造、汽車制造以及醫(yī)療器械等行業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)的使用，推動了行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。對加工工藝的優(yōu)化，使材料加工的質(zhì)量以及效率方面都得到了很好的提升。

4 金屬材料加工中的材料成型與控制

4.1 機(jī)械加工成型

機(jī)械加工成型技術(shù)通常在金屬材料加工中使用，比如在鋁金屬復(fù)合材料的加工過程中，由于材料具有較強(qiáng)的可塑性，而且具備鋁金屬的物理性能，通過添加適量的混合物然后進(jìn)行加工，就可以改變材料整體的性能，使金屬材料的延展性得到提高。在加工過程中，刀具的使用方式有鉆削、車削以及銑削。使用鉆削的方式一般不會有過高的技術(shù)要求，利用鉆頭加工復(fù)合材料，然后利用切削液進(jìn)一步強(qiáng)化。使用車削的方式主要是通過硬合金刀具加工材料，然后利用乳化液冷卻加工。而銑削的方式主要通過粘合劑加工材料。

4.2 擠壓及鍛模塑性成型

通常在加工時(shí)，利用相應(yīng)的潤滑劑進(jìn)行輔助加工，使模具的壓力能夠得到減小，同時(shí)使模具和金屬材料之間的潤滑性更好。減小擠壓力，能夠使兩者之間的摩擦損耗降低，金屬材料的可塑性降低，材料變形阻力得以下降，這樣材料加工成型的質(zhì)量就可以得到有效的提高。從有關(guān)實(shí)踐中可以得知，材料加工時(shí)利用乳化劑在表面發(fā)揮的作用，就可以使材料在加工成型時(shí)的擠壓力下降。另外，在加工材料時(shí)也可以適當(dāng)?shù)脑黾宇w粒，這樣來降低金屬材料的可塑性，然后材料就會具有較強(qiáng)的抗變形能力，同時(shí)擠壓速度也要進(jìn)行合理的控制，速度不能過快也不能過慢。要確保成型后不會出現(xiàn)裂縫問題，而且材料密度也比較合理，這樣加工的材料性能才會更加符合要求。

4.3 粉末冶金成型

通常在加工制造規(guī)則性強(qiáng)、體積小的零件時(shí)，會使用到粉末冶金成型技術(shù)，這種技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，在金屬材料加工成型與控制中，利用這種技術(shù)，可以突出組織密度高的特點(diǎn)，在材料加工時(shí)能夠使材料具有較大的強(qiáng)度、較強(qiáng)的耐磨性，一般在航空航天、汽車制造行業(yè)中的材料加工中應(yīng)用較多。

5 結(jié)束語

總而言之，金屬材料加工中，數(shù)控加工技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)了加工的自動化操作，能夠最大化的降低人工操作的失誤，解放了勞動力，提高了金屬材料加工的質(zhì)量，有助于加工成本的有效控制，使金屬材料加工更加趨于標(biāo)準(zhǔn)化。相信未來在加工技術(shù)不斷完善成熟的過程中，對金屬材料的加工將會更加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，操作更加簡單。

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