數(shù)控銑床金屬構(gòu)件加工工藝分析

張 遠(yuǎn)

（盱眙中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 淮安 211700）

1 數(shù)控銑床金屬構(gòu)件加工工藝特征

1.1 敏捷性

在機(jī)械自動(dòng)化的工藝加工技術(shù)中銑削加工是經(jīng)常使用的技術(shù)之一，需要使用數(shù)控銑床設(shè)備，能夠獨(dú)立完成對(duì)金屬構(gòu)件的銑削加工處理作業(yè)，也能夠提高處理效率和處理質(zhì)量。例如普通的銑床工具只能夠加工某一類的金屬構(gòu)件，但使用數(shù)控銑床技術(shù)的銑削加工工藝，就能夠處理多種類的金屬構(gòu)件，也能夠?qū)饘俪叽纭挾?、曲面等?shù)值呈現(xiàn)更多的包容性，在操作金屬構(gòu)件加工過(guò)程中也更為便利。

1.2 技術(shù)性

數(shù)控銑床處理金屬構(gòu)件的過(guò)程中，可以融合多種加工方式操作。例如在加工的過(guò)程中可以結(jié)合切割以及焊接等，也可以在數(shù)控銑床加工金屬構(gòu)件的過(guò)程中選擇機(jī)械自動(dòng)化的方法控制[1]。換個(gè)角度分析，在金屬切割的處理作業(yè)中不用使用人工操作機(jī)械設(shè)備，就可以按照相關(guān)的金屬構(gòu)件生產(chǎn)加工要求作業(yè)，提高生產(chǎn)管控技術(shù)的有效性，更利于行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。

2 數(shù)控銑床的工藝優(yōu)勢(shì)

數(shù)控銑床是我國(guó)現(xiàn)今機(jī)械加工行業(yè)中較為廣泛應(yīng)用的技術(shù)，能夠有效提高生產(chǎn)效率、提高加工的精度，適應(yīng)小批量定制的生產(chǎn)需求，也可以滿足我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)多樣化的零件加工需求。數(shù)控銑床技術(shù)應(yīng)用具有較多的優(yōu)勢(shì)，其主要體現(xiàn)在靈活性高、適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高等方面。對(duì)此，其技術(shù)現(xiàn)今受到很多加工制造業(yè)的歡迎和應(yīng)用。數(shù)控銑床能夠按照設(shè)定好的程序控制終端部件，加工形狀較為復(fù)雜的零件。在金屬構(gòu)件加工的過(guò)程中立體化建模，以數(shù)字信號(hào)為載體高精度地加工處理金屬構(gòu)件結(jié)構(gòu)[2]。數(shù)控銑床的自動(dòng)化程度較高，在電子技術(shù)、傳感技術(shù)以及信息技術(shù)綜合應(yīng)用的背景下遠(yuǎn)程控制數(shù)控銑床，避免人工操作產(chǎn)生的誤差，提高零件加工的質(zhì)量。因此，在應(yīng)用其技術(shù)的過(guò)程中只需要對(duì)加工程序進(jìn)行自動(dòng)化操控，提高工序之間的銜接效率，有效控制加工精度[3]。

3 數(shù)控銑床金屬構(gòu)件加工工藝的具體應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，數(shù)控銑床具有提升機(jī)械加工效率、加工精度等重要優(yōu)勢(shì)，大大促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)發(fā)展，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義更是非凡。其中數(shù)控銑床的銑削加工主要指：對(duì)工件進(jìn)行平面銑削和輪廓銑削，利用鉆、擴(kuò)、鉸、鏜等加工方法處理金屬構(gòu)件。相較于人工銑削，數(shù)控銑削具備操作靈活、簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，且具備極強(qiáng)的誤差控制能力，能夠極大地滿足各種精密加工零件需求。以下為三種常見加工形式。

3.1 立體曲面加工工藝

由于數(shù)控銑床具備多軸聯(lián)動(dòng)操作的優(yōu)勢(shì)，因此能夠立體曲面加工金屬構(gòu)件。其技術(shù)原理：根據(jù)金屬構(gòu)件的曲面形狀、刀具形狀以及加工精度要求，設(shè)定不同的空間坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬構(gòu)件的立體化切削。其優(yōu)勢(shì)在于，立體曲面加工中數(shù)控銑床的X、Y、Z加工軸能夠在同一時(shí)間節(jié)點(diǎn)操作金屬構(gòu)件。而每一軸體的運(yùn)行模式由單獨(dú)程序控制的，這便保障了加工過(guò)程中刀具之間的運(yùn)行軌跡互不干擾，可以說(shuō)這一技術(shù)具有加工精度高、效率高等諸多優(yōu)勢(shì)[4]。

3.2 平面加工工藝的說(shuō)明

在加工處理的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴牧稀⒓庸すに嚨纫蛩馗蓴_，導(dǎo)致處理的金屬構(gòu)件準(zhǔn)確度達(dá)不到市場(chǎng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。使用數(shù)控銑床技術(shù)加工金屬構(gòu)件，能夠有效保障金屬構(gòu)件加工的質(zhì)量，也能夠達(dá)到市場(chǎng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。在加工的過(guò)程中使用平面加工工藝加工處理金屬構(gòu)件，加工面與水平面之間應(yīng)該保持在180°的范圍內(nèi)。如若加工面與水平面處于垂直的角度，就應(yīng)該在加工中將圓柱形立銃刀當(dāng)作主要的刀具進(jìn)行加工；如若其兩平面之間為銳角的關(guān)系，就應(yīng)該將銑刀作為主要的刀具進(jìn)行加工[5]。

3.3 直紋曲面加工工藝的分析

現(xiàn)今我國(guó)機(jī)械化技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，有效提高了企業(yè)的生產(chǎn)加工質(zhì)量。在數(shù)控銑床切割金屬構(gòu)件過(guò)程中可以取得良好的效果，但使用直紋曲面的加工工藝期間，主要利用直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律完成作業(yè)，保障加工部件的質(zhì)量[6]。在使用其加工工藝的過(guò)程中，要達(dá)到直紋曲面轉(zhuǎn)向平穩(wěn)曲面的效果，更利于完成平面部件的加工任務(wù)，但其他的表面層加工時(shí)就需要借助數(shù)控技術(shù)完成，以保障加工工藝的有效性，也利于保障加工的質(zhì)量。

4 數(shù)控銑床切削加工工藝結(jié)構(gòu)

4.1 粗加工工藝

粗加工工藝就是利用數(shù)控銑床技術(shù)對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行初步加工的過(guò)程，其工藝是零件加工生產(chǎn)中效率最高的一個(gè)環(huán)節(jié)。粗加工主要是將金屬?gòu)拿餍螤罴庸こ勺罱咏善返幕A(chǔ)工作，在單位內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)材料的最大切除效率。粗加工之后的金屬材料在外形上非常接近成品，能夠達(dá)到一半的精度標(biāo)準(zhǔn)，要想提高整個(gè)流程的生產(chǎn)效率，就要提高粗加工的效率和速度。在粗加工的過(guò)程中可以選擇直徑較大的刀具，一方面可以提高加工的效率，另一方面也能夠降低對(duì)刀具產(chǎn)生的磨損。要想進(jìn)一步提高粗加工的工藝，也可以利用仿真軟件對(duì)毛坯切割的面積以及切削率進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算的結(jié)果較為準(zhǔn)確，降低刀具的荷載和磨損，有效提高加工的質(zhì)量[7]。

4.2 半精加工工藝

在粗加工之后就進(jìn)入了半精加工工藝中，半精加工的質(zhì)量會(huì)對(duì)后期加工質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。在半精加工的過(guò)程中，加工人員要注意加工效率和質(zhì)量的協(xié)調(diào)，去除零件表面多余的材料，半精加工構(gòu)件要保障其表面的光滑，也要確保其余量較為均勻。要想提高半精加工工藝，就要控制好切削的間距以及公差值，要確保穩(wěn)定的切入，在加工的過(guò)程中也要按照規(guī)定的程序操作，避免損傷刀具。

4.3 清角加工工藝

半精加工之后工件表面較為均勻，但在凹陷面的位置上會(huì)存在較大的加工余量，加工余量的均勻性也會(huì)對(duì)后續(xù)精加工切削的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，對(duì)此，要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行清角加工工藝，將多余的材料切割之后為后續(xù)加工提供良好的基礎(chǔ)保障[8]。清角加工對(duì)加工余量的均勻性有較高的要求，其環(huán)節(jié)要保證工件表面的統(tǒng)一性以及協(xié)調(diào)性，不能夠影響加工的速度以及加工質(zhì)量。在清角加工的過(guò)程中一次無(wú)法完成切削作業(yè)，進(jìn)而其刀具的直徑選擇要小于精加工刀具的直徑。

4.4 精加工工藝

精加工是數(shù)控銑床加工零件的最后工序，加工過(guò)程也有較高的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零件的尺寸、表面粗糙度等形狀也要確保與圖紙保持一致，在精加工的過(guò)程中要保障刀刃的平穩(wěn)性，也要在工件表面預(yù)留余量，避免切割的過(guò)程中出現(xiàn)誤差。在切割的過(guò)程中要選擇直徑較小的刀具，以防止加工過(guò)程中出現(xiàn)變形的情況，提高加工的精度。

5 數(shù)控銑床金屬構(gòu)件加工工藝的改進(jìn)方式

5.1 加大對(duì)合金鋼鑲塊銑刀預(yù)加工方式的應(yīng)用力度

對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)行加工方式改進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)該采取合金鋼鑲塊的預(yù)加工方法，具體方法可以分為以下幾個(gè)步驟：1）金屬材料的質(zhì)量逐漸提高的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行加工處理，在處理的過(guò)程中會(huì)遇到很多的合金鋼工件材料，材料的性能以硬度大為特點(diǎn)，使用普通的刀具處理會(huì)嚴(yán)重的損壞刀具，刀具的磨損會(huì)影響加工質(zhì)量。對(duì)此，在處理加工的過(guò)程中要了解加工相關(guān)的工序，并做好半精加工的處理。例如在開展半精加工處理的過(guò)程中，要根據(jù)相關(guān)的工序情況，確定合理的預(yù)留量，完成金屬零件的加工任務(wù)，保障加工質(zhì)量和加工效率，避免刀具的磨損和損壞。2）在加工的過(guò)程中，要了解加工的情況，制定科學(xué)的加工方法，并在試驗(yàn)的過(guò)程中檢驗(yàn)加工方法，也可以通過(guò)試驗(yàn)的結(jié)果改善和優(yōu)化方法，以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，保障生產(chǎn)零件符合市場(chǎng)的質(zhì)量要求。通過(guò)以上內(nèi)容的分析與研究，加大對(duì)合金鋼鑲塊銑刀預(yù)加工的方法應(yīng)用極為關(guān)鍵，具有較大的實(shí)施價(jià)值和研究?jī)r(jià)值[9]。

5.2 確保輪廓凹圓弧處清根方式應(yīng)用的合理性

在改進(jìn)數(shù)控銑床加工工藝的過(guò)程中可以使用輪廓凹圓弧處的清根方式，主要的應(yīng)用方法有如下：1）要開展輪廓修邊的處理作業(yè)，工作環(huán)節(jié)中對(duì)精細(xì)度的要求較高，在加工處理的過(guò)程中需要借助粗加工的方法，細(xì)致地打磨圓弧處，此處會(huì)導(dǎo)致刀具損壞，在加工的過(guò)程中要預(yù)留加工的處理方法，保障加工處理的質(zhì)量和效率。另外，使用其方法處理的過(guò)程中會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生直接的影響，余量難以控制，技術(shù)人員以及管理人員要探究和討論此問(wèn)題，制定有效的控制方案。2）使用立銑刀對(duì)圓弧處加工的過(guò)程中，材質(zhì)偏硬的同時(shí)加工處理速度也較快，在運(yùn)行的過(guò)程中要避免損壞刀具，提高工作效率。3）在工作的過(guò)程中不需要維護(hù)刀具，以便縮短金屬零件加工的時(shí)間，可在一定程度上節(jié)約加工成本[10]。

6 數(shù)控銑削加工工藝管理

6.1 檢定管理

銑床裝置在應(yīng)用的過(guò)程中都會(huì)配備檢定臺(tái)，檢定臺(tái)可以讓生產(chǎn)者結(jié)合自身的檢定經(jīng)驗(yàn)以及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)了解運(yùn)行的銑床狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出有效的應(yīng)對(duì)方案。如若銑床結(jié)構(gòu)較為傳統(tǒng)，通常情況下會(huì)引進(jìn)現(xiàn)代化自動(dòng)化控制技術(shù)，優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)，減少人工操作。對(duì)此，在銑床設(shè)備對(duì)金屬加工的過(guò)程中，管理人員要充分思考如何利用檢定臺(tái)合理地控制設(shè)備，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

6.2 技術(shù)管理

大多數(shù)的銑削模型都逐漸引進(jìn)了較為先進(jìn)的三維測(cè)控技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控，也可以利用電子或者儀器測(cè)控生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，能夠在數(shù)控理論的基礎(chǔ)上融入信息技術(shù)，更利于提高測(cè)控操作體系的操控性。在建立測(cè)控平臺(tái)之后要嚴(yán)格按照工藝落實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控工藝操作，確保豐富工程數(shù)據(jù)的同時(shí)完善工程信息和資料，推動(dòng)銑床技術(shù)的應(yīng)用朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控銑床在傳統(tǒng)銑床設(shè)備中融入了數(shù)字可控系統(tǒng)，數(shù)控銑床技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低人工的投入，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約更換工藝設(shè)備的時(shí)間，提高加工的精度，減少加工作業(yè)質(zhì)量，提高我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)水平，促進(jìn)行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。