随着计算机信息技术的不断发展，传统的机加工技术已经很难满足当前机械制造加工的需求。数控技术在机械加工制造中的普及运用，对推动机械制造加工的创新发展起到较好的作用。当前，数控加工技术在机械制造加工中的应用越来越广泛和深入。但与国外发达国家相比仍然存在一定差距，对数控技术的研究任重道远，只有深入了解数控加工和普通加工之间的差异，才能更好的把数控技术在机械加工制造中的价值发挥更好。

1、数控机械加工技术的概述

随着信息化技术的飞速发展，计算机技术被很多行业接受并融入本行业，推动技术更新，紧随时代的发展，工作质量和工作效率得到了大幅度的提升。数控加工技术就是一种将计算机技术与传统机械加工技术融合在一起的新型加工技术，其过程是在进行机械加工前，通过计算机编制好相应的程序，通过数据链连接将程序指令下达给相应设备进行制造加工。伴随数控技术的迅速发展，功能越来越强大和完善，如增加了产品测试、系统修复等功能，其智能化、自动化程度也不断提高。目前，数控加工技术在我国得到快速普及与应用，先进的数控加工技术逐渐取代传统的人工生产模式。一些大型、复杂设备的生产通过数控机床与自动化流水线可以完成，即使一些特殊结构或具有一定生产难度的零件也可以轻松完成，并且在产品的质量控制上效果也很好。数控加工与制造技术，操作上变得相对容易，在保证产品质量的前提下不仅可以实现远程控制，而且还可以实现生产车间内的所有参数信息全面共享。

数控机械加工技术主要是利用中控平台管控各机床设备，该中控平台就是CNC，利用该平台可以从不同角度掌握当前各设备实际的运行情况，并以此为依据适度的对设备进行调控，如输入、输出信号、设备运转速度等。随着数控技术的深入发展，目前中控平台的功能已较完善。在数控制造加工技术实际使用时，可以预先通过编程软件提前将相应的软件程序编入，以便协调各硬件设备均能够按照中控平台中的操作程序顺利完成制造加工的任务。将信号输入平台中后，平台即对输入的信号数据进行分析及处理，并通过控制电路将处理的结果传递给各设备，控制设备顺利的完成各项操作指令。对于一些有较高精度要求的机械制造加工来说，在使用数控加工技术时，还需通过辅助插补算法来实现对设备的额外调控，但需要根据CPU响应速度来优化参数的调节，避免对机械加工制造的效率和稳定性造成影响。虽然目前我国自动化生产技术水平已经较高，但是数控技术的灵活运用仍然存在一定的提升空间。

2、数控机床加工和普通加工之间的差异

普通加工技术主要是由操作者对设备进行操作控制，每一个操作步骤都需操作者进行操作。操作者的技术水平直接影响或决定产品质量，对操作者要求较高。在生产加工时，不管是工件装夹、刀具的进给方向，主轴转速及切削量等参数，都需要操作者对其进行调整[1]。在实际加工过程中，不管变化哪一个参数，普通加工都需操作者亲自操作，这样，不仅增加了操作者的工作量，延长加工所需时间，效率低下；同时人工操作难所避免的会出现失误情况，加工质量无法得到较好保障，产品加工成本也会增加。

与普通加工相比，数控机床加工技术自动化程度高等优点较明显。利用数控技术进行加工生产时，像进给速度、主轴转速、切削量等参数，操作者只需在生产前将这些内容编入相应程序并导入平台，设备就可依照平台中加工步骤和各项参数等程序指令动作，实现自动化加工。不仅仅是这样，数控机床加工技术还可以实现刀具的自动化转换。这样工件在完成一次装夹后，还可以实现更多的连续加工任务。除此之外，数控机床利用数字化的方式对机械设备进行操控，其加工效率大大得到提高；另外，数控机床加工程序实现自动编程，加工前需要反复处理参数信息，才将相关参数导入运行，减少了编程时间和失误等。因此，通过数控机床加工的产品或零部件的精度、质量比普通机加工的高。由于其加工的精度较高，有些产品后续基本不需要进行重新加工，机械加工的成本可以较好的控制。由此可见，数控机床加工的优势要高于普通加工很多。

3、数控机床的类别

随着工业的不断发展，数控机床加工技术也得到多年发展，随着产品加工的自动化要求提高，数控机床也发展了较多的类别，类别划分也各种各样。目前通常划分的依据主要包括两种，一种为运动方式，另一种为加工方式。

3.1 依据运动方式进行的分类

数控机床按照运动方式可以划分成三个主要类别：直线控制数控机床、轮廓控制数控机床和点位控制数控机床。

3.1.1 点位控制数控机床

该数控机床最为显著的特点就是机床控制具有一定的顺序性，数控系统只控制刀具或机床工作台。虽然此机床运动轴有三个，但不能够同时运动这三个运动轴。通常是先在XY平面内运动进行良好的定位，移动过程中刀具不进行切削；精准定位后，Z轴方向才开始进行正式的零部件切削加工。目前，点位控制数控机床的使用较广泛，常见的机床主要有：数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床等。

3.1.2 直线控制数控机床

该数控机床最为显著的特点就是借助各运动轴的配合实现对刀具或工件进行控制，以此沿着两点之间形成的直线行走，同时该类数控机床需要预先设置好相应的参数，像进给量参数、切削量参数等。目前我国大部分数控机床都具有这一功能。如常见的数控车车床、数控铣床、数控磨床等。

3.1.3 轮廓控制数控机床

该数控机床在进行加工时，刀具的加工路径与直线控制数控机床、点位控制数控机床有着明显的区别，数控系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制，并非是作简单的直线上运动，而是需要依照加工对象的外部轮廓进行运动与加工[2]。因此在使用轮廓控制数控机床进行加工前，需要预先设置好每个点的生存加工参数，只有这样设置机床方可顺利完成产品的加工生产。提前预设好相应的加工参数，也可以在一定程度上实现对机床的保护。轮廓控制数控机床是目前使用比较广泛的一种数控机床，如常见的机床主要有：数控线切割机床、数控齿轮加工机床与加工中心等。

3.2 依据加工方式进行的分类

根据加工方式的不同，数控机床可以划分为：金属切削类数控机床，如数控车床，加工中心等等；金属成型类数控机床，如数控折弯机等；数控特种加工机床，如数控电火花加工机床等；其它类型数控机床，如数控三坐标测量机等。

4、数控加工技术在机械加工制造中运用的有效策略

4.1 数控加工技术在模具制造中的应用

在模具制造加工时，要特别注意新工艺、新技术的更新运用，特别是数控技术的采用。这样不仅能高质高效完成模具加工，而且可以降低生产成本，利于竞争。在模具零件制造加工中，数控铣削加工目前被普遍应用。除了此技术在加工各零部件时运用外，数控车削、坐标镗削等技术在模具型芯、孔等回转体加工中也得到运用。此外，电火花、加工中心等加工技术在具有凹凸结构的金属模具加工中通常被运用，该类技术可以实现一些形状较为复杂、普通加工无法进行的加工。

目前，多轴联动加工技术是数控加工技术中难度较大且应用范畴较为广泛的一项技术，此技术集高性能伺服驱动、精密加工、计算机控制等技术于一体。在模具制造加工中可以运用该技术加工一些曲面较为复杂的零件，其加工的精度不仅较高，而且加工的效率也很高。多轴联动数控机床是在三轴联动数控机床的基础上通过增加旋转轴升级形成的另一种数控加工机床。该机床对刀具的位置、刀具轴线的位置及模具零件的位置等都能任意的调节，因此可以从不同角度对模具零件完成加工制造。多轴联动数控机床主要涉及以下三项技术。

(1)多轴联动数控技术，可以对刀具与轴进行控制。编程的方式主要有两种：一种为图像自动编程，另一种为ATP语言自动编程，两者流程大体一致。

(2)结构技术。ISO标准规定，五轴联动数控机床通常使用右手直角坐标系。其中Z轴为坐标系中的主轴坐标，A、B、C轴分别为坐标系中的X、Y、Z轴的旋转[4]。在具体使用中，一般是将机床的物理中心位置作为坐标系的绝对原点，机床自身则为绝对坐标，目的是为了使控制系统与机床相同步。

(3)刀具技术。在使用数控机床加工制造模具时，刀具是直接影响加工效率与质量的因数。在采用多轴联动数控机床加工时，通常使用的刀具有环形铣刀、球头铣刀及平底铣刀等。若选用的球头刀曲率比模具零件曲面的曲率大时，需要把铣刀曲面与模具零件曲面相接触的面积作为有效面积，利用球头铣刀完成加工。

4.2 数控加工技术在汽车内燃机活塞裙部加工中的应用

目前，大部分汽车内燃机活塞的裙部都是椭圆形，椭圆形活塞不仅可以使零件相对运动产生的冲击力降低，还可以使发动机工作过程中产生的噪音降低，同时还能使零件间的契合度提高。由于活塞裙部的横截面是非圆形，通常采用普通的加工技术，都是先对活塞裙部横截面曲线进行模拟加工过程，再利用圆弧插补法或线性插补法者进一步做加工处理。为提高活塞椭圆形裙部的加工精度和效率，就必须采用新的一种加工工艺。在设计椭圆形活塞模型时，假设其短轴半径是a，长轴半径是b，获得δ=b-a，随后通过二次和四次谐波函数模拟椭圆活塞模型，并进行分析，同时获得公式：

假设a为50毫米，b为51毫米，这时需要将高次分量的数值忽略，并通过Matlab技术获得椭圆活塞的界面展示图。

汽车内燃机活塞裙部采用数控加工技术加工，不仅能获得较高的精度，还能提高加工效率。

4.3 数控加工技术在机械工业中的应用

机械加工制造本身涉及的流程环节就有很多个，数控加工技术的广泛应用，不仅能起到很好的管控效果，同时还能有机整合不同的流程环节，可以自然的较大提高机械加工制造的效率。数控技术在具体应用中，需要合理的针对各生产环节进行程序设计与编制，操作人员通过中控平台中的终端设备可以了解流程中各机床加工制造运行休息的实际情况，并且还可直观的展现出相关的加工处理数据信息，以此来更好的控制加工制造中出现的误差。在进行机械加工制造时，往往都是通过对机械工业产品拆解的方式完成其加工制造，最后再把加工的各个零部件按要求组装在一起，这样就更加有助于对机械工业产品加工制造精度的控制，并且对后续零部件的拼装提供良好的基础。数控技工技术在机械工业中的应用，不仅仅可以使所加工制造的机械工业产品的质量较高，得到保证；而且使操作变得更加的简便，减少了诸如人力等加工成本费用的支出。因此，深入广泛使用数控加工技术，在机械工业中较高的应用价值才能体现。

4.4 数控加工技术在兵器工业中的应用

兵器工业对所加工制造的产品的精度和质量的要求都较高，类似产品，其技术要求比普通工业产品高很多。因此，在加工制造兵器工业产品时，通常加工的一些零部件需要具有较高精密性，而且对于不同材质的零件来说，在进行加工制造时，需要控制的参数也不尽不同。比如在实际加工制造的过程中，对软材料装夹方法不当或多次装夹，施加压力较大时，很容易碰伤零部件或使其发生变形导致报废。若在兵器工业产品加工制造中合理应用数控加工技术，则可较好的解决其中一些问题。如根据兵器产品的材质特性及零部件本身加工的基本特点，减少装夹次数，提前编制好合适合理的加工程序，考虑各种因素，编入需要控制的各项参数，以数字信息的方式对相应机床发出加工制造指令，就能更好的确保兵器工业产品加工的质量。此外，数控加工技术在兵器工业制造中的应用，还能对产品的加工制造情况进行直接检验、跟踪溯源，操作人员则可以根据结合兵器工业产品的质量要求及时进行反馈，及时调节数控程序中的相关内容，保障产品加工制造的质量。

4.5 数控加工技术在汽车覆盖件模具中的应用

随着人们生活水平的改善，汽车行业的不断发展，人们对汽车品质的要求提高，用来生产汽车零件的模具质量的要求也随之更高。汽车覆盖件模具中数控加工技术得到广泛使用。如通过建立综合数据库，可以保持机床切削力在恒定状态，避免由于刀具发生破损而影响模具的加工质量。对于汽车覆盖件，不仅对尺寸和功能有着严格的要求，而且对外观质量也同样有着严格的要求。不仅要求产品具有光顺、清晰的棱线及美观的纹路，同时表面还不允许存在任何的凹凸、不够平整或划痕的情况。因此，在采用数控加工技术运用到汽车覆盖件模具加工制造时，务必要注意防止出现欠切或过切的情况。欠切则会极大的降低数控加工后期的稳定性，过切将导致模具质量难以满足标准要求，而且更多的刀具需要被使用到，降低了数控加工的效率和质量等。

在加工制造汽车覆盖件模具时，需要根据实际情况，明确轴转动速度参数和刀具的进给参数等，及时建立综合数据库，以此提高数控加工的系统性。以往刀具的给进都是由操作人员通过手工的方式来完成，而采用数控技术，利用程序代码就可以调节刀具的给进参数，这样不仅仅可以提高覆盖件模具切削的效果，同时还可以将现场始终需要有技术人员值守的问题解决。

5、结束语

综上所述，在机械加工制造中灵活运用数控技术，不仅仅可以提高机械加工制造的效率，同时还具有较高的机械加工精度，能保证产品质量，而且还可以在一定程度上控制加工制造的成本。因此，在进行机械加工制造的过程中，通过对使用数控机床加工与普通加工的比较，数控机床加工的突出优势说明对如何合理选择加工设备非常重要。随着信息技术的不断发展，数控机床加工系统越来越完善，多轴联动的使用与自动化程度的提高，加工工艺的更新，数控技术在机械加工制造中的应用将越来越广泛和深入，传统的普通加工将逐渐被取代。数控机床通过数据链连接的方式由计算机管控机械设备进行加工制造，在加工制造中产品或零部件的质量可以更好得到保障与提升。当前数控机床的类型较多，在具体使用的过程中，可根据产品加工制造的实际情况以及产品、零部件自身的技术要求特点选择合适的数控机床类型。产品品质越来越高。

参考文献:

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文章来源：翟善明.机械加工制造中数控技术灵活运用与研究[J].内燃机与配件,2022(05):169-171.