数控加工发展篇1
【关键词】数控加工技术：现状；趋势
1.数控加工技术概述及特点
数控加工技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。现在，数控技术也叫计算机数控技术。目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术，这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控技术是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分【1】。数控技术把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了极其深刻的变化。
数控加工技术不同于传统的加工技术，其主要特点为：
（1）能高质量地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工；
（2）能方便地改变加工工艺参数（如切削用量），因而利于换批加工和新产品的研制；
（3）可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度同时又减少了辅助时间；
（4）采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化程度和工具的管理水平；
（5）便于实现计算机辅助制造。
2.国内数控加工技术现状
我国数控加工技术经过50多年发展，取得较显著成效，已基本掌握数控系统、伺服驱动等基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础。高档数控系统在我国“八五”期间攻关项目中均已陆续通过国家鉴定，中档数控系统技术及功能也已日渐成熟和丰富。但我国数控技术仍存在许多不足，尤其是产业化方面，数控技术水平远不能满足我国现实需【2】。历经半个世纪的探索与发展，我国数控设备性能、可靠性都有了明显的提高，并逐渐被社会所认可，稳步于市场竞争之中。现今，我国的数控机床企业已逐步拥有自己的知识产权，数控技术整体竞争力和综合实力显著增强，新产品新技术研发势头强劲，不仅可满足国内需求，有的还已出口国外。但就数控机床拥有量而言，我国虽已近300万台的拥有量稳居世界前列，但是我国的机床控化率仅为2%左右，而与西方工业国家20%的控化率相比仍存在较大差距。
3.数控加工技术发展趋势
伴随着数控技术的发展进步，数控加工技术的应用领域已不再局限在传统的制造业中，在一些重要行业中，如汽车、轻工、医疗等也都纷纷融入现代化的数控技术，并且对这些行业的发展起到了显著的推动作用。目前，数控技术的主流发展方向主要为以下几方面：
（一）开放式发展方向
数控加工技术的开放式发展可有效促使数控系统更加灵活、柔性、具备适应性、通用性和扩展性，推动网络化和智能化的发展，使数控设备和数控机床可根据时展灵活的进行更新换代。开放式的数控系统可在不同的平台上有效运行，与其他系统进行相互操作，同时可与用户交互风格，因此，开放式系统具备互操作性、可互换性、可伸缩性等特征。开放式结构可利用通用微机技术进行声控自动编程，实现图形扫描自动编程。极大的提高了系统的可靠性，使数控系统变得更加微型化、小型化；同时，利用其对外开放的软、硬件资源可推动数控系统实现多品种、多档次，并大大缩短生产周期。
（二）智能化发展方向
随着计算机技术的快速发展，人工智能技术渗透其中，数控加工技术朝向智能化方向发展成为必然。数控技术的智能化就是借助人工智能技术对制造过程进行全面监控，并对工作过程及决策进行控制。实现数控程度编制、加工过程及故障诊断的智能化。智能化数控技术主要表现为以下几方面：第一，将自适应控制融入数控系统中，自动测量多种参数，从而实现在保障产品质量的基础上，最大程度的提高生产率，降低生产成本；第二，加入自动编程和人机对话功能；第三，设置故障自动诊断功能；第四，利用模式识别技术，使机器可以自动识别图样，借助声控技术对其行驶语言命令加工。在计算机技术的迅猛发展下，智能化数控技术将更加系统完善，数控技术智能化也将具备更为广阔的应用前景。
（三）网络化发展方向
网络化数控技术是近些年国际数控机床博览会的新亮点，是数控加工技术迈向网络化发展格局的有力手段，网络化数控技术可将各机床联网，继而对联网机床实现无人化操控和远程控制，有效的满足了制造企业及产品生产线对信息集成的要求，同时是更新制造模式，例如，虚拟企业、全球制造、敏捷制造的基础型单元。数控技术网络化方向发展便于Cn内部与数字伺服之间及上级主计算机进行通信，便于维修数据的传递，方便与其他工厂的数据交换，实现信息的广泛共享。另外，制造业可利用互联网络，连接起不同位置、不同制造资源的各制造企业，摆脱产品设计、加工中时间与空间的限制，节约时间，提高生产效率。
4.结束语
数控加工技术是制造产业进步发展的技术保障，影响着社会乃至国家的发展与兴旺。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展数控制造技术势在必行。在新一轮数控技术革新的浪潮中，我们应看清形势，准确把握数控技术的发展现状及未来发展趋势，采取正确的技术革新手段，不断创新、与时俱进，争取在关键技术上不断取得突破性发展。
参考文献
【1】代元沛.数控技术的现状及发展趋势[J].数字技术与应用，2014（05）.
【2】宋春华.数控技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术，2011（03）.
【3】陈明润.智能化数控技术的未来发展方向探究[J].煤炭技术，2013（06）.
数控加工发展篇2
数控加工仿真技术在预防加工过程的缺陷、优化加工过程参数等方面有着不可替代的作用，近年得到了越来越广泛的应用。介绍了国内外数控加工仿真技术的研究进展，重点阐述了几何仿真以及物理仿真中涉及的关键技术，包括切屑预测、力热耦合作用模拟、加工变形预测和刀具磨损预测。最后，对数控加工仿真技术现存的问题进行了分析，并对数控加工仿真技术的发展趋势作了探讨。
关键词：
数控加工；几何仿真；物理仿真；智能加工
为确保数控加工过程的正确性，在数控加工之前对加工程序进行验证是一个十分重要的环节。目前，计算机仿真技术的发展使得在计算机环境中对数控加工过程进行验证的技术在实际生产中广泛应用。采用仿真方法可以在计算机上模拟出加工走刀和零件切削的全过程，直接观察在切削过程中可能遇到的问题并进行调整，而不实际占用和消耗机床、工件等资源。此外，还可以利用计算机仿真技术预先对数控加工结果进行估计，统计各种加工数据并对加工过程进行优化，实现智能化的加工。数控加工仿真的主要目的包括：（1）检验数控加工程序是否有过切或欠切。通过数控加工仿真，可用几何图形、图像或动画的方式显示加工过程，从而检验零件的最终几何形状是否符合要求，目前主流的CaD/Cam软件中都具备数控加工轨迹模拟及过切、欠切的分析功能。（2）碰撞干涉检查。通过数控加工仿真，可以检查数控加工过程中刀具、刀柄等与工件、夹具等是否存在碰撞干涉，以及检查机床运动过程中主轴是否与机床零部件、夹具等存在碰撞干涉，从而确保能加工出符合设计的零件，并避免刀具、夹具和机床的不必要损坏。（3）切削过程中的力热仿真。近年来，随着仿真技术的发展及实际生产的需要，对加工过程中产生的力、热等物理量的分析受到越来越多的关注。通过仿真切削过程中力、热等物理量，可以对加工过程中的受力状态、热力耦合、残余应力等进行分析，从而为加工过程控制、切削参数优化等提供参考。（4）切削参数优化。数控加工过程仿真的重要目的之一是切削参数优化，即通过数控加工过程的仿真，发现现有轨迹中存在的问题以及参数设置有待提升的部分，从而对切削参数进行优化以提高加工效率。（5）刀具磨损预测。在难加工材料、高精度材料零件的加工过程中，刀具的磨损速率较快且刀具磨损导致零件加工精度和已加工表面的完整性受到影响。因此，预测加工过程中刀具磨损对确保加工精度与工件的表面完整性有重要作用。其中，针对过切、欠切和碰撞干涉检查的仿真通常称为几何与运动仿真，主要是检查数控加工过程中的几何量及运动关系是否正确；力热仿真与刀具磨损的预测等通常称为物理仿真，主要是用于仿真数控加工过程中物理量，并可以对加工后的工件变形与质量进行分析。
一、数控加工中几何仿真
几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，对加工过程进行直观动态图形描述和精度检验。几何仿真方面主要分为两类：不带机床的轨迹验证和带完整机床的轨迹验证。不带机床的轨迹验证主要用于检验Cam软件中轨迹的正确性，并对加工过程中可能出现的过切或欠切、碰撞干涉等进行判断。目前主流的CaD/Cam软件以及Vericut、nCSimULmaCHine等数控加工仿真软件都具备较为成熟的轨迹验证功能，这一仿真技术发展已较为成熟。图1所示为SiemensnX软件加工仿真结果，采用不同的色彩来标识加工余量，从而可以判断过切或欠切量。带完整机床的轨迹验证除了可以对加工轨迹本身的正确性进行验证外，还可以对机床的运动过程、潜在的机床碰撞等进行分析。加工过程中，一旦发生碰撞事故，不仅维修难度大、费用高，延误生产计划，造成严重经济损失，更会对机床操作工人的人身安全带来威胁。因此，数控机床运动的防碰撞成为了数控加工的关键问题之一。目前主流的CaD/Cam软件以及Vericut、nCSimULmaCHine等数控加工仿真软件都具备带完整机床的仿真功能。通过对完整加工环境的建模与配置，可以实现对加工过程的仿真（图2）。上述软件的仿真过程通常为离线仿真，针对数控机床加工现场的诸多不确定性因素，西安交通大学发展了一种对数控加工碰撞干涉检测的在线监测方法，开发了数控机床在线运动防碰撞系统。该系统建立了虚拟数控机床，通过从数控机床编码器中实时获取数控机床运动信息进行在线运动仿真，实现对碰撞干涉的检测[1]。这是数控加工过程几何仿真的一种新发展。
二、数控加工中物理仿真
几何仿真只是对加工过程中的几何因素和运动过程进行了仿真，而对加工过程中力、热、振动、变形等并未进行仿真计算。物理仿真能揭示加工过程的物理本质，对了解加工过程中的切削力、切屑、振动以及刀具与工件的交互作用等具有重要作用。由于产品的可制造性与切削过程中的物理条件密切相关，通过切削过程的物理仿真可以模拟切削过程的动态力学特性、优化切削参数，确保获得好的加工表面质量。物理仿真的主要内容与流程如图3所示。物理仿真技术中涉及到的关键技术包括：切屑预测、切削力热仿真、零件加工变形预测、刀具磨损预测等。物理仿真主要采用有限元技术，目前较为专业的切削加工过程物理仿真软件包括thirdwaveadvantedge、Deform3D等。
1切屑预测切屑预测包括瞬时未变形切屑厚度的预测和切屑形状的预测两类。瞬时未变形切屑厚度是指刀齿在切削工件时，刀齿所切削位置尚未发生变形的切屑厚度，如图4（a）所示。瞬时未变形切屑厚度主要通过刀齿与被切削面的相对位置关系进行计算，通常采用解析方法[2]。瞬时未变形切屑厚度的计算是物理仿真过程中切削力计算的重要组成部分之一，其计算精度在理论上对切削力预测的准确性有重要影响。切屑形状预测主要是预测切屑从刀具前刀面脱离后的形状，目前主要采用数值计算的方式进行模拟，如图4（b）所示。在最新发展的技术中，通过基于分层的工件形状跟踪，可以精确计算多轴加工中的未变形切屑形状，如图5所示[3]。
2切削力热耦合作用模拟数控加工过程中的金属切削过程具有高温、高速、大应变的成形特点，剧烈的摩擦和材料流动及变形使得局部的温度可以在很短的时间内上升几百摄氏度。因此，剧烈的温度变化与快速的材料流动对工件表面的成形质量以及刀具的磨损会产生重要影响。温度的变化会对材料的属性产生重要影响，从而反过来影响切削过程中的切削力。因此，切削过程中的力与热是相互耦合的。目前加工过程中的热力耦合作用主要通过有限元技术进行模拟，该方法主要建立在与温度耦合的塑性变形理论基础之上。切削过程中的切削热主要来源于工件的塑性变形以及切屑-刀具界面的摩擦。工件内部的温度场分布则主要由工件和刀具的初始温度、工件的塑性变形和切屑-刀具界面的摩擦等因素决定。目前切削过程中的力热耦合模拟已可以实现典型过程的2D与3D模拟，但是计算周期普遍长。最新的发展中，通过预先建立加工参数与力热耦合之间的映射关系及相关数据库，可以实现沿加工轨迹的力热耦合趋势的快速仿真。
3零件加工变形预测对薄壁工件加工后变形的仿真一直是薄壁零件加工中研究的热点与难点。薄壁零件加工后的变形主要由残余应力引起，而残余应力主要来源于工件毛坯制造过程中产生的残余应力和加工中产生的残余应力。因此，预测加工过程中产生的残余应力，进而预测薄壁工件的变形是加工仿真中的一个重要研究任务和研究热点。目前的研究主要还集中在加工中产生的残余应力的定量预测方面。由于残余应力重复测量的困难性，定量预测的准确性也依赖于测试结果的准确性。然而，考虑工件内部初始残余应力和加工过程所致残余应力共同作用下的工件变形则很少研究。针对这一问题，美国thirdwaveSystems公司提出了面向薄壁件加工变形预测的实现流程，如图6所示[4]。该方案结合数据库，通过加载工件初始残余应力和加工引起的残余应力，利用Fem分析最终实现对薄壁件加工变形的预测。
4刀具磨损预测切削加工过程中，刀具与切屑之间以及刀具和工件之间存在很高的应力和温度梯度。同时，新切出的工件表面通常没有氧化物或氮化物保护层，化学特性较为活跃。因此，刀具的磨损会直接影响刀具的寿命和工件表面的质量。切削加工中刀具的磨损机制有多种，主要的几种磨损形式包括磨粒磨损、粘附磨损和扩散磨损等。由于切削参数以及刀具-工件材料组合的不同，不同的磨损机制对刀具的磨损都有一定的影响。目前针对刀具磨损的仿真中，通常采用较为熟知的Usui磨损模型等进行仿真，并且在Fem仿真中进行了很好的应用。然而，目前的刀具磨损仿真多是简单几何形状的非涂层刀具的仿真。实际加工中使用的刀具通常是复杂几何形状且带有涂层，因此现有的仿真方法与真实加工过程有较大差距。针对这些问题，德国亚琛工业大学通过试验校准改进Usui刀具磨损模型，对刀具的磨损进行仿真，实现流程如图7所示，刀片磨损仿真与试验对比结果如图8所示[5]。该方法可以有效地对不同阶段的刀具磨损进行预测。数控加工仿真技术存在问题从目前数控加工仿真技术的仿真趋势来看，为获得更高的仿真精度与仿真效率，仍需要从以下几个方面开展深入研究：（1）几何模型的准确性。目前的仿真技术中，刀具的几何模型通常采用简化的三维模型进行仿真计算，这导致在仿真精度上受到很大的影响。同时，准确计算多轴加工过程中的切屑厚度也是提高几何与物理融合仿真精度的重要途径。（2）基础切削数据库支持。几何与物理融合的仿真技术已成为数控加工仿真技术的重要仿真方向，为进行复杂加工过程中的仿真与预测，通常需要大量的基础切削数据支持。这些数据包括：刀具和工件材料的基础数据、基于真实试验的基础切削数据（力、热、应力数据等）。这些基础数据的完整性与准确性对切削加工过程的物理仿真，以及几何与物理融合仿真的准确性有着重要作用。（3）更多真实物理因素的仿真与预测。在实际加工过程中，仍有很多对加工过程有重要影响的因素尚未被充分反映到目前的仿真系统中。例如，在真实安装过程中，刀具一般会存在或多或少的偏心，而偏心的尺度通常会接近甚至超过切削过程中未变形切屑的厚度。这将严重影响铣刀的每齿负载并造成崩刃或加速磨损，导致实际加工结果和预测结果差距较大。因此，考虑到更多对加工过程有重要影响的真实物理因素会对仿真精度的提高有重要作用。（4）刀具磨损预测。在真实加工过程中，刀具的磨损一直真实存在。尤其是在难加工材料的切削过程中，刀具的快速磨损会对复杂零件的加工精度、表面完整性造成严重影响。因此，如何对加工过程中的刀具磨损进行有效的预测并进行控制，是加工过程仿真中的难点。
三、数控加工仿真技术新发展
1几何仿真与物理仿真的融合发展从几何仿真与物理仿真的发展及涉及到的关键技术可以看出，两种仿真方式由于计算量的差别一般相对独立发展。然而，随着加工技术的发展，对工件加工表面完整性、加工变形控制、尺寸精度控制等提出了同等要求。因此，如何将几何仿真与物理仿真相结合，并达到实时的仿真速度与精度成为数控加工仿真技术发展的重要方向。近年来，工业界与学术界针对几何与物理的集成仿真开展了大量研究工作，取得了重要进展。在Vericut最新版本中推出了Forcetm模块。该模块针对给定的加工条件可以给出最大的可靠进给速度，其中计算的约束条件为：刀具承载的切削力、主轴功率、最大切屑厚度和允许的最大进给速度。计算过程中，通过分析刀具的几何形状和参数、工件和刀具的材料参数以及每个切削位置的切削条件，计算出理想的进给速度。软件中用到的材料数据是从真实的切削试验中获取的，而不依赖于有限元分析结果。为对多轴数控加工过程中的物理参数进行更为精确的快速计算，匈牙利学者tukora等基于多维体素模型，采用通用图形处理器（GpGpU）实现了对多轴数控加工过程与切削力的同步仿真和预测[6]。除对切削力可以进行预测之外，美国thirdwaveSystems公司的“productionmodule”模块还可以同时对多轴加工过程中的切削温度等进行预测，并在此基础上对切削参数进行优化。因此，数控加工过程仿真技术的发展已经从单纯的几何与运动仿真发展到了几何与物理融合仿真。
2数控加工仿真支撑智能加工技术发展智能加工技术借助先进的检测、加工设备及仿真手段，实现对加工过程的建模、仿真、预测，对加工系统的监测与控制；同时集成现有加工知识，使得加工系统能根据实时工况自动优选加工参数、调整自身状态，获得最优的加工性能与最佳的加工质效[7]。为实现加工过程工况的在线判定，在线监控系统必须获知每个切屑位置处的理论数据，并将实际监测结果与理论结果进行对比分析。此外，为实现加工过程的快速在线调整，数控机床实际运行的程序必须是较为接近优化结果的参数。从数控加工技术几何仿真与物理仿真技术的发展及其关键技术可以看出，通过数控加工仿真技术可以获得产品加工过程中优化的几何尺寸信息、切削力信息等。数控加工仿真技术可以为智能加工提供理论预测值以及很好的优化初值，从而为智能加工技术的应用提供支撑。同时，智能加工技术在线监测与调控结果又可以为离线的数控加工仿真系统提供更为真实的边界条件、材料参数等，使得数控加工仿真结果更为接近真实数据。因此，数控加工仿真技术将逐渐发展为智能加工技术的重要组成部分，并相互促进与共同发展。
四、结束语
数控加工发展篇3
关键词：数控技术；机械加工；应用；发展前景
我国机械工业的发展和进步使得我国在机械加工方面的技术和工艺也日益的提升，数控技术是一种比较新的控制技术，它在机械加工方面也充当着不可小视的角色，数控技术在机械加工方面可以完成复杂的施工环节，同时对很多其他技术无法完成的任务也有着非常显著的作用，还可以实现计算机远程控制，因此这也是对机械加工行业的一次重大的改进和创新。
1数控技术在机械加工中的应用情况
工业是当今社会发展中一个非常重要的产业，它是衡量各国综合实力的一个关键因素。而一个国家想要发展工业，就必须要以先进的技术为重要的支撑，只有这样才能更好的保证其发展水平。
1.1数控技术在机床中的应用
在机床生产的过程中，数控技术的应用使得机电一体化成为了一个重要的发展趋势，在原有技术的基础上，机电一体化技术的应用可以有效的提高生产的质量和生产的效率，同时它也可以很好的为机械加工创造更加有利的条件，所以从这个角度上来看，数控技术是机械加工技术发展的一个关键的推动力，这种机床具备很好的性能，因此其生产质量也是十分令人令人满意的。
1.2数控技术在工业机器人方面的应用
工业机器人通常就是指在工业生产中使用的一种能够模拟人的动作，按照一定的流程尽心吧操作的自动化设备，这些自动化设备使用的最终目的就是为了提高生产的质量和效率，同时在生产的过程中也能保证生产的安全性和稳定性，工业机器人实际上属于工业设备的一种，工业机器人的使用可以很好的改进生产条件，节省了生产时间的同时，也节约了劳动力成本，而如果从工业机器人的基本功能上来看，其可以完成基本的人力生产工作，同时还可以完成喷漆、焊接等一些复杂性和生产要求相对较高的工作，另外其还可以在一些人类无法触及的极端环境下保证良好的工作状态。
2数控技术及数控设备的研究和应用热点
在生产过程中效率和质量一直都是人们十分关注的一个因素，精度高的加工技术可以很好的提高生产的效率，同时还可以保证生产的质量，从最近几年的生产情况上来看，在加工精度方面有了明显的改进和提升，这也成为了人们十分关注的重点。
2.1高速、高精加工技术及装备的新趋势
这种技术的应用可以提高整个机械加工的水平，同时在很多其他的方面也可以很好的体现出其他技术所不具备的优势，使用该技术可以有效的缩短产品的生产周期，同时还可以在生产精度方面有更好的保证，在生产中最高的精度已经可以精确到纳米的级别。
2.2轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用这种加工形式进行生产和加工可以很好的保证零件的光洁度，同时在工作的效率方面也有了更好的保证，它可以是普通联动机械生产效率的2到3倍。所以其在生产过程中也可以体现出更好的性能和优势，但是因为这种系统在编程技术上难度较大，同时价格也比较高，所以在过去的机械加工中一直没有得到良好的发展，阻碍了机械加工的进步。
当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
3对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1战略考虑
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先，从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次，从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制。
3.2发展策略
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
数控技术是随着数字时代的来临广泛应用于机械加工和制造领域的一种新型技术手段，标志着新的生产力的发展方向，具有划时代的意义。目前我国的数控机床已经取得了相当大的成就。在产品种类、技术水平和质量上都较大的发展。据了解，目前我国的数控机床在市场推广的就多达一千五百种以上，在整个金属切削和锻压机械中都具有有举足轻重的地位。
首先，数控机床的应用范围不断扩大。近年来，我国的机床行业在国家重点工程，以及国防军工建设中得到了广泛的应用，并且在航天航空事业中也不断提高数字控制的精确度。SSCKZ80-5型五轴车铣复合加工中心在对航空、船舶、铁路运输行业具有高技术、高精度的技术运用，对飞机发动机主轴和起落架的加工等关键性的机械加工都有较重要的作用。在其他生产工业方面，数控技术同样具有较大的影响作用，通过超精密球面车床的基础设备提供，促进了照相机塑料镜片、激光加工光路系统以及条形码阅读设备等高科技的技术加工的精细化和科学化。
其次，数字技术不断提升。“国产XnZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的a、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。”同时，网络化和集成化的数控机床创新是数字技术提高的表现之一，提高数控机床的速度和精密程度，当前我国已经研制成功出一批速度在8000～10000r/min以上的数控机床，并且搭理推广了CaD技术的应用。
最后，企业的数控机械化程度大大提高。据了解，当前企业经过不断的研发和创新，已经开发并生产了“8大类、13个系列、160多种电主轴及主轴单元”，高度的数字机械化大大减少了公司的产品生产成本，提高其市场竞争力；目前我国企业在数控技术的应用上达到了一个较大的高潮，是数字技术在机械加工领域应用的重要表现形式。
结束语
工业是国家实力的衡量基准，以发展工业为主要手段来维持我国的经济增长，巩固国家实力是可行之策。随着数控技术在机械加工制造领域的应用越来越广泛，机械加工制造行业内所配备的数控设备越来越多，我国机械行业的发展必将越来快速，数控技术在机械工业以及其他行业中的应用前景也必定会越来良好。
参考文献
[1]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用，2011（12）.
[2]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯，2011（26）.
数控加工发展篇4
数控高速切削技术(HighSpeedmachining,HSm,或HighSpeedCutting,HSC),是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一,相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。
1、数控高速切削加工的含义
高速切削理论由德国物理学家Carl.J.Salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论:在正常的切削速度范围内,切削速度如果提高,会导致切削温度上升,从而加剧了切削刀具的磨损;然而,当切削速度提高到某一定值后,只要超过这个拐点,随着切削速度提高,切削温度就不会升高,反而会下降,因此只要切削速度足够高,就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题,获得良好的加工效益。
随着制造工业的发展,这一理论逐渐被重视,并吸引了众多研究目光,在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域,数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早,经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用,目前已经在一些领域进入实质应用阶段。
关于高速切削加工的范畴,一般有以下几种划分方法,一种是以切削速度来看,认为切削速度超过常规切削速度5-10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准,认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度,以主轴直径和主轴转速的乘积Dn定义,如果Dn值达到(5~2000)×105mm.r/min,则认为是高速加工。生产实践中,加工方法不同、材料不同,高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到(700~7000)m/min,铣削的速度达到(300~6000)m/min,即认为是高速切削。
另外,从生产实际考虑,高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速,还包含工艺过程的集成和优化,是一个可由此获得良好经济效益的高速度的切削加工,是技术和效益的统一。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CnC系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展基础之上综合而成的。因此,高速切削技术是一个复杂的系统工程,是一个随相关技术发展而不断发展的概念。
2、数控高速切削加工的优越性
由于切削速度的大幅度提高,高速切削加工技术不仅提高了切削加工的生产率,和常规切削相比还具有一些明显的优越性:第一、切削力小:在高速铣削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常规切削降低30%以上,尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少。既减轻刀具磨损,又有效控制了加工系统的振动,有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削,切削速度和进给速度都大幅度提高,相同时间内的材料切除率也相应大大提高。从而大大提高了加工效率。第三、工件热变形小:在高速切削时,大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走,因此加工表面的受热时间短,不会由于温升导致热变形,有利于提高表面精度,加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常进给量也比较小,使加工表面的粗糙度大大降低,同时由于切削力小于常规切削,加工系统的振动降低,加工过程更平稳,因此能获得良好的表明质量,可实现高精度、低粗糙度加工。第五、绿色环保:高速切削时,工件的加工时间缩短,能源和设备的利用率提高了,加工效率高,加工能耗低,同时由于高速切削可以实现干式切削,减少甚至不用切削液,减少污染和能耗。
3、数控高速切削技术的应用领域研究
鉴于以上所述高速切削加工的特点,使该技术在传统加工薄弱的领域有着巨大应用潜力。首先,对于薄壁类零件和细长的工件,采用高速切削,切削力显着降低,热量被切屑带走,可以很好的弥补采用传统方法时由于切削力和切削热的影响而造成其变形的问题,大大提高了加工质量。其次,由于切削抗力小,刀具磨损减缓,高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料,可以研究采用数控高速切削技术来加工。另外,在汽车、模具、航天航空等制造领域,一些整体构件需要比较大的材料切除率,由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高,使得单位时间内的材料切除率大大提高,因而在模具制造、汽车制造、航空航天制造中,数控高速切削技术的应用将产生巨大的经济效益。第四,由于高速切削时,加工过程平稳、振动小,与常规切削相比,高速切削可显着提高加工精度1~2级,完全可以取消后续的光整加工,同时,采用数控高速切削技术,能够在一台机床上实现对复杂整体结构件同时进行粗、精加工,减少了转工序中可能的定位误差,因而也有利于提高工件的加工精度。因此,高速切削技术在精密制造中有着广阔的应用前景。如某企业加工的铝质模具,模具型腔长达1500mm,要求尺寸精度误差±0.05mm,表面粗糙度Ra0.8μm,原先的制造工艺为:粗刨—半精刨—精刨—手工铲刮—手工抛光,制造周期要60小时。采用高速铣床加工后,经过半精加工和精加工,加工周期仅需6小时,不仅效率提高,而且模具质量也大大提高。
4、实现数控高速切削加工的关键技术研究
数控高速切削加工是一个复杂的系统工程,涉及到切削机理、切削机床、刀具、切削过程监控及加工工艺等诸多相关的硬件与软件技术,数控高速切削技术的实施和发展,依赖于此系统中的各个组成要素的,这些实现数控高速切削技术离不开的关键技术,具体体现在以下方面:
1)高速切削机理:有关各种材料在高速加工条件下,切屑的形成机理,切削力、切削热的变化规律,刀具磨损规律及对加工表面质量的影响规律,对以上基础理论的实验和研究,将有利于促进高速切削工艺规范的确定和切削用量的选择,为具体零件和材料的加工工艺制定提供理论基础,属于原理技术。目前,黑色金属及难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量的确定,是高速切削生产中的难点,也是高速切削加工领域研究的焦点。
2)高速切削机床技术模块:高速切削机床需要高速主轴系统、快速进给系统和高速CnC控制系统。高速加工要求主轴单元能够在很高的转速下工作,一般主轴转速10000r/min以上,有的甚至高达60000-100000r/min,且保证良好动态和热态性能。其中关键部件是主轴轴承,它决定着高速主轴的寿命和负载容量,也是高速切削机床的核心部件之一,主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一项重要的单元技术是高速进给系统。随着机床主轴转速的提高,为保证刀具每齿或每转进给量不变,机床的进给速度和进给加速度也相应提高,同时空行程速度也要提高。因此,机床进给系统必须快速移动和快速准确定位,这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等提出了新的更高要求,是制约高速机床技术的关键单元技术。
3)高速切削刀具技术模块:由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中,刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高,对切削刀具材料、刀具几何参数、刀体结构等都提出了不同于传统速度切削时的要求,高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化,高速切削加工时,要保证高的生产率和加工精度,更要保证安全可靠。因此,高速切削加工的刀具系统必须满足具有良好的几何精度和高的装夹重复定位精度,装夹刚度,高速运转时良好的平衡状态和安全可靠。尽可能减轻刀体质量,以减轻高速旋转时所受到的离心力,满足高速切削的安全性要求,改进刀具的夹紧方式。刀具系统的技术研究和发展是数控高速切削加工的关键任务之一。
4)数控高速切削工艺:高速切削作为一种新的切削方式,要应用于实际生产,缺乏可供参考的应用实例,更没有实用的切削用量和加工参数数据库,高速加工的工艺参数优化是当前制约其应用的关键技术之一。另外,高速切削的零件nC程序要求必须保证在整个切削过程中载荷稳定,但是现在使用的多数CnC软件中的自动编程功能都还不能满足这一的要求,需要由人工编程加以补充和优化,这在一定程度上降低了高速切削的价值,必须研究采用一种全新的编程方式,使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线,充分发挥数控高速切削的优势。
高速切削加工技术的发展和应用有赖于以上原理方面、机床、刀具、工艺等各项关键单元技术的发展和综合。
5、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势
由于高速切削在提高生产效益方面具有巨大潜力,早己成为美、日、德等国竞相研究的重要技术领域。美国日本等国早在60年代初,就开始了超高速切削机理的研究。上世纪70年代,美国已经研制出最高转速达20000r/min的高速铣床。如今,欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场,在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。例如,在美国波音公司等飞机制造企业,已经采用数控高速切削加工技术超高速铣削铝合金、钛合金等整体薄壁结构件和波导管、挠性陀螺框架等普通方法难加工的零件。近年来,美、欧、日等国对新一代数控机床、高速加工中心、高速工具系统的研究和产业化进程进一步加快,高性能的电主轴技术及其产品的专业化生产步伐加大;高性能的刀具系统技术也进展迅速;直线电机技术应用于高速进给系统。
我国在研究和开发高速切削技术方面,许多高校和研究所作了努力和探索,包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面,也取得了相当大的成就。然而,与国外工业发达国家相比,仍存在着较大的差距,基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要,满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求,数控高速切削技术应用研究任重道远。
目前,针对高速切削技术的研究已从实验阶段转向应用阶段。在应用方面的研究包括两个层面:一是高速加工关键技术的基础理论研究,包括高速主轴单元和高速进给单元等,实现高速机床国产化。另一方面,在现有实验室实践技术基础上,进行工艺性能和工艺范围的应用研究。其中,关于高速切削工艺的研究是当前最活跃的研究领域之一,主要目标是通过试验或引进的先进设备直接进行工艺研究,努力解决关键零部件的加工工艺问题,开发和完善特种材料的高速切削工艺方法;研究开发适应高速加工的CaD/Cam软件系统和后处理系统,建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。
参考文献
[1]H.舒尔茨着,高速加工发展概况,王志刚译,机械制造与自动化[J].2002(1).
孙文诚高速切削加工模具的关键技术研究[J].-机械制造与自动化2008(5).
艾兴,高速切削加工技术[m].北京:国防工业出版社,2003.
数控加工发展篇5
关键词：数控加工；模具制造；作用
随着数字化信息技术的不断发展，数控加工突破传统技术的局限，使生产领域的很多高技术难题得到了有效解决。数控加工技术主要是指在数字化信息下采用的一种技术，具有数字化、自动化的特点。数控加工技术应用在模具制造中，实现了机械的自动化控制，实现了模具制造的高效率、高精度生产。
1数控加工技术的简介
数控加工技术主要是数字化信息下采用的一种技术，具有数字化、自动化的特点。数控加工技术具有自动化的特点，可以使模具生产实现对机械设备的自动化控制，同时在很多方面也被广泛应用。随着社会的不断进步，人们的生活水平得到很大改善，对多样化的产品消费需求也在不断增加。传统的加工设备和制造方法很难满足于这种多样化的产品需求。正因如此，才能不断推动着模具生产企业对加工技术的革新。为了适应越来越激烈的市场竞争环境，数控加工技术的出现无疑为模具的生产带来了一场新的革命。数控加工技术涉及两个方面的应用，即数控机床加工技术和数控编程技术。这两个技术在模具的制造过程中相互配合，发挥着各自的作用。数控机床是数控加工的硬件基础，可以提高模具生产的效率和精度。数控编程是实现数控加工的重要环节。在模具的加工生产中，为了更有效地实现零件加工的质量，最大限度地发挥数控机床的性能，人们一直在追求数控加工技术的高速高效发展。
2数控技术在模具制造中的主要应用
在模具制造的生产过程中，选择适当的加工方式非常重要。要根据不同模具制造的要求和不同类型的模具，选择适当的加工方式进行生产。而在数控加工技术中有非常多的加工技术都能适应模具的多样化生产，且被广泛使用。（1）选择合适的数控机床。数控机床的种类繁多，在模具的制造中也有很多数控机床运用。例如，数控电火花加工、数控电火花线切割、数控铣加工等，这些数控机床在模具的生产中被经常应用。在模具加工之前，要合理地对要进行加工的模具进行分类，然后再选择合适的数控机床进行加工，才能按照生产的要求降低生产成本，达到最有效的生产。（2）改进数控加工技术。随着当今市场竞争的越来越激烈，模具制造业也在这个激烈的竞争环境中得到了发展，数控加工技术的发展也要不断满足模具发展的需求。因此，数控加工技术要不断改进，企业要在数控加工技术的研发方面加大投入，并不断采用新的材料。要采用具有良好经济效果的材料，保证提高模具产品的制造质量。同时，还可以加快模具生产的速度。在选择良好材料的同时，也要不断对数控加工技术进行改进改良。随着技术的不断革新，数控加工技术的不断发展，很多模具生产上的难题迎刃而解。例如，对于比较复杂的曲面模具的制造生产，可以采用数控铣加工和数控电火花线切割加工相结合的方法，保证模具加工的顺利完成。（3）优化加工程序。数控编程是实现数控加工的重要环节。数控编程技术是数控加工技术水平高低的一种体现。在模具的加工生产中，为了提高零件加工的质量，要最大限度地发挥数控机床的性能。编程技术主要与三个因素有关，分别是加工的质量、时间和程序方面的内容。在模具的制造中，运用编程技术来减少加工过程中的时间，可实现高速度的生产。
3数控加工在模具制造中的作用
（1）可以满足高精度制造的要求和形状的复杂变化。目前，大部分的模具主要是由铣削、车削、磨削等机加工方法完成。传统的机械加工方法主要是依靠技术人员操作普通的机床来进行工件的加工，效率低且精确度不高，技术人员的操作劳动强度也较大。而随着数控加工技术的迅速发展，模具加工中引进了很多数控加工设备，主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床等数控加工技术设备。三轴或者多轴联动的数控铣床和加工中心可以方便地解决带有大量空间曲面的型腔模具的加工难题。数控电加工类数控机床可以加工加工难度较大的模具，如贵重金属的模具等，同时还可以提高模具的精度。随着数控加工技术的不断发展，很多高精度的数控机床也得到了相应发展。在模具制造中应用高精度的数控机床进行加工，可以满足模具制造对模具的高精度需求，从而为模具产品的改型换代提供有力保证。（2）可以进行高速切削，提高生产效率和产品的竞争力。随着市场竞争环境的日益激烈，企业要谋求生存必须提高自身的竞争力。科学技术的高速发展使产品的制造技术要求提高。目前，模具企业之间的竞争和企业获取更多的经济利益取决于模具的生产周期。因此，企业要在模具制造生产过程中不断提高生产效率，缩短生产周期，才能提高企业的竞争力和获取更多的经济利益。在研发新产品时，要尽量缩短产品的生产周期，让新产品能在最短的时间内投放到市场，从而使企业在竞争中占据巨大优势。而目前应用最广泛的一种工艺技术就是数控加工中的高速切削技术。高速切削技术具有工件温升低、切削力小、加工平稳等优点，在模具加工中不但可以保证加工质量，还可以提高模具生产的效率。（3）可以实现模具生产的网络化和智能化。随着模具制造业的不断发展，模具生产网络化就是在模具生产制造中使用网络来进行虚拟设计、敏捷制造技术。实现数控设备的网络化不仅可以满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，同时也为新技术的研发提供了基础。数控加工网络化和智能化将给模具制造业带来新的历史变革。通过网络传输给数控机床的加工下达工作指令，不仅可以提高模具生产的精准率，同时也能提高模具的质量和生产效率。网络化系统还可以对数控机床进行异地实时操作和控制，实现动态调试和监控机床运转情况的目的，对模具制造有一定的实用性。数控机床智能化的发展，可以实现在加工过程中随时随地根据实际加工的变量进行自动选择和调节的功能，从而提高基础加工的精密度和效率。可见，数控技术的应用使模具制造实现生产的网络化和智能化，为模具的制造业发展提供了有力保证。
4小结
综上所述，随着数控技术和高新信息的不断发展，数控加工技术在模具生产中具有重大作用和不可代替的地位，也是模具制造产业中的重点技术。数据加工技术在模具制造中的应用，可以满足高精度制造的要求和形状的复杂变化，可以进行高速切削，提高生产效率和产品的竞争力，还能实现模具生产的网络化和智能化，为模具制造产业的发展提供有力的保证。
参考文献
[1]刘宏军.模具数控加工技术[m].大连：大连理工大学出版社，2014.
[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].现代制造，2010，（18）：66.
数控加工发展篇6
关键词：数控车床；现状；发展趋势
【分类号】：tG659
引言
车床是机械加工中加工量大而面广的重要设备，而传统车床普遍存在车削加工工步长，辅助时间多，利用率低等问题。随着数控技术的发展，数控装置为数控车床的开发进入全盛时代奠定了基础。数控车床的普及和应用，打破了传统的车床类界限，将普通车床、六角车床、单轴自动车床等多种车床的全部或部分工序工作融为一体。极大提高了加工精度，其极强的适应能力也深受用户欢迎。数控车床和数控技术在整个机械加工工业中已占有举足轻重的作用，也代表着机械工业的发展水平。
一、我国数控车床的现状
数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。目前我国的机床制造技术呈现出品种多样化、功能专门化、结构模块化等技术趋势，这与数字控制器功能的发展和机床自身机构、制造工艺以及加工精度等方面的改进密切相关。同时，数控机床的发展也在逐步适应环境保护和安全方面的发展要求。如今数控技术已被世界各国制造业广泛采用，大力发展以数控技术为核心的车床制造也已成为各国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
20世纪30年代，世界上第一台电子计算机产生，随着新技术革命的开始，数控车床也随之诞生。1952年美国研制出第一台数控机床，几年后日本成功研制出第一台数控车床。此后，车床产业步入了数控化。
我国数控车床的发展始于20世纪70年代初。通过30多年的发展，由国内生产的经济型卧式数控车床成为我国当前的主流产品，以其实惠的价格和较少的设备投入费用，赢得了国内企业的信赖。除此之外，2轴控制的卧式数控车床和立式数控车床等国产产品也受到了用户的认可，基本能满足用户的需要。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已步入全面发展阶段。但是，毕竟我国的数控车床产业与国外相比还不够成熟，一些较为先进的车床品种的开发与制造与较成熟的国家相比还存在很大差距。因此，我国各大机床厂家则采取与国外著名机床厂家合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施来提高我国的机床制造水平。于是，对于车削中心等3轴控制以上的中高档数控车床，国内用户大部分选用进口产品或合资、独资企业所生产的产品。经过以上各种发展方式，近几年，我国在数控技术与装备的发展方面进行高度重视，取得了较大进步。在通用微机数控领域，特别是以pC平台为基础的国产数控系统走入了世界的前列。同时也开发了多个中高档数控车床新品种。
纵观我国数控车床的发展历程，尽管取得了不少成绩，但同时也存在不少问题。主要问题有：科技基础薄弱、自主创新能力不强；低档产品产能过剩，高档产品产能不足；产品质量以及可靠能力不足，功能部件发展滞后等。总的来说，目前我国数控车床技术产业大而不强，需要加大机床主机以及重要元器件的创新力度，同时加大数控系统的开发力度，不断完善和提高机床加工精度和自动化效率，努力追赶世界先进水平。
二、我国数控车床未来发展趋势
随着数控系统集成度的增强以及网络化技术和信息化技术的不断发展，我国数控车床产业呈现出以下发展趋势。
（一）高速化与高精度化
高速化、高精度化主要体现在主轴转速、进给率、运算速度及换刀速度的高效率。目前一些欧洲的高速加工中心主轴转速已经达到60000r/min，而转速高达160000r/min的超高速主轴也在研制开发中。因为高速、高精加工技术可极大地提高效率、产品质量和档次，同时缩短生产周期，从而提高市场竞争能力。
（二）高性能
随着数控技术的不断完善，数控车床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。利用计算机技术和网络通信技术，机床制造商可以建立机床远程技术支持体系，实现工况信息的传输、存储、查询和显示以及远程智能诊断。为了扩大机床的使用范围、提高效率，应实现一机多用、一机多能，进一步提高机床的生产效率。
（三）多轴联动加工和复合加工
高速高精加工的实现需要配套功能部件的同步支持。因此电主轴、直线电机等也需快速发展。采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，可大幅度提高效率。当前电主轴的出现使得5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，制造难度和成本大幅降低，数控系统的价格差距缩小。从而促进了复合主轴头类型机床的发展。
（四）高柔性化
柔性是指数控设备适应加工对象变化的能力。我国数控车床将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。我国的数控车床对加工对象的变化适应能力强，在提高单机柔性化的同时，朝着系统柔性化方向发展。从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、线（FmC、FmS、FtL、FmL）向面（工段车间独立制造岛、Fa）、体（CimS、分布式网络集成制造系统）的方向发展。如出现了pLC控制的可调组合机床、多轴数控加工中心、换刀换箱式加工中心。此外，还应兼顾应用性和经济性方向发展。
（五）绿色化
随着人类环境保护意识的逐步加强，各行各业在经济和效益发展的同时也密切关注着其对环境的影响。因此，当下的数控车床发展必须把环保和节能纳入考虑范畴，即要实现切削工艺的绿色化。为了节约资源，减少对环境的破坏，近年来出现了不用或少用冷却液的干切削或半干切削的数控车床，这类产品节能环保，不仅为用户所欢迎，更赢得了社会各界的认可。因此，绿色制造是数控车床发展的大趋势，抓住这一方向，将使我国节能环保车床发展迅速并占领更多国际市场。
结语
综合上述对我国数控车床发展现状和趋势的分析，可知我国数控车床产业大而不强的状况仍十分明显。各大企业应抓住“十二五”的发展机遇，不断改进和完善数控技术，加大创新力度，增强国产数控车床的核心竞争力，树立自主创新的品牌意识，实现我国数控机床产业由生产大国向生产强国的转变。
参考文献：
【1】谢翠红、康健，浅析数控车床的改革创新及发展趋向，科技纵横，2009年5月
数控加工发展篇7
一、数控的发展历史
1952年美国帕森斯（paRSonS）公司与麻省理工学院（mit）合作试制了世界上第一台三坐标联动、利用脉冲乘法器原理工作、直线插补连续控制的立式数控铣床。1954年11月美国本迪克斯公司（Bendix一eooperation）生产了世界上第一台工业用数控机床。最初由电子管控制，随后经历了用晶体管控制、集成电路控制（nC）、计算机控制（CnC），直到用微处理器控制（mnC）。数控系统到现在已经发展到了第六代，数控系统采用电子管的为第一代（1952年），晶体管的为第二代（1959年），小规模集成电路的为第三代（1965年），20世纪70年代小型计算机开始用于数控系统（1970年），成为第四代数控系统。1974年微处理器开始用于数控系统，数控系统发展到第五代。前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的硬接线（硬件）数控系统，一般称为普通数控系统，简称nC;从第四代开始的数控系统称为软接线（软件）数控，即计算机数控（CnC），其控制功能大部分由软件技术来实现，因而使得硬件得到简化，系统可靠性得到提高，功能更加灵活和完善[l.]。从20世纪末到今天，在生产中使用较多的数控系统还是第五代数控系统。第五代数控系统的epu采用80286、80386芯片，用DoS3.3、DoS6.2软件。随着个人计算机的飞速发展，芯片的集成度越来越高，功能越来越强，成本也越来越低，软件和器件又越来越好，出现了以个人计算机（pC机）为平台的数控系统，数控系统进入第六代（1990年）。第六代数控系统采用现代个人计算机（pC机）、采用windows95、windows98或windows20oo操作系统。第五代数控系统的存储量小，只有32KB、64KB，为解决存储器小的问题而采用RS232、Rs485接口，与计算机通信传输。由于受到通信瓶颈限制，不能进行高速进给，当插补线段长度小于0.05mm时加速度只有每分钟几百毫米，不能满足高速进给的需要。而第六代数控系统的存储量可达120GB以上，caD、cam的加工代码可通过网络传到硬盘上，网络速度比RS232接口速度提高了几千倍，加工数据可在加工前全部存储到硬盘上，避免了边加工边传送数据的缺点，解决了高速高精度加工的问题。第六代数控系统采用标准的计算机显示器，分辨率高、价格低、可靠性好，而且具有网络通信功能。
二、数控机床的发展趋势
随着计算机技术的发展，数控机床不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，它的性能日臻完善，应用领域日益扩大。同时，为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高要求，当前，世界数控技术及其装备正朝着下述几个方向发展。要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间;要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。为此，必须要有高性能的数控装置作保证。
1.高速、高效
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。新一代数控机床（含加工中心）只有通过高速化大幅度缩短切削工时才-可能进一步提高其生产率。超高速加工特别是超高速铣削与新一代高速数控机床，特别是高速加工中心的开发应用紧密相关。20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000一100000r/min）、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速度60一120m/min，切削进给速度高达6om/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，数控机床正在朝高速方向发展。
2.高精度
从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（<10纳米），其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技发展的需要。精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高。
3.高可靠性
数控加工发展篇8
关键词：数控加工；机械加工水平；提高
中图分类号：tG665文献标识码：a文章编号：1671-2064（2017）03-0102-01
随着机械数控加工技术的发展和完善，机械加工技术水平逐渐成为国家工业生产能力高低的衡量指标，许多国家越来越重视加工加工中新技术的应用。当前在信息技术迅速发展的背景下，机械数控加工技术水平难以满足现代化制造业的实际发展要求，这就需要积极推广应用先进的数控加工技术，不断提高数控加工技术水平，进而有效弥补传统机床加工中的缺陷，提高国家的综合国力和国民经济发展水平，推动我国机械制造业的可持续发展。
1机械数控加工技术概述
机械数控加工设备作为一种先进的机械，可以加工普通机床不能进行的复杂型面，达到良好的作业效果。与传统的普通机床相比，机械数控加工设备具有十分明显的优势，如优化产品质量和性能、加工精密度、自动化程度等，促进工作效率和实用性的提高，进一步推动机械制造行业的发展。因此我国在发展机械制造业的过程中，需要将机械数控加工技术的效用加以充分发挥，进而提高生产制造的效率，为制造业整体素质和经济效益的提升提供技术保障[1]。现阶段，工业在社会经济发展中发挥着越来越重要的作用，推广应用机械数控加工技术，并对其进行改进与完善，已经成为政府部门的重点实施政策，对提高我国的综合国力和数控加工水平具有积极的意义。
现阶段，影响机械数控加工水平的因素主要表现为两点：一方面是没有合理应用数控机床。我国机械制造业经历了较长的发展阶段，机械加工技术的应用时间也相对较长，这会使机械数控加工设备出现一定的折旧，影响机械加工设备的精度，不利于数控加工技术效用的充分发挥。许多机械制造企业为了降低自身的费用支出和成本，没有及时维护与检修机械加工设备，导致设备的使用寿命缩短，降低机械加工质量。此外，有些制造企业在实际的机械加工过程中，没有严格按照规章制度使用机床，致使机床使用混乱，如零件加工中没有合理分类零件加工类型，加工工序不够科学合理，在很大程度上损害了机械设备，影响工作效率的提高[2]。另一方面是操刀问题。机械数控加工中的影响因素较多，尤其是操刀把握的不科学问题，这会严重影响机械数控加工水平。只有恰当选择换刀方法，才能保证减少换刀的时间，促进换刀效率的提升，尽量减少数控机床的加工成本与精度损失，保证加工过程的可靠性及稳定性。总之，换刀方式的科学合理选择，直接影响着数控机械加工的精度；同时道具位置的安排以及走刀线路的的布设，也在一定程度上影响着机械数控加工水平的高低。
2数控加工对提高我国机械加工水平的重要性
机械数控加工水平对机械制造企业的发展具有直接关系，只有提高机械数控加工水平，利用高新技术来优化机械加工技术，才能实现机械加工技术的推广应用，促进制造业的发展。一般而言，数控加工对提高我国机械加工水平的重要性，主要表现为以下几个方面。
（1）是有利于实现机械的集中式现代化发展。随着现代化工业的快速发展，机械数控设备作为一种重要的技术，在维护、检修和管理等方面与其他设备存在明显差异，这也是机械数控设备与电子信息技术相互融合的结果。通常数控设备在总结归纳、分析收集信息方面需要利用计算机系统，有效取代传统的人工信息采集模式，科学控制设备的运营成本，提高维护管理的质量及工作效率。
（2）是有利于数控机床的科学化管理。相较于普通机床而言，数控机床具有明显的优势，这就需要科学管理数控机床，避免出现一刀切的现象，以免产生严重的损失[3]。目前数控机械管理过程中多是采用集中式的管理模式，利用计算机技术来加工整理数控机床中的信息，然后结合信息数据共享形式来进行网络分享，如在工程内部组织网络办公、开展会议或互动交流。这样不仅可以减少加工前的准确时间，还能提高产品质量和生产效率，促进机械加工水平的提升。
3结语
当前机械数控加工技术还收诸多因素的影响，如操刀位置、编程技巧和数控机床应用不合理等，致使我国机械数控加工技术的发展速度较为缓慢。而S着现代化工业的快速发展，我国机械制造业越来越关注机械数控加工及其技术水平的提高，开始深度融合机械数控加工技术和计算机信息技术，不断提高和强化数控人员的专业技能和综合素质。这样才能创新发展数控机床加工技术，缩小我国制造业与发达国家之间的差距，实现制造业的经济化、高效化和科技化转型，提高企业的生产效率和经济效益，促进企业的良性发展。
参考文献
[1]吴强.提高机械数控加工水平的有效方法[J].轻工科技，2015，02：62-63.
[2]朱培坤，耿平.关于提高机械数控加工技术水平策略的探讨[J].科技与企业，2015，07：238.
数控加工发展篇9
关键词：数控技术；机械加工；现状分析
中图分类号：F407文献标识码：a
近年来，我国的机械工业在不断地发展，机械加工技术也得到相当大的改善。数控技术能够促进机械加工技术的改革，提高机械加工的质量和加工效率。除此之外，数控技术也在不同领域被广泛使用，有助于加强加工技术的管理与控制。
1.数控技术的含义
数控技术的具体含义可分为宏观和微观两个方面。就宏观角度而言，数控技术是指运用数字控制技术提高机械加工的效率和精准性，使机械加工技术更好地发展；就微观角度而言，数控技术是指将传统技术与自身特有的技术相结合，换而言之，将网络信息技术、光电技术等与自动化技术相结合，采用数字控制技术，保障机械加工的质量，在工作方式和机械加工概念进行改革，使机械加工精度和效率更高。总之，数控加工技术在企业中扮演着重要的角色，有助于提高加工的效率和质量。
2.数控技术的运用情况
制造业是每个国家产业发展的重要支柱，能够反映一个国家的经济发展水平，体现一个国家的实力状况。世界各国为了提高综合国力，加强研发各项技术，以促进制造业发展。在我国，数控加工技术已运用到机械加工产业的各个领域。在科技全球化的过程中，数控技术的引用能够促进机械工业的发展，为机械加工制造业的改革提供技术保障。随着数控技术的不断引进和发展，不同的领域的人员都能较好地利用数控加工技术改善自己的产业发展状况，促进各个领域的不断扩大，特别是与国计民生相关的领域。近年来，数控技术是人们一直关注的重点，对数控技术的研究和探讨已经达到白热化状态。
2.1数控技术在工业机器人中的运用
工业机器人是指能够模仿人类的动作，在输入编程后可以自动按照要求完成基本动作的自动化设备。比如按照预定的运动方案完成物件搬运或抓取。在生产过程中，工业机器人可以提高生产效率，保证生产质量，并能够减少人工劳动力，工业机器人本质上依然是工业设备，不仅可以代替人类完成简单的工作，而且能够在人类无法工作的太空环境或深水环境中完成任务。
2.2数控技术在机床中的运用
数控技术的运用能够实现机床的机电一体化，将原有的生产技术与机电一体化加工技术相结合，即数控机床，主要包括车床主体系统、数字控制系统、伺服驱动系统。车床主体系统能够自动完成机械加工过程中的切削工作，与传统机床相比，数控机床具有更好的稳定性和抗振性，能够更好地适应生产工艺。数字控制系统负责逻辑运算部分，由数据处理器、控制器、输入输出设备等部分构成，能够自动处理分析故障。伺服驱动系统是数控技术的核心，能够快速地自动侍候服务。伺服驱动系统是由计算机控制，具有较好地系统稳定性和控制精确性。与传统技术相比，数控机床的能高效、高质的完成机加工，有效地保障了产品的质量，并且为企业创造更高的效益。
2.3数控技术在汽车制造业中的运用
数控技术是促进汽车制造业发展的重要保障，有利于完善汽车零件加工技术。利用数控技术的虚拟技术、柔性技术与集成技术能够完成复杂的汽车零件加工技术，提高生产效率。数控技术在汽车制造业的运用主要是指利用高速的加工机床和高速的汽车零件加工技术，提高汽车零件生产率，保障汽车的机械加工质量，从而使企业获得可观的经济效益。
3.数控技术的特点
3.1网络化、开放化、智能化的数控技术
随着科技技术的发展，数控技术的发展目标就是以智能化、开发化和网络化为中心，全面改善数控技术在机械加工中的运用状况。智能化是指数控技术具有智能系统，在多个方面实现自动化，包括前馈控制、识别负载、编写程序等。另外，智能化数控能够对机械加工进行实时监控，同时也能够提高驱动能力。开放化是指数控技术向各个产业开放，使每个产业能够在必要时使用到数控技术，提高生产效率，增加社会效益。网络化是指利用互联网来控制数控系统，提高数控技术的准确性。
3.2高速、高精准的数控技术
质量、效率是数控技术的主体，数控技术需在机械加工中做到高速、精准。除此之外，高速、高精准的数控技术能够缩短产品生产周期，从而提高市场竞争力。为了能够使数控技术在机械加工中更好运用，数控技术的装备一直处于改进状态。
4.对数控技术的战略思考
数控技术的发展必须以市场需求作为导向，促进整个数控业的发展。改善数控系统的关键是解决数控部件的生产规模和可靠性的问题。只有扩大规模才能提高产品的可靠性，只有扩大规模才能在竞争激烈的时代生产出高质量低价格的产品，只有扩大规模才能使数控装备得到更好的发展。
4.1思考战略
数控技术产业发展需考虑的首要因素是国家的安全性，具体可分为国防安全和社会安全两个方面。首先，从国防安全方面来看，大多数西方国家主要生产高精尖的国防产品，并且将其作为战略物质，对我国采取禁运和限制措施。发展数控技术产业，提高机械加工水平，制造高精尖的国防产品，才能保证国防安全，其次，从社会安全方面来看，机械加工业能够提供众多的就业机会，数控技术的发展更能够改善人民生活质量，提高生活水平，维护社会稳定。
4.2发展策略的制定
数控技术的改革应该以我国的基本国情作为出发点，将提高我国机械加工水平和产业化水平作为目标，将市场需求作为发展导向，运用系统性的方法进行发展。在研究内容上，选用21世纪初的核心发展技术和支撑技术，实现机械加工业的跨越式发展。在装备研发上，要生产高精尖的装备，按照国家意志，解决国家的当务之急，强调技术的研发与用户的状况时刻紧密结合。在技术方面，要注重创新，自主研发具有独特性的产品和技术，实现数控业、装备制造业的可持续发展。
5.数控技术在机械加工中的重要性
随着科学技术的发展和经济水平的提高，计算机技术的发展和数控技术的运用，有效地促进了机械加工行业的发展。数控技术是高新技术发展的重要支柱。数控技术能够实现高新技术成果的产业化，将研发成果从理论转变为实际产品，为市场和高新技术之间建立了桥梁，促进国民经济的发展。除此之外，数控技术也是实现我国国防现代化的基础。数控技术能够使国防设备向先进化方向发展。传统的制造国防设备技术无法实现大规模的生产，而数控加工技术能够解决这一弊端，实现国防设备的高效批量化生产。数控技术不仅能提高国防设备的质量，更能增加国防装备的威力，改善性能。
结束语：
数控技术能够解决传统机械加工方法的弊端，在机械加工行业中得到广泛运用。数控技术具有高效性、准确性、智能性等特点，减少机械加工过程中的失误，能够促进机械加工行业的发展。同时，数控技术具有数字化功能，能够实时控制加工制造的过程，使机械加工设备更加规范化和系统化。
参考文献：
[1]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用.2011(12).
[2]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯.2011(26).
数控加工发展篇10
【关键词】数控技术；机械制造；发展；应用；创新
1.我国数控技术的发展现状与特点
1.1我国数控技术的发展现状
我国机械制造产业的发展规模日益壮大，机械制造与加工业的发展速度越来越快，机床产品对内销售的数量越来越大，生产剩余还要满足对外出口的需要。
现阶段数控技术的发展现状主要表现为：
第一，现阶段生产小型仪表机床与重型机床，另外还生产高精度的仪器与高自动化的机械产品，对机床的性能要求很高，一些机床生产质量已经达到了世界领先水准。
第二，当前生产的数控机床系统主要以pC机器为主要控制核心，其数控技术系统在硬件系统方面保持者较为领先的技术，软件系统的控制程度相应提升，增强了市场竞争动力。
第三，当前可以生产130多种数控机床，并且已经研制出了六轴五联动的数控机床一体化系统，其应用更加广泛，使用效果更好，国产的数控机床分辨度已经达到了0.001mm，达到了国际领先水准，其系统的安全性与稳定性也更好，由于采用了模块化设计更好地提高了电路板和数控技术的使用集成性，因此其使用的效率更高。我国机械化制造工业已经在世界范围内取得了巨大的成就，但是与世界先进水平相比差距还是很大的，比如高精度机床的一些寿命还不能保持，精度性能相比德国和韩国还有差距，特别是工艺与美观程度不如一些西方发达国家。
1.2数控技术的特点
数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。现在，数控技术也叫计算机数控技术。目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术，这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。数控加工技术不同于传统的加工技术，其主要特点为：
（1）能高质量地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工。
（2）能方便地改变加工工艺参数（如切削用量），因而利于换批加工和新产品的研制。
（3）可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度同时又减少了辅助时间。
（4）采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化程度和工具的管理水平。
（5）便于实现计算机辅助制造。随着计算机技术的发展和微处理器的采用，数控技术得到了飞速发展和广泛的应用。
2.数控技术在电站装备制造中的应用
2.1数控技术在电站装备制造中的应用
2.1.1机床选用的前提
①能否保证零件的技术要求，达到图纸要求的加工质量。
②能否有利于提高生产率。
③能否充分利用现有的设备，降低生产成本，最后进行综合分析。
2.1.2机床选用原则
①当零件不复杂，加工精度较低，生产批量较小时，宜选用普通机床。
②对于多品种、中小批量的零件，当零件复杂程度高时，宜选用数控机床。
③当零件批量很大时，最好选用专用机床。
④当零件批量较大，复杂程度较高时，宜选用数控专用机床。
针对电站机械设备的使用情况来看，电站的数控设备主要以提高电力供应稳定性和发电效率为主，针对机械的寿命和质量要求很高，现有的各种型号的机床缺乏一定的操作稳定性，数控机床的生产规模和质量与国际先进水准相差甚远。现阶段主要针对加强提高制造机械精度与质量方面提出新的要求，要求充分利用现有设备与资源的基础上，提高普通机床的使用稳定性，保证数控系统的精密性，达到投入少，易操作的要求，满足电站需求。
2.2数控技术在汽车工业中的应用
汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。如美国Ford汽车公司和ingersoll机床公司合作，经过多年的努力，研制成HVm800型卧式加工中心，同时采用高速电主轴和直线电机，主轴最高转速为24000r/min，工作台最大进给达7612m/min，即不到1s工作台可行程1m，瞬间完成一个工作行程。用这种高速加工中心组成的柔性生产线加工汽车发动机零件，其生产率与组合机床自动线相当，但建线投入要减少40%。由上面这个例子可以看出，数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
3.结束语
pC机进入数控领域，极大的促进了数控技术的发展，也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，我国研究和发展数控制造技术势在必行。
【参考文献】
[1]朱维章.对沈阳数控技术及产业发展的回顾与思考[J].辽宁经济职业技术学院学报，2005，（3）：5-6.
[2]盛伯浩.我国机械加工装备的现状与发展[J].机电新产品导报，2004，（11）：63-68.
[3]胡俊，王宇晗，吴祖育，等.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师，2000，（3）：5-7.