数控机床的应用范围

不同类型的数控机床有着不同的用途，在选用数控机床之前应对其类型、规格、性能、

特点、用途和应用范围有所了解，才能选择最适合加工零件的数控机床。根据数控加工的

特点和国内外大量应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件。

#多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。

$形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件。

%在普通机床加工时，需要昂贵的工装设备（" 具、夹具和模具）的零件。

&具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件。

!必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。

"价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。

’需要最短生产周期的急需零件。

一、数控加工的特点及应用范围

1．数控加工过的特点

（1）加工精度高：数控机床是高度综合化的机电一体化产品。它由精密机械和自动化控制系统组成。所以，机床的传动系统与机床的结构都有很高的刚度和热稳定性。再设计传动结构时采取了减少误差的措施，并由数控装置进行补偿，所以数控机床有较高的加工精度。数控机床加工零件，不受零件复杂程度的限制，这一点是普通机床无法与之相比的。由于数控机床是按所编程序自动进行加工的，消除了操作者的人为误差，提高了同批零件加工尺寸的一致性，使加工质量稳定，产品合格率高。对于需多道工序完成的零件，一次装夹能进行多道工序的连续加工，减少了装夹误差，是零件加工精度提高。

（2）加工生产率高：数控机床有良好的刚度，可以进行强力切削，而且空行程可采用快速进给，节省了机动和空行程的时间。数控机床进给量和主轴转速范围都较大，可以选择最合理的切削用量。在数控机床上加工零件，对夹具要求低，机床不需要进行复杂的调整，数控机床有较高的重复定位精度，大大地缩短了生产准备周期，节省了测量和检测时间。所以，数控机床比一般普通机床的生产率要高的多。如果采用加工中心，实现自动换刀，利用转台自动换位，使一台机床上实现多道工序加工，缩短半成品周期时间，生产效率的提高尤为明显。

（3）对加工对象的适应性强：数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序。当加工对象改变时，除了相应更换刀具和解决工件装夹方式外，只要重新编写并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对机床做任何复杂调整，这样缩短了生产准备周期，给新产品的研制开发以及产品的改进、改型提供了捷径。

（4）减轻劳动强度、改善劳动条件：利用数控机床进行加工，首先，按图纸要求编制加工程序，然后输入程序，调试程序，装夹零件进行加工，观察监视加工过程并装卸零件。除此外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，劳动条件也为此得到相应改善。

（5）良好的经济效益：在数控机床上改变加工对象时，只需重新编写加工程序，不需要更新机床、工具、夹具和模具，节省了大量工艺装备费用。又由于加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本下降，生产率又较高，所以能够获得良好的经济效益。

（6）易于建立计算机通信网络：由于数控机床是使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联接，形成计算机辅助设计和制造与数控机床紧密结合的一体化系统。

（7）有利于生产管理的现代化：利用数控机床加工，能准确地计算零件的加工工时，并有效的简化检验、工夹具和半成品的管理工作，易于构成柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）。

虽然数控机床有上述优点，但初期投资大，维修费用高，要求管理及操作人员的素质也较高，因此，应合理地选择及使用数控机床，提高企业经济效益和竞争力。

2．数控机床的应用范围

数控机床是一种高度自动化的机床，有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床的应用范围在不断扩大，但数控机床是一种高度机电一体化产品，技术含量高，成本高，使用维修都有一定难度，若从最经济的方面出发，数控机床是用于加工：

1）多品种小批量零件。

2）结构较复杂，精度要求较高的零件。

3）需要频繁改型的零件。

4）价格昂贵，不允许报废的关键零件。

5）需要最小生产周期的紧急零件。

CNC加工中心技术应用

CNC加工中心技术的发展相当迅速，这大大提高了模具加工的生产率，其中运算速度更快捷的CPU是CNC加工中心技术发展的核心。CPU的改进不仅仅是运算速度的提高，而且速度本身也涉及到了其它方面CNC加工中心技术的改进。正因为近几年CNC加工中心技术发生了如此大的变化，才值得我们对当前CNC加工中心技术在模具制造业的应用情况作一个综述。

程序块处理时间及其它由于CPU处理速度的提高，以及CNC加工中心制造商将高速度CPU应用到高度集成化的CNC加工中心系统中， CNC加工中心的性能有了显著的改善。反应更快、更灵敏的系统实现的不仅仅是更高的程序处理速度。事实上，一个能够以相当高的速度处理零件加工程序的系统在运行过程中也有可能象一个低速处理系统，因为即使是功能完备的CNC加工中心系统也存在着一些潜在的问题，这些问题有可能成为限制加工速度的瓶颈。

目前大多数模具厂都意识到高速加工需要的不仅仅是较短的加工程序处理时间。在很多方面，这种情况和赛车的驾驶很相似。速度最快的赛车就一定能赢得比赛吗？即使是一个偶尔才观看车赛的观众都知道除速度以外，还有许多因素影响着比赛的结果。

首先，车手对于赛道的了解程度很重要：他必须知道何处有急转弯，以便能恰如其分地减速，从而安全高效地通过弯道。在采用高进给速度加工模具的过程中，CNC加工中心中的待加工轨迹监控技术可预先获取锐曲线出现的信息，这一功能起着同样的作用。

同样的，车手对其他车手动作以及不可确定因素的反应灵敏程度与CNC加工中心中的伺服反馈的次数类似。CNC加工中心中伺服反馈主要包括位置反馈、速度反馈和电流反馈。

当车手驾车绕赛道行驶时，动作的连贯性，能否熟练地刹车、加速等对车手的临场表现有着非常重要的影响。同样地，CNC加工中心系统的钟形加速/减速和待加工轨迹监控功能利用缓慢加速/减速来代替突然变速，以保证机床的平稳加速。

除此以外，赛车和CNC加工中心系统还有其它相似的地方。赛车发动机的功率类似于CNC加工中心的驱动装置和电机，赛车的重量可以和机床中运动构件的重量相提并论，赛车的刚度和强度则类似于机床的强度和刚度。CNC加工中心修正特定路径误差的能力与车手具备的将赛车控制在车道内的能力极其相似。

另一个与目前CNC加工中心相似的情况是，那些速度不是最快的赛车往往需要技术全面的车手。过去只有高档的CNC加工中心才能在高速切削的同时保证较高的加工精度。如今，中、低档的CNC加工中心所具备的功能也有可能令人满意地完成工作。虽然高档CNC加工中心具备目前所能获得的最佳性能，但也存在着这种可能，即你所使用的低档CNC加工中心具有与同类产品中高档CNC加工中心一样的加工特性。过去，限制模具加工最高进给速度的因素是CNC加工中心，今天则是机床的机械结构。在机床已处于性能极限的情况下，更好的CNC加工中心也不会使性能再提高。