數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用研究

雷少梁

(湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 十堰 442000)

0 引言

隨著信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，有效改進(jìn)了機(jī)械加工技術(shù)，并且在汽車機(jī)械加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，不僅能夠提升汽車機(jī)械制造效率，還可以在汽車企業(yè)市場競爭中具備明顯的競爭優(yōu)勢。當(dāng)前數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械加工技術(shù)中的運(yùn)用，依然面臨一些技術(shù)方面的疑問，需要結(jié)合汽車機(jī)械加工現(xiàn)狀展開討論。

1 汽車機(jī)械加工領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)通過計算機(jī)程序控制機(jī)器，根據(jù)提前設(shè)定好的程序監(jiān)督機(jī)械零件加工環(huán)節(jié)?？偨Y(jié)數(shù)控技術(shù)特征表現(xiàn)在加工效率、靈活性這兩個方面[1]。對比以往采用的人工加工與機(jī)械加工形式，數(shù)控技術(shù)可以顯著提升機(jī)械加工效率。另外，因為數(shù)控技術(shù)是根據(jù)前期設(shè)定好的程序進(jìn)行操作，所以技術(shù)人員控制機(jī)械加工，一旦發(fā)現(xiàn)問題便會馬上調(diào)整程序，滿足汽車機(jī)械加工需求，由此也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性。

2 汽車機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用

2.1 汽車高精度機(jī)械加工

汽車機(jī)械加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，可以在高精度機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中得到使用?？紤]到汽車機(jī)械加工零部件剛度特征，材料方面以鋁合金和鈦合金為主，需要在采用高速切削技術(shù)時把控切削力，才能夠保證相關(guān)零部件加工質(zhì)量。通過規(guī)模鈦合金掏空這種方法進(jìn)行汽車機(jī)械加工生產(chǎn)比較常見，代替零部件連接所采用的螺絲釘，加強(qiáng)了裝備輕便性，不同裝備內(nèi)部零部件也更加穩(wěn)定且安全，強(qiáng)度與剛度得到提升。為了保證汽車機(jī)械加工的精準(zhǔn)度，采用數(shù)控技術(shù)對比傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床有顯著的提升，并且逐漸朝著高精準(zhǔn)度方向發(fā)展[2]。例如，結(jié)合生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，在汽車零部件的高精度機(jī)械加工過程中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，以往加工中心精度只在3～5 μm左右，采用數(shù)控技術(shù)之后可以提升至1～1.5 μm，數(shù)控設(shè)備MTBF數(shù)值大于8000 h，而隨動系統(tǒng)MTBF數(shù)值可以達(dá)到40 000 h。由此可見，數(shù)控技術(shù)在汽車高精度機(jī)械加工領(lǐng)域的優(yōu)勢，今后可以在高精度加工中加大數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用力度。

2.2 汽車復(fù)合機(jī)械加工與五軸聯(lián)動機(jī)械加工

汽車機(jī)械加工通過五軸聯(lián)動技術(shù)可以保證3D曲面零部件精準(zhǔn)度，采用切割達(dá)到最優(yōu)幾何角度與形狀。該加工技術(shù)在汽車機(jī)械加工光潔度方面有明顯的優(yōu)勢，也能夠提高切割效率。例如，根據(jù)加工生產(chǎn)實踐情況，將數(shù)控技術(shù)與五軸聯(lián)動機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合之后，企業(yè)車間在加工生產(chǎn)過程中車床效率不斷提升，期間還采用了立方氮化硼這種硬度較高的材料，展開高硬度鋼零件的快速銑削淬，獲得非常顯著的加工效果。但是全方面分析之后，認(rèn)為該項技術(shù)主機(jī)構(gòu)架與數(shù)控信息系統(tǒng)比較繁瑣，成本也相對較高，數(shù)控操作存在一定難度，需要在生產(chǎn)之前組織相關(guān)人員參與培訓(xùn)，才能夠滿足生產(chǎn)專業(yè)性要求[3]。

當(dāng)前汽車機(jī)械制造領(lǐng)域電動主軸的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，與主軸結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)要求相符且更加精簡，降低了機(jī)械加工難度，還可以節(jié)省成本，使得數(shù)控機(jī)械加工系統(tǒng)價格差異縮小。五面加工機(jī)床運(yùn)用多功能主軸，使六個垂直面任意角度加工均可以更加高效地完成，發(fā)揮數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢，五軸聯(lián)動加工與五面加工生產(chǎn)均可以在同一機(jī)床上展開。

3 汽車機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用建議

分析汽車機(jī)械加工技術(shù)中的數(shù)控技術(shù)運(yùn)用情況，得出數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，而技術(shù)本身在汽車機(jī)械加工生產(chǎn)工作中，也必須結(jié)合企業(yè)實際情況提出一些建議。下面按照汽車企業(yè)機(jī)械加工模式的創(chuàng)新要求，總結(jié)如下三點(diǎn)建議。

3.1 引進(jìn)新型汽車機(jī)械加工設(shè)備

汽車機(jī)械加工技術(shù)中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)必須要有性能、功能更為先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備，尤其是數(shù)控技術(shù)在汽車加工領(lǐng)域的普及，面對汽車機(jī)械加工多樣化要求，傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的改進(jìn)非常必要。需要通過數(shù)控技術(shù)提高汽車機(jī)械加工的效率，保證各個零部件加工精準(zhǔn)度。所以汽車制造企業(yè)要按照實際加工需求改進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)，將數(shù)控技術(shù)在各個加工環(huán)節(jié)滲透，有利于提高機(jī)械加工技術(shù)能力[4]。其中最為重要的是給予資金方面的支持，引進(jìn)種類豐富、性能完善的機(jī)械加工設(shè)備，使機(jī)械加工環(huán)節(jié)數(shù)控設(shè)備占比得到提升，替換生產(chǎn)耗能大的老舊設(shè)備。通過設(shè)備功能的改善，提升汽車機(jī)械加工水平。另外，汽車交通企業(yè)要對數(shù)控科研給予重視，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)和汽車機(jī)械加工的融合，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備性能，發(fā)揮出數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，改善機(jī)械加工設(shè)備性能，調(diào)整機(jī)械加工設(shè)備性能參數(shù)，避免加工環(huán)節(jié)的失誤，促進(jìn)我國汽車加工數(shù)字化、智能化發(fā)展。

3.2 加快實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)智能化

汽車制造企業(yè)對于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，要立足于實際生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，朝著智能化方向不斷前進(jìn)，并且實現(xiàn)汽車機(jī)械加工智能化這一目標(biāo)。針對數(shù)控技術(shù)與智能化的結(jié)合，面臨相對嚴(yán)格的機(jī)械加工要求，除了要提升汽車機(jī)械加工信息化能力外，還必須要全面取代人工操作，通過汽車編程與控制設(shè)備管理，機(jī)械加工環(huán)節(jié)不僅能夠節(jié)約人力資源，還可以杜絕人工操作可能導(dǎo)致的失誤，進(jìn)一步提高汽車機(jī)械加工的質(zhì)量。所以汽車加工企業(yè)創(chuàng)新傳統(tǒng)加工形式，運(yùn)用信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)搭建數(shù)控操作系統(tǒng)，使傳統(tǒng)汽車機(jī)械加工轉(zhuǎn)換為機(jī)械數(shù)控加工。作為技術(shù)人員能夠掌握數(shù)控技術(shù)的操作方法、大數(shù)據(jù)技術(shù)或者人工智能的應(yīng)用要點(diǎn)，設(shè)置數(shù)據(jù)之后準(zhǔn)確操控數(shù)控機(jī)床，保證材料加工效率以及質(zhì)量。

3.3 數(shù)控技術(shù)人員培訓(xùn)

汽車機(jī)械加工技術(shù)的操作，要想充分發(fā)揮出數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢，必須要有專業(yè)性強(qiáng)、經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員[4]。所以，汽車加工企業(yè)在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)時，要重點(diǎn)培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)技能人才，一方面引入數(shù)控技術(shù)，另一方面積極組織技術(shù)人員培訓(xùn)。并且增設(shè)數(shù)控技術(shù)內(nèi)容，幫助技術(shù)人員了解數(shù)控技術(shù)的操作方法與要領(lǐng)，提高數(shù)控技術(shù)操作能力，可以在汽車機(jī)械加工過程中有效應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，避免數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置失誤或者機(jī)械加工環(huán)節(jié)存在問題威脅到整體質(zhì)量。與此同時，企業(yè)可以聘請行業(yè)領(lǐng)域的專家作為數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)講師，設(shè)置實踐操作環(huán)節(jié)，將培訓(xùn)中掌握到的技能在實踐中操作與應(yīng)用，可以轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗，為今后參與汽車機(jī)械加工做好準(zhǔn)備。

4 汽車機(jī)械數(shù)控加工發(fā)展趨勢

汽車機(jī)械加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)是符合當(dāng)今社會發(fā)展必然性創(chuàng)新舉措，而且現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)具備開放性與柔性的特點(diǎn)，對于汽車加工企業(yè)而言，是提升機(jī)械加工水平的關(guān)鍵性技術(shù)手段。汽車機(jī)械加工環(huán)節(jié)運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，憑借該技術(shù)的柔性特征展開加工內(nèi)容與方向的模塊化設(shè)計管理，有利于提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的靈活性與效率，滿足汽車機(jī)械加工的多樣化需求，針對數(shù)控流程也可以協(xié)調(diào)管理。今后汽車機(jī)械加工必然會朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，而數(shù)控系統(tǒng)在相關(guān)技術(shù)的推動下也越來越完善，并且逐漸體現(xiàn)出開放性特征，有利于實現(xiàn)汽車機(jī)械加工資源共享。通過機(jī)械加工數(shù)據(jù)實時交互，使得技術(shù)人員、生產(chǎn)廠商等能夠建立密切的聯(lián)系，將客戶反饋的意見有選擇性的采納，可以加強(qiáng)汽車機(jī)械加工針對性，滿足市場對于汽車產(chǎn)品的需求。

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