浅谈高速数控机床在机械加工中的应用分析

摘要：现代制造行业中数控机床的应用取代了传统机械设备，使得制造行业在技术上有了极大的进步，使得生产效率和生产质量得到提高。本文首先对高速数控机床的原理进行介绍，对数控机床机械加工技术特点进行分析，对高速数控机床在机械加工中的应用进行研究。

关键词：高速数控机床;机械加工;制造;应用

引言

随着社会经济的迅速发展，机械制造行业也取得较大进步。高速数控机床作为工业领域的一种新技术，具有快速生产、高效、准确等特点，从而在诸多领域得到广泛应用，甚至有逐渐取代常规机械加工的趋势，成为机械制造生产的主流技术。高速化、高精度、智能化、集成化以及开放化是现阶段数控机床的重要发展方向，高速数控机床的主轴大功率、高转速等可以满足数控机床的发展要求，本文对有关高速数控机床在机械加工中的应用进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。

1.高速数控机床结构及原理

高速数控机床主要包括高速主轴系统、直线电动机高速进给系统、高刚度的支撑部件、快速响应的高速高性能数控系统、高效的冷却系统、新型的高速道具和机床的接口技术以及实时监控系统等。其中，高速主轴系统包括电主轴和轴承，轴承分为接触式陶瓷球轴承和非接触式轴承，主要起到尽可能扩大主轴恒功率工作范围及高精度控制的目的;直线电动机高速进给系统和常规进给系统相比较而言，具有高速型和高精度，最大进给速度可以达到120-250m/min，加速度能够达到2-10g，定位精度可以达到0.1-0.01um;支撑部件需要较高的刚度是由于在高速切削时会给机床的支撑部件，包括床身、立柱等，施加很大的压力;CNC数控系统具有较快的数据处理速度，确保完成高速插补、快速处理、控制精度。

高速数控机床的工作原理，先是按照被加工零件图纸，使用规定代码进行加工程序的编制，之后把数控程序输入到相关装置，对高速数控机床主运动进行控制，包括进给系统的运动方向、位移、速度、刀具的选择、工件的相关操作等，让刀具和工件可以严格地根据制定好的加工程序高速度、高精度地完成产品加工。

2.高速数控机床加工的技术特点

2.1生产效率高

高速数控技术是一种多学科综合技术，在具体运用中涉及到机械学、计算机科学、控制学、电子学等多门技术。现阶段，人们对于机械加工的速度和精度的要求在提高，高速数控机床技术应了人们对于高质、高效、高速的生产需求，在一定程度上实现了生产自动化，降低了操作者的工作强度，使得生产效率大大提高。

2.2高速化、高精度化、高可靠性

高速数控机床技术的高速化主要是指在进给速度和主轴转速上有所提高，也就是主轴速度必须超过36000rpm，驱动电动机功率大于14kw，甚至一些机床主轴转速可以达到每分钟60000rpm;高速数控机床技术的高精度是从微米级到亚微米级，甚至是纳米级;高速数控机床技术的高可靠性是指在稳定可靠方面要做的更好，数控系统的稳定可靠性要大于设备的可靠性，然而也并非越大越好，需要受到性能价格比的限制。

2.3智能化

高速数控机床技术的智能化涉及到高速数控系统的各个方面，一方面是为了达到加工效率与质量的智能化，为了促进驱动系能及使用便捷等智能化;另一方面，编程、操作、人机界面、智能诊断、实时监控、维修等方面的智能化。

2.4柔性化、集成化

高速数控机床技术的柔性化是其重要发展趋势，从点、线、面、体的方向发展。具体而言，点是指数控单机、加工中心以及数控复合加工机床;线是指FMC、FMS、FML、FTL等;面是指工段车间独立制造岛;体是指CIMS和分布式网络集成制造系统。

2.5经济效益高

高速数控机床技术注重生产应用和经济效益，应用高速数控机床加工，实现了常规数控机床难以解决的复杂、精密零件加工需求，在对零件进行快速加工的同时，确保产品的质量及品种，从而使得企业获取一定的经济效益。除此之外，企业运用高速数控机床，实现了智能化和自动化操纵，降低了人为误差带来的损失，从而使得产品更加物美价廉，企业的经济效益提高。

3.高速数控机床在机械加工中的应用

3.1控制金属切削机床

上文中提到，高速数控机床技术是一门集成了机械学、计算机科学、光电科学等于一体，具有高精度、高质量、高效率的数控加工技术，它把加工质量、加工精度、材料性能等诸多参数指标，按照加工工位、技术要求，将其挨个分解，所以数控系统具有稳定可靠的性能，符合金属切削的技术要求。

3.2适合高速数控机床小批量加工的零件

随着高速数控机床制造成本的逐步下降，可以大大缩短程序的调试时间以及工装的准备时间，这也是促进效益提高的一种重要方法。现阶段，机械加工技术的发展，使得小批量生产型企业选择高速数控装备成为趋势。积极引进高速数控机床，使得小批量生产型企业的规模化生产将给企业带来更大的发展后劲。

3.3自动生产线技术应用

数控机床的使用不仅仅简单的使用设备，是一相继属性很强的应用工程。在机床产品，特别是高速数控机床，自动化技术和产品几乎作用于从控制机构、执行机构到测量和反馈机构的各个部分。关键零件的多数加工工艺突破了常规机加工理念，高速专用数控机床突破了常规结构设计形式。

3.4高速加工应用实例

①高速数控机床加工模具电机，比如加工铜、石墨等模具，需要较高精度的电极，而且表面质量要好，尤其是对于加工薄壁、形状复杂的产品，要求精度要高、变形不能过大，尽可能的减小表面损伤。②取代EDM高速加工模具，取消了模具抛光等工艺，取代80%的电火花机床加工，减小加工周期，降低加工和生产成本。

4.结语

总而言之，在机械制造工业中高速数控技术已经是提高生产效率和经济效益的重要技术应用，在具体应用中要对高速数控机床相关原理、结构、特点有足够的了解才可以达到更好的应用和管理，协调各个生产阶段，使其发挥出真正的高速高效。

参考文献：

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