数控机床的加工特点分析

数控机床从诞生到发展，其应用范围也在不断地扩大。总的来说，数控机床最适用于小批量、多品种复杂零件的加工，而且其精度也高，是一种灵活高效的自动化机床。概括起来，数控机床加工有以下几方面的优点。

1.适应性强

适应性是指数控机床对不同加工工件的适应能力，即所谓的柔性。对于不同的加工零件，加工时只需重新编制相应的零件加工程序就能实现对新的零件的加工，必要时对工件的装夹和刀具进行适当的调整，而不必改变机床本身，且生产过程是自动完成的，这就为单件、小批量的复杂结构零件的生产以及试制新产品提供了极大的便利。适应性强是数控机床突出的优点，也是数控机床得以迅速发展的重要原因。

2.精度高，质量稳定

数控机床是按零件加工程序进行自动加工的，正常情况下，工作过程中人工干预很少。这就减少了操作者人为产生的误差，尤其提高了同一批零件生产的一致性，提高了产品合格率，有利于加工质量稳定。

在设计制造数控机床的过程中，由于采取了许多措施，数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，加上数控机床自带的检测反馈装置能够进行一定程度的自动补偿，从而使其精度更高。

3.可加工形状复杂的零件

数控机床从一开始就是为了应对形状复杂的零件的加工而产生的。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想，后经过进一步研究，于1952年成功试制第一台三坐标立式数控铣床。后来，它对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的发展起到了重要作用。

普通机床难以实现或无法实现的轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，特别适合复杂异形零件的加工。

4.生产效率高

零件加工所需的时间主要包括切削时间和辅助时间两部分。由于数控机床主轴的转速（几十～数千r/min或更高）和进给量（0～几m/min）的变化范围比普通机床都大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量，这就提高了数控机床的切削效率，节约了切削时间。数控机床的移动部件空行程运动速度快，工件装夹调整时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大大减少。

更换被加工零件时数控机床几乎不需要重新调整，节省了零件安装调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只作首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间，生产效率一般提高3～5倍。在加工中心机床上加工时，一台机床就可以实现多道工序的连续加工，可提高生产效率5～10倍。

5.良好的经济效益

虽然单台数控机床的价格较高，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高，但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。数控机床加工零件一般使用通用夹具，节省了工艺装备费用；数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降；数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此，使用数控机床可获得良好的经济效益，特别对于那些高附加值的复杂零件，普通机床几乎无法加工，数控机床的效益尤为显著。

6.有利于生产管理的现代化

数控机床使用数字信号与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，它是计算机辅助设计与制造以及管理一体化的基础。由于数控机床的高自动化，它一方面减轻了劳动强度，改善了劳动条件；另一方面，它更是机械加工业车间自动化和工厂综合自动化的基础（即FMS——柔性制造系统和无人化工厂）。

值得强调的是，数控机床特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频繁、生产周期要求短的场合。根据数控加工的优缺点及国内外大量的应用实践，一般可按适用程度将零件分为三类：(www.xing528.com)

（1）最适用类

① 形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工或虽然能加工，但很难保证产品质量的零件。

② 用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。

③ 有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件。

④ 必须在依次装夹中合并完成铣、镗、铰或加工螺纹等多工序的零件。

（2）较适用类

① 在通用机床上加工时，极易受人为因素（如情绪波动、体力强弱、技术水平高低等）干扰，零件价值又高，一旦质量失控会造成重大经济损失的零件。

② 在通用机床上加工时，必须制造复杂的专用工装的零件。

③ 需要多次更改设计后才能定型的零件。

④ 在通用机床上加工时，需要作长时间调整的零件。

⑤ 用通用机床加工时，生产效率很低或体力劳动强度很大的零件。

（3）不适用类

① 生产批量大的零件。

② 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。

③ 加工余量不稳定，且不能依靠在线检测系统自动调整零件坐标位置的零件。

④ 必须用特定的工艺装备协调加工的零件。