李风娟

（莱芜钢铁集团莱芜矿业有限公司，山东 济南 271100）

传统铣床金属构件加工，整个生产流水线都需要人工的参与，在一定程度上降低了生产线的生产效率，同时人工参与的生产线在生产成本上也有所提升，同时生产线过程中的生产质量也不能得到保证，大大的影响了铣床金属构件加工的效率，而随着数字化技术的产生，数字化技术与传统铣床相结合，形成了现代数控铣床技术，整个生产流水线减少了人力的参与，在很大程度上节约了生产成本，同时各大企业加大对铣床金属行业加工的投入，在金属构件生产工艺上有了很大的进步，自动化的金属构件加工工艺，在行业生产中大幅度的提升了生产的效率。经过不断改进的生产工艺和数控铣床技术，数控铣床加工金属构件的工艺过程更加智能化和自动化[1]。产品的生产效率和生产质量都有了大幅度的提升，数控技术与传统铣床技术的结合，对金属构件加工业来说是非常重要的一个举措。

1 自动化数控铣床金属构件加工的特点

1.1 集成化

数控铣床的主要依托是通过计算机系统进行设备的控制与管理，利用信息技术，通过设定相应的加工工艺参数，从而更好的在整个生产流水线中进行金属构件的加工，数控铣床集成化特点较为明显[2]。数控铣床加工金属构件的过程更加简洁明了化，同时自动化程度也有所提升，融入计算机控制系统的数控铣床加工生产线，在生产安全性上也有所提升，利用设定好的加工工艺参数，可以更好的减少加工过程中的失误，同时集成化的数控铣床加工流程，能够减少技术人员的工作量，机械生产效率也有所提升。并且在整个生产加工线中，通过不断优化改进生产工艺参数，可以减少生产中的资源浪费，从而更好地减少数控铣床生产过程中的成本。

1.2 精细化

传统的铣床金属构件加工过程中，由于人为的参与，不可避免的造成了金属构件品质的差异，也有可能造成构件尺寸大小的不一，人工操作的误差率较高。而融入了数字技术的现代铣床技术，在金属构件加工，品质上也有所提升，同时也能避免金属构件在尺寸大小方面的误差性。通过设定精确的加工工艺参数，可以实现程序化的金属构件加工，对于有明确要求的金属构件类型，也可以通过调整工艺参数的设计，从而达到要求。在特殊的生产工艺中，自动化的生产工艺还可以通过参数的设定，达到特殊工艺产品的要求[3-6]。

1.3 技术性

传统的铣床金属构件加工工艺的操作模式比较简单，且功能性也比较单一，需要完成复杂的金属构件加工，还需要多个铣床结合加工。数控铣床不仅能满足多元化的金属零件加共需求，还能满足各式的零件加工路径和工艺，利用信息化技术和计算机控制系统，可以设定金属构件加工参数的程序，综合多种加工工艺满足不同加工需求的零件加工，数控铣床由数控中心的计算机系统进行参数的设定，完成加工程序编写，然后再下传指令，进行金属零件的加工，减少了铣床的数量。数控铣床在加工过程中通过自动化技术控制，可以减少人为的参与，在生产技术性上有了一定的提升。

1.4 敏捷性

传统的数控铣床对金属构件的加工，受技术类型的限制，可操作的特点比较单一，对于具有曲面或者弧度的金属构件，传统的数控铣床便无法满足该类型金属构件的加工。而实现自动化的数控铣床，可以再进行金属构件加工的时候，根据金属构件的尺寸以及大小，进行相应的参数设计，同时对于有弧度或者曲面的金属构件包容性也较强，对于加工单种类型的金属构件具有敏捷性，而自动化的数控铣床在加工金属构件时，对于不同材质的金属构件也拥有相应的包容性，并不会因为材质的不同而影响金属构件的加工质量，同时也不会降低金属构件加工的数量。

2 数控铣床金属构件加工工艺应用

自动化数控铣床的发展不仅能够带动金属加工业的发展，对于促进自动化数控铣床行业相关的经济也有重要的作用。同时还能够大幅度的提升金属加工工艺的效率，同时对于金属构件产品的质量也有推进作用[4]。与传统的数控铣床相比较，自动化的数控铣床，能够使用的加工工艺也比较多元化，在操作工序上也有了一定的进步，灵活性也有所提升。从加工作业的角度看，自动化数控铣床可以灵活的利用钻、铰等方式加强对金属构件曲面的处理，同时还可以实现金属构件轮廓的处理。对于零件加工的精密性来说，自动化的数控铣床，能够更符合其加工的要求。

2.1 金属零件的平面加工

金属铣床用于金属零件的平面加工，这种操作方式比较简单，加工过程方便，精度控制好，加工效率高。采用数控铣床技术加工的金属零件在产品性能上更接近产品本身的需求，能有效满足市场需求。金属零件的平面加工技术主要以零件的水平和垂直水平加工为基础，可以代表一个水平面和一定的加工角度。成品零件的质量需要从零件本身出发，包括零件的参数要求等，根据零件的相关性能指标要求选择合适的刀具和工艺等。例如，在扁平包加工中，刀体结构的加工性能较高，在这种情况下，选择无孔刀片可以有效增加排屑空间，提高切削加工性能。可以保证和降低金属零件的表面加工平整度、加工过程中截面中的应力[7]。立式加工有利于工件的立式铣削，刀片可以通过将刀片固定在垂直槽中进行分度，从而实现大进给和多次走刀。将金属零件的平面加工到一定角度时，需要根据实际角度要求调整铣刀的角度，加工到更合适的角度。数控铣床对金属零件进行端面加工时，刀体的振动幅度根据所选的主倾角不同而不同，因此为保证铣削加工精度，必须按照标准合理设置铣削角度，真正需要最大限度地提高刀具本体的抗冲击能力。

2.2 金属零件的曲面处理

对于复杂形态的零件，例如叶片螺旋桨类型的金属零件，通常需要进行多坐标的联合加工，也就是说需利用数控中心或者数控铣床进行处理，对于具有开放边界的车辙，球头工具通常用于在数控铣床上进行“切线”加工。数控中心的信息技术控制中心，会在金属零件加工过程中收集数据和信息，并对数据和信息进行实时处理，进一步分析程序参数以及金属零件的加工参数，综合对零件加工进行控制，从而达到零件所需要的标准[8]。金属零件在加工过程中，金属零件的加工路径参数均上传到数控中心，由数控中心进行机床的参数调整，设定刀具的运行路径，不同的金属零件的刀具运行路径不同，但每一个表面的所设定的运行路径实际上与直线相同，根据每个金属零件的加工要求，参数也有一定的变化，根据数控中心计算中心，通过需求算出刀具的加工次数，同时控制刀具的运行方向，并以此来保证金属零件加工的质量，同时确定刀具的刀量。金属零件在加工过程中，可以将金属零件以4个面的方式进行加工处理，以此来保证金属零件的加工质量。水平面过渡加工过程中，随着过渡逐渐完成，金属零件表面的弧度逐渐缩小，也就是说刀具与表面的角度也在逐渐减小，在这个过程中，道具的铣削角度是满足金属零件曲面加工需求的，能够在金属表面铣削出一个光滑的表面。

2.3 金属零件的三维表面处理

在三维加工中，CNC铣床的X、Y、Z加工轴可以同时操作金属零件，但各轴的操作方式由单独的程序控制，在单独程序控制下，数控铣床的刀具可以实现金属零件的三维立体铣削。因为数控铣床可以进行多轴联合作业，所以金属零件三维立体加工时，可以利用数控铣床根据金属零件的表面形状，以及金属零件的精度要求，选择合适的加工刀具，在数控中心设定金属零件所需要的空间坐标，完成金属零件的三维加工。由于轴坐标都是独立系统进行控制的，所以可以进行两轴半坐标联动加工，例如，在2坐标联动的3坐标切线法中，3轴中的任意2轴可以进行关联插补，第三轴独立循环通过输入工具。使用低切法时，分度原则为第三轴，刀头之间必须保持安全轨迹，并取决于表面轮廓的粗糙度[9-11]。球体一般采用头铣床，刀头半径保证表面曲率半径最小，选择尽可能大，有利于散热要求。数控铣床联动加工的好处是，在加工过程中可以根据加工情况设定加工程序参数，只要调整参数就可以实现下一个曲面或平面的加工，衔接性强，能满足金属零件的高精度要求。

3 金属零件加工工艺数控铣床分析

众所周知，将机床自动化控制技术应用到数控铣床金属零件的加工中，将对行业的创新发展、提高技术水平、改进工艺流程产生重大影响。金属零件在利用数控铣床加工过程中展现出了不同的加工特性和对铣床的需求，利用数控中心的信息系统，强化对数控铣床加工零件过程中的管理，通过有限元算法的不停复刻和模拟计算[12]，分析在金属零件加工过程中的数据情况，并根据收集得到的数据信息，分析金属零件加工的参数需求，确定最佳的加工参数和工艺路径，并选择合适的数控铣床，对于数控铣床的机身也进行数据分析，从而发挥有限元计算的作用。严格控制数控铣床的加工工艺过程和本体工艺设计，可以降低在金属零件加工过程中的加工误差，合理范围内的误差是被允许的。

另外，铣床机身的安装过程非常简单，冲力是一个节点，如果冲力小于200KN，只需要调整螺丝使其直接接地即可，此时的数控铣床就可以满足金属零件的高精度加工要求。反之，如果冲孔力大于200KN，则将次零件预埋在基础中，然后将数控铣床和次零件连接到基础上，以确保整体稳定性，可以避免由于稳定性问题造成的加工进程降低，整个零件在加工过程中可以稳定持续的实现铣削，从而保证金属零件的加工进度。采用机器制造自动化技术，建立和完善管理计划，改进工艺流程，可以实现数控机床金属零件自动化加工。此外，通过借助微处理器技术、传感器技术、新型仪表技术等[13]，可以实现数控铣床结构的创新发展，大幅度的提升数控铣床的生产效率和金属零件加工的精度，全方位的提升数控铣床的构造完成度，能够更加符合当前社会金属零件加工需求。

4 数控铣床金属零件在机器自动化和模具安装方面的加工技能提升策略

4.1 增加铣刀的预处理应用

在使用数控铣床加工金属零件的过程中，需要增加铣刀预处理的应用，可以从以下几个方面入手：首先，当待加工金属零件的质量得到提高时，可以实现合金钢零件的加工，由于合金钢硬度高，使用普通刀具不仅不能满足加工要求，还会造成加工刀具的损坏。因此，在一定的加工过程中，需要做好半成品的加工，结合加工产品的相关工序，使金属零件进行预处理，确保铣刀加工次数的合理数量，然后进行加工，以达到和完成加工目的。其次，用上述方法加工金属零件的过程必须与实际加工相结合，针对这种情况，对加工工艺和加工产品进行科学检测，积极改进和完善加工工艺过程中，调整工艺阐述，达到延长数控铣床刀具使用寿命的目的。

4.2 检查使用铣床轮廓清理方法的合理性

在科学使用数控铣床加工金属零件的过程中，要保证铣床轮廓清理方法的合理性，可以从两个方面入手：首先，由于根部清理要求的精度很高，在实际处理过程中，初始加工操作首先通过粗加工完成。在这个环节进行预处理必须小心，因为在操作过程中角度很容易磨损或损坏工具。结合被加工金属零件的材质硬度，与刀具材质的硬度，预防刀具或金属零件的结构破坏。

4.3 数控铣床加工金属零件专用模具的安装

数控铣床在作业过程中，由数控机床和不同类型的零件加工模具组成，不同类型的金属零件在加工过程中，需要利用不同的加工模具，在进行模具安装的过程中，需要将模具与数控铣床形成一个整体，在需要使用的时候，安装零部件模具，就可以进行不同类型零件的加工，因此，数控铣床的模具安装要求较高，不同的类型安装在不同的位置，高度以及宽度都需要进行不同的调整。很多企业在进行数控铣床模具零件安装的时候，一定要注意安装程序和技术，无论是法兰、还是兰台，都需要进行精细化的处理。例如在调整特殊模具高度的时候，可以选择通过加垫片的方式进行高度的调整，特殊高度需要特殊的垫片，数控铣床想要实现自动化的发展，就需要进一步的安全模具安装的内容，减少模具的零部件数量，还需要不断的进行数量的调整，从而提升模具安装的自动化程度，从时间成本来说，改变部分模具，可减少更换机床的时间，从而节约成本。首先是机床自动化控制技术的实用性，在金属零件的设计阶段，需要综合全方位的进行考虑，分析数控铣床自动化控制技术的实际应用程度，选择合适的加工模具，最终实现数控铣床金属零件是的自动化加工。高效率、高质量的模具安装工作凸显了机器自动化控制技术的经济效益。其次，从金属零件产品加工的角度来看，整个生产过程必须消耗大量的能源。减少工序，可以促进金属零件加工过程中的资源消耗综合成本得到合理控制。

5 总结

综上所述，自动化的数控铣床金属构件加工过程中可以满足集成化、精细化、技术性、敏捷性等要求，实现金属构件加工过程中的自动化展开，同时还可以实现金属构件的平面加工、曲面加工、立体曲面加工能多种自动化操作，强化自动化技术在数控铣床中的应用程度，可以更好的推动金属构建加工工艺的优化，提升金属构架加工效率，推动行业发展。