高速加工理论在普通数控机床上的实践运用
摘 要：近年来我国机械加工行业得到了飞速的发展，对零件的加工也已呈现出快速高精度的趋势。高速加工相比传统普通数据加工更具优势，尤其表现在切削速率和提高加工的质量方面。对此，应对高速加工理论方法重新进行归纳总结，找出能通过智能控制的方法，进而提高切削速率，从而使高速加工理论在普通数控机床上得到广泛应用。
关键词：高速加工；理论；数控机床；实践应用
高精度发展的特点是利用最先进的机械技术，把迅速发展的电子技术和计算机技术与传统加工技术相结合实现机电一体化，而高精度加工是从20世纪60年代逐渐发展至现在，它有别于传统加工法，所以为提高更快速更高效率的加工，需要工作者们具备良好的专业素养和完整的加工理论，在数控系统方面做出巨大的创新。
1、提高数控机床高精度的关键
如何才能实现数控机床的高精度化的要求，主要方法是控制好机床的机械结构，还要有与之相协调的辅助系统，如排屑和冷却等系统，这些辅助系统绝不是各自工作，彼此应相互协调，相互联系，一个机械技术的进步标志不仅仅是单个系统的改进和革新，而是所有与此相关系统的全面创新。
1.1对微处理器进行提速
提高数控系统的高精度化，关键的一点是能让计算机能读出加工的数据，根据加工的指令精确算出电机位移量，之后，电动机就会做出相关响应，随着DSP技术的逐渐成熟，使数据具有极强的吞吐能力成为可能，这也就使得指令周期得到大大的缩短，提高了效率，对大数据的采集和分析起到了很好的辅助作用。另外，在数控加工中，常常要达到亚微米级的精度要求，这就是所谓的高精密，为此，必须引入极其科学而又先进的控制算法，才能让高精密加工达到毫米级的程度。
1.2加强主轴的转速，提高加工效率
数控机床要想达到高速切削的要求，必须有极高速的转速相匹配，可以加大输出的功率，以便满足主轴高转速的要求，另一方面，转速的提高还能让零件表面的光洁度增加，进一步避免了再二次抛光的步骤，加工中常常会受到温升热的影响，温升热是会影响材料的变形的，如果把加工中产生的热量，随切削屑排除，便可提高零件的加工质量，提高转速主要表现在以下几个方面；
（1）提速的关键主要是减少功率损耗，避免误差。选用高速电主轴可以满足这一要求，它可以达到零传动，选择好主轴的支撑即涉及润滑，冷却等条件，实际工程上常常用静液轴承，磁浮轴承等，其中应用最广泛的是磁浮轴承，它有着转速高，寿命长，方便快捷易操作等特点，已经越来越受到各国设计者争先开发的新领域。
（2）工作台常常受到惯性的影响，众所周知，质量越打惯性就越大，惯性大就会增加a控制工作台的难度，使用轻质高强的材料，适当地减少重量，会大幅度提高加工效率。
（3）提高主轴转速的另一直接方法，就是改变传统的间接式传动模式，取而代之的是采用先进的直接直线式传动模式，因为直线式传动模式的加速度很大，节省了等待时间，采用直接直线电机的驱动方式能有效避免传统间接直线式中由于扭转刚度低造成系统整体刚度差的特点。另外，它还筒化了机床的结构，有效避免了由于弹性变形和磨损等情况带来的运动误差。同时，直接直线式电机还又很多的确定，首先价格方面较其他传动模式昂贵，防尘方面也有极高的要求。
1.3运用先进的刀具技术
为适应高速的主轴，必须应用先进的刀具技术，现如今的刀具技术已经有了很大的突破，已足以满足高速切屑的要求，其中聚晶金刚石的材料应用最为广泛，其中刀柄是关键，德国研制的HSK刀柄，能有效避免离心力作用引起的扩张，它增强了刀柄的刚度，提高了定位精度，为高速旋转的主轴，提供了有力的保障。
2、通过对计算机软件的创新改变系统
2.1用补偿技术
电动机和主轴等构件工作时无可避免的是会伴随着热量的输出，产生的热量很容易使材料变形，传统的做法是间隙补偿或者使用具有隔热性能的材料，在硬件方面也会采用增加冷却装置的方式降温，虽然效果不错，但是制作成本却大大增加，时间也过于漫长，于是可采取软件的热补偿技术，通过软件进行误差模型的建立，分析理论数据，实现对热量的有效减少。
2.2前馈控制
轮廓的精度已越来越受到评判复杂型零件的标准，，而CNC系统的运动轨迹是相互协调的，轮廓的精准度主要是参考动态的参数是否相互匹配，这归结于两个方面，一方面是控制机床的进给轴位置，为提高伺服轴的灵动特性，必须要有极为先进的控制补偿，对轮廓的细微之处才会有明显的改善，另一方面，如若使二轴的运动更加协调，便能减小系统误差，可以直接从改善机床的轮廓入手，即耦台轮廓法，这种补偿方法，是对附加信息的补偿，这样的补偿对提高加工精度来说具有显著效果。
2.3加入能够自适应的技术
所谓自适应技术，就是一种具备，精度高而又能创造高效益的系统，现有的CNC系统，通过事先编号的程序进行工作，但是具有随机性，对刀具情况等难以估量，而AC系统主要应用于航空部门，因为他呢过保证质量，始终处于切削最佳状态。
3、总结
为适应模具和相关产业的快速发展，高速的加工理论若能在普通的数控机床上灵活的运用起来，势必会节约时间，提高生产力，对加工零件的高精度方面更是有了巨大的创新，对主轴转速提速，各个系统多方面协调，进而提高切削效率，使数控机床产生更多的效益。
参考文献：
[1] 张云洲，张明亮.交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制[J].制造技术与机床,2012,22(1):10-12.
[2] 范光照.工具机热误有效期补偿技术[J]机械月刊,2013,3(1):90-92.
[3] 范大鹏，尹自强.直线电机在精密加工中的应用[J]制造技术与机床,2014,4(1):33-35.
[4] 方伟.一种轴类零件的自动化加工新方法[DB].https://www.kj009.net/paper/pp18223.html.
