数控加工技术在机械加工制造中的应用

引言：截至目前，制造业已取得一定发展成果，但其要求已不局限于精度层面，还有效率、柔性方面的要求。传统加工方法已难以满足当前日益复杂的加工需求，当前机械加工制造领域的核心支撑技术，在航空航天、汽车制造、模具制造等对零件精度要求高、需兼顾大规模生产效率的制造行业中发挥着关键作用。加强对数控加工技术应用的研究和高效运用对策的研究，对于制造业的转型升级、提升制造业的竞争力具有重要意义。

一、数控加工技术在机械加工制造中的具体应用

（一）航空航天领域：复杂精密零件加工的关键技术需求

航空航天对零件精度、可靠性、轻量化要求非常高，诸多零件采用难加工材料，如钛合金、高温合金，零件形状大部分都是比较复杂的曲面零件，像发动机叶片、机匣、薄壁件，传统的加工技术很难完成，数控加工凭借五轴联动等核心技术优势，已成为航空航天领域复杂精密零件加工的核心手段。

诸如航空发动机涡轮叶片此类部件，其型面复杂。同时，对气动性能的要求特别高，加工精度要保持在 0.01mm 以内，借助五轴联动数控加工中心和CAD/CAM 系统生成出来的刀具路径，可以做到一次装夹可以加工好几个面，既免除了多次装夹所导致的误差累积，也借助实时刀具补偿功能解决了材料切削时候出现的变形情况。某航空制造公司运用五轴数控加工技术之后，涡轮叶片加工合格率从之前的 65% 提高到了现在的 92% ，生产周期则被缩减了 40% ，制造成本明显下降。数控加工技术在航天飞行器结构件的加工中也同样发挥着重要的作用，像卫星支架、火箭燃料贮箱这种薄壁件在加工的过程中很容易受到切削力的变形，通过数控系统动态刚度控制技术与低速大扭矩驱动技术，实现对材料的平稳切削，零件的壁厚公差控制在 ±0.1mm 。

（二）汽车制造领域：标准化与柔性化生产的平衡工具

汽车制造具有“多品种、大批量”的生产特点，一方面要实现零件加工的标准化，另一方面要满足不同车型之间的快速切换，而数控加工技术正是通过“柔性制造单元（FMC）”和“柔性制造系统（FMS）”这两个载体来实现两者有机结合。

针对汽车发动机核心零件（如曲轴、凸轮轴）的加工，由数控车床与数控磨床组成的自动化生产线，可通过程序快速切换，实现对不同类型零件的加工。例如某汽车厂的曲轴加工线用数控车床先对主轴颈、连杆颈进行粗加工，再用数控内圆磨床进行精加工，由 PLC 和数控系统配合完成工件的自动上下料、检测、分选，生产节拍 3min/ 件，换型时间从原来的 4h 缩短到 30min ，满足了多车型混线生产的需求。汽车模具加工同样高度依赖数控加工技术，汽车覆盖件模具（比如车门模具）的型面比较复杂、精度要求比较高，利用数控铣床和电火花成型机相互配合，可以完成模具的成型。

（三）模具加工领域：复杂型面高精度加工的关键支撑技术

模具被誉为‘工业之母’，其加工精度直接决定下游产品的质量水平，数控加工技术是提升模具加工精准度与效率的关键技术，在模具加工过程中，数控铣削，数控电火花加工（EDM），数控线切割（WEDM）等技术综合应用可以达成模具钢从粗加工直至精密成型的全流程加工。

塑料模具型腔加工来讲，传统加工需要人工打磨，很难保持精度，使用高速数控铣削技术，搭配硬质合金涂层刀具，可以完成型腔高精度的切削，表面粗糙度达到 Ra0.8um ，并且不需要人工抛光，加工效率提升了 50% 以上。对于冷冲模凸凹模加工来说，数控线切割加工具有“无切削力”的特点，能准确地切割出复杂形状刃口，加工精度为 ±0.005mm ，符合冲裁件的高精度要求，数控加工技术与 3D 打印技术的融合，为模具快速制造提供了新路径：通过 3D 打印制作模具原型后，再借助数控加工进行精细修整，能够将模具开发时间缩减

30%-50% ，很适合小批量及定制化的模具生产。

二、推动数控加工技术在机械加工制造中高效应用的对策

（一）加强行业协同与资源整合，促进技术均衡应用

行业协会引领联合金融机构，推出“数控升级专项信贷”。对中小制造企业提供年利率比常规工业贷款低 2 到 3 个百分点的低息贷款，提供更灵活的还款周期等优惠条件；龙头企业利用技术和资源优势，打造“数控技术共享服务中心”，开放自身闲置的CAD/CAM 高级权限账号为中小企业短期内使用；组建起由资深工程师组成的公益服务团队，为企业提供上门的加工工艺优化、设备调试等服务，解决中小企业在技术升级中‘因资金顾虑不敢投入、因技术不足不会应用’的难题，推进数控技术在各规模企业及细分制造领域的均衡应用与发展。

（二）产教融合下复合型人才培养的深化探索

企业应与职业院校、高等院校协同发力，建立“数控技术实训基地”，将企业真实的生产案例和高端数控设备请进来，根据行业的要求制定“数控编程+ 设备运维”一体化课程，培养兼具理论知识与实践能力的复合型数控技术人才。联合行业协会做“师徒制”技能培训，定期派员工参加数控系统的升级、智能加工方案的设计等实战项目，强化数控编程、设备维修、系统整合的能力，形成“懂技术，会操作，能更新”的人才队伍。

（三）加强技术研发，突破核心瓶颈限制

企业与科研机构针对数控系统、伺服驱动、精密传感器等核心部件开展研发，建立专项研发基金，构建‘产学研用’合作创新模式——由企业提供应用场景与资金支持，高校攻克核心技术难题，科研机构负责中试转化，攻克关键技术难题，与工业互联网企业共建数控设备数据中台，推动数控技术与 AI 算法深度融合，研制具有自主知识产权的智能数控系统，实现加工过程自适应控制、故障预测、健康状态管理等功能，提升数控加工技术的自主可控能力与核心竞争力。

结论

数控加工技术在航空航天、汽车制造、模具加工等机械加工制造相关行业中具有巨大应用价值，可以解决传统机械加工生产中的问题，提高生产效率与产品的质量，节约时间成本与材料成本等。未来，面对制造行业向智能化、精密化转型的发展趋势，可通过借鉴上述多维度举措充分释放数控加工技术的潜力，推动机械加工制造业实现高质量发展。

参考文献：

[1] 李子齐 , 林裕程 . 数控加工技术在机械模具制造中的应用研究 [J]. 科技与创新 ,2025,(11):223-225.

[2] 王艳凤 . 数控技术在高效精密机械加工中的应用与优化 [J]. 模具制造 ,2025,25(04):152-154.