數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械零件的特點(diǎn)分析

劉洋

(中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066003)

數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械零件的特點(diǎn)分析

劉洋

(中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇島 066003)

數(shù)控機(jī)床是典型的高科技加工裝備，用其參與機(jī)械零件加工處理可取得顯著的收益。分析了數(shù)控技術(shù)的功能特點(diǎn)，闡述其在機(jī)械零配件加工中的應(yīng)用情況。

數(shù)控機(jī)床；機(jī)械零件；加工；特點(diǎn)分析

機(jī)械設(shè)備是現(xiàn)代工業(yè)加工與制造的產(chǎn)品對(duì)象，各種成品機(jī)械裝備在企業(yè)生產(chǎn)中得到了普及應(yīng)用。從局部角度來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)備由不同的零件構(gòu)成，各種零件是機(jī)械設(shè)備發(fā)揮功能作用的基本保障，通過(guò)改善零件加工的質(zhì)量，能夠?yàn)樵O(shè)備組裝提供良好的組織條件，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)機(jī)械零件加工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)對(duì)車間內(nèi)的加工工藝進(jìn)行升級(jí)改造。

1 機(jī)械零件加工的缺陷

機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成，關(guān)系著國(guó)民產(chǎn)業(yè)收益水平的增長(zhǎng)。機(jī)械工程原理指出，機(jī)械零件主要是構(gòu)成整套機(jī)械裝置的單個(gè)元件，屬于單個(gè)的金屬制件品。無(wú)論是哪一種機(jī)械設(shè)備，都要選用不同的機(jī)械零件作為組裝單元，然后才能發(fā)揮出應(yīng)有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)功能。工業(yè)科技是我國(guó)技術(shù)產(chǎn)業(yè)相對(duì)落后的領(lǐng)域，因技術(shù)條件及加工設(shè)備的不足，機(jī)械零件加工存在著多方面的缺陷。

（1）質(zhì)量問(wèn)題。機(jī)械零件是一臺(tái)機(jī)器的單個(gè)配件，零件加工質(zhì)量決定了整套機(jī)械裝置的應(yīng)用功能。由于生產(chǎn)條件的限制，機(jī)械設(shè)備在加工過(guò)程中存在著諸多質(zhì)量問(wèn)題，這種缺陷往往會(huì)帶來(lái)一系列的不利影響。精度是衡量零件加工質(zhì)量的核心標(biāo)準(zhǔn)，其主要反映于幾何尺寸這一參數(shù)[1]。從車間實(shí)際加工情況來(lái)看，機(jī)械零件制造的精準(zhǔn)度偏低，成品質(zhì)檢結(jié)果顯示了誤差率超標(biāo)，與機(jī)械圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的幾何參數(shù)不一致。質(zhì)量是機(jī)械制造業(yè)持續(xù)生存的關(guān)鍵，零件質(zhì)量不合格勢(shì)必阻礙整個(gè)行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

（2）產(chǎn)量問(wèn)題。產(chǎn)量是用數(shù)量多少來(lái)判斷企業(yè)生產(chǎn)的水平，單個(gè)機(jī)械零件統(tǒng)計(jì)總數(shù)能夠反映出車間的生產(chǎn)產(chǎn)量。目前，機(jī)械零件產(chǎn)量問(wèn)題的表現(xiàn)：一是生產(chǎn)效率，生產(chǎn)人員無(wú)法按照預(yù)期的數(shù)量指標(biāo)完成任務(wù)，每日、周、月產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，零件上交數(shù)量與預(yù)期值有較大的差異，生產(chǎn)效率最低僅60%左右；二是生產(chǎn)浪費(fèi)，由于種種條件的約束，零件的尺寸誤差超標(biāo)過(guò)多，單個(gè)零件必須要申請(qǐng)報(bào)廢處理，重新下料生產(chǎn)零件而增加了毛坯料的耗材；這些都阻礙了零件加工產(chǎn)量的提升。

2 數(shù)控機(jī)床加工零件的特點(diǎn)分析

數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來(lái)控制的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)行或終斷信息來(lái)控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)，當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。數(shù)控機(jī)床加工零件具有程序化、自動(dòng)化、集中化等特點(diǎn)。

（1）程序化。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令，而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編制的。數(shù)控編程是在機(jī)械專業(yè)規(guī)定范圍里，用程序代碼編寫出與零件產(chǎn)品相關(guān)的工藝流程，如圖1，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬無(wú)誤后執(zhí)行于生產(chǎn)操作。數(shù)控機(jī)床的程序化特點(diǎn)，使操作人員在加工零件時(shí)按照擬定的軌道調(diào)控設(shè)備，防止程序指令錯(cuò)誤而破壞了產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）集中化。早期零件加工設(shè)備的功能有限，對(duì)于工藝復(fù)雜的零件產(chǎn)品難以正常生產(chǎn)，使得零件成品的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不合要求，影響了單個(gè)件機(jī)械功能的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床一般帶有可以自動(dòng)換刀的刀架、刀庫(kù)，換刀過(guò)程由程序控制自動(dòng)進(jìn)行，因此，工序比較集中。工序集中帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益：減少機(jī)床占地面積，提高了廠房空間的利用率；減少或沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，既省時(shí)間又省人力；減短了零件加工的操作時(shí)間，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

圖1 三維數(shù)控編程

（3）自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，不需人工控制刀具，自動(dòng)化程度高，這是數(shù)控機(jī)床加工最基本的特點(diǎn)。數(shù)控工在數(shù)控機(jī)床上加工出的零件比普通工在傳統(tǒng)機(jī)床上加工的零件精度要高，整個(gè)加工流程基本無(wú)需手工參與便可完成。數(shù)控機(jī)床的加工自動(dòng)化，免除了普通機(jī)床上工人的疲勞、粗心、估計(jì)等人為誤差，提高了產(chǎn)品的一致性。加工效率高，數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀等使加工過(guò)程緊湊，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

（4）柔性化。傳統(tǒng)的通用機(jī)床，雖然柔性好，但效率低下；而傳統(tǒng)的專機(jī)，雖然效率很高，但對(duì)零件的適應(yīng)性很差，剛性大，柔性差，很難適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的激烈競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的產(chǎn)品頻繁改型?，F(xiàn)代工業(yè)科技研究成果，為機(jī)械制造行業(yè)提供了先進(jìn)的技術(shù)支撐，用其輔助零件加工具有多方面的利用價(jià)值[2]。只要改變程序，就可以在數(shù)控機(jī)床上加工新的零件，且又能自動(dòng)化操作，柔性好，效率高，因此數(shù)控機(jī)床能很好適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

3 數(shù)控機(jī)床加工的注意事項(xiàng)

數(shù)控機(jī)床是未來(lái)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，用其作為高精度產(chǎn)品加工可保證零件幾何尺寸的精密性，避免尺寸指標(biāo)不合格引起的質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于有條件的機(jī)械企業(yè)來(lái)說(shuō)，基本上開(kāi)始逐漸執(zhí)行了了數(shù)控機(jī)床為主的加工方案，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)也確切帶動(dòng)了機(jī)械零件的產(chǎn)量、數(shù)量等指標(biāo)上升。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度分析，企業(yè)針對(duì)數(shù)控加工零件的生產(chǎn)模式，還應(yīng)當(dāng)配備相應(yīng)的操作注意事項(xiàng)，以防誤操作對(duì)數(shù)控機(jī)床造成機(jī)械性損壞。

（1）做好設(shè)備改裝。數(shù)控設(shè)備也是依靠機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行工作，隨著機(jī)械零件生產(chǎn)產(chǎn)量的增加，數(shù)控機(jī)床承受的工作荷載越來(lái)越大。應(yīng)積極對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改裝升級(jí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床內(nèi)部構(gòu)件的受損情況，保證機(jī)床在工作中發(fā)揮良好的加工作用[3]。例如：選用尺寸組成嚙合傳動(dòng)，能夠平穩(wěn)地傳遞動(dòng)能，使所有機(jī)械零件被完全帶動(dòng)起來(lái)，穩(wěn)定地完成各項(xiàng)傳動(dòng)操作。齒輪嚙合充分利用了機(jī)械元件之間的從動(dòng)力，把兩個(gè)零件帶入到相同方向的傳動(dòng)形式中，保持了齒輪的穩(wěn)步運(yùn)行。機(jī)床改造后齒輪完成嚙合傳動(dòng)的穩(wěn)定性較強(qiáng)，啟動(dòng)設(shè)備后可實(shí)現(xiàn)比較牢固的齒輪動(dòng)作，用于數(shù)控設(shè)備運(yùn)行具有較好的穩(wěn)定性。

（2）做好產(chǎn)品檢查。材料成本是機(jī)械加工與制造成本的最大組成部分，原材料使用質(zhì)量關(guān)系著加工生產(chǎn)的最終收益。為了節(jié)約材料使用期間的浪費(fèi)率，以及保證零配件加工發(fā)揮出應(yīng)用的利用價(jià)值。數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械零件時(shí)應(yīng)強(qiáng)化質(zhì)量檢驗(yàn)，驗(yàn)證洗選出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量是否設(shè)備組裝的要求。質(zhì)檢人員通過(guò)計(jì)算機(jī)建立參數(shù)分析模型，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的零件進(jìn)行抽樣檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析、工藝研究等處理，自動(dòng)分析出成品零件是否符合客戶的要求[4]。現(xiàn)場(chǎng)檢查機(jī)械零件產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的尺寸，利用游標(biāo)卡尺、千分尺等逐一測(cè)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)參數(shù)指標(biāo)的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，機(jī)械零件是機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品，無(wú)論是單個(gè)制件或成套裝備，都應(yīng)當(dāng)重視零件加工質(zhì)量的控制，這樣才能為企業(yè)創(chuàng)造理想的收益。新時(shí)期數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，為了保證機(jī)械零件的質(zhì)量與精度合格，應(yīng)嚴(yán)格控制數(shù)控機(jī)床的操控狀態(tài)，做好設(shè)備改造、質(zhì)量檢驗(yàn)等方面的工作。

[1]朱友旺.傳統(tǒng)機(jī)械零件產(chǎn)品加工工藝的缺陷及改進(jìn)[J].機(jī)械制造自動(dòng)化，2010，16（7）：53-55.

[2]李慶道.數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械產(chǎn)品的功能應(yīng)用特點(diǎn)[J].當(dāng)代工業(yè)科技，2011，32（15）：7-10.

[3]徐海斌.新時(shí)期數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工程改造過(guò)程中的調(diào)控研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，22（16）：28-31.

[4]趙宇.我國(guó)機(jī)械加工與制造行業(yè)的科技創(chuàng)新對(duì)策[J].中國(guó)科技信息，2011，27（5）：43-44.

CNC Machining Mechanical Parts Characteristics Analysis

LIU Yang
(CITICDicastalCo.，Ltd.，Hebei Qinhuangdao 066003，China)

CNC machine tools is a typical high-tech processing equipment,with its involvement in the processing machine parts processing can achieve significant gains.Analysis of NC technology features,described in mechanical partsprocessing application.

CNCmachine tools；mechanical parts；machining；characteristic analysis

TM 63

A

1672-545X（2013）03-0261-02

2012-12-03

劉 洋(1983—)，男，河北秦皇島人，大專學(xué)歷，助理工程師，研究方向：機(jī)械加工。