數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率的提高方法研究

呂國賞

摘 要：在中國特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，我國的工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)也不斷迎來新突破，各種各樣的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備投入使用，不少先進(jìn)技術(shù)得到應(yīng)用，在保證工業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也提升了工業(yè)制造和生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床是比較具有代表性的工業(yè)設(shè)備，它在機(jī)械加工中扮演著重要角色，解決了人工加工存在的誤差大、效率不高的問題。本文結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中存在的問題進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)如何提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 機(jī)械加工 提高效率

數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工中的應(yīng)用，保證了機(jī)械加工的效率和精準(zhǔn)度，這種加工方法一經(jīng)出現(xiàn)就顛覆了機(jī)械加工的傳統(tǒng)模式。在技術(shù)人員不斷探索之下，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率更是不斷提升。但是這并不意味著數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工方法已經(jīng)完全成熟，其中仍然存在不少問題，需要在實(shí)踐中進(jìn)行探索研究，尋找解決之策。

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中存在的問題

（一）頻率與操刀設(shè)計(jì)問題

頻率與操刀設(shè)計(jì)不合理就是數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中存在的一個(gè)不容忽視的問題。從實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看，有許多機(jī)械加工企業(yè)在使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，陷入了頻率與操刀配合不到位的困境，給機(jī)械加工造成不便。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的操作人員沒有考慮到細(xì)節(jié)問題，忽略了夾具和走刀線路的重要性，這也給機(jī)械加工帶來一定負(fù)面影響。

（二）數(shù)控機(jī)床使用問題

數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，保證了我國制造業(yè)的發(fā)展水平和發(fā)展速度。但是從實(shí)際情況來看，很多機(jī)械加工企業(yè)都沒有采取措施延長數(shù)控機(jī)床的使用年限，在長時(shí)間使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)的同時(shí)，沒有及時(shí)安排專門的技術(shù)人員對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定期整修維護(hù)，即使發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床存在精準(zhǔn)度下降的問題，也沒有采取有效措施進(jìn)行處理，這降低了數(shù)控機(jī)床的使用價(jià)值。有一部分機(jī)械加工企業(yè)雖然認(rèn)識(shí)到了數(shù)控機(jī)床維護(hù)的重要性，但是無論是維護(hù)流程還是整修效率都有待進(jìn)一步提升。

（三）機(jī)械加工程序問題

數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工中的應(yīng)用，離不開各種程序的支持，通過計(jì)算機(jī)程序控制設(shè)備進(jìn)行機(jī)械加工，最終才能完成生產(chǎn)任務(wù)，而保證計(jì)算機(jī)程序的合理性，是提升機(jī)械加工效率的必然手段。然而，從具體的數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工情況來看，程序不合理的問題并不少見，其很可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床加工效率的大幅度下降。

（四）操作人員能力水平問題

利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工有一定難度，生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，只有擁有專業(yè)技術(shù)和理論知識(shí)的操作人員，才能確保這一過程順利進(jìn)行，否則在生產(chǎn)步驟出現(xiàn)問題的情況下很難及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，直接影響到數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率。目前，有部分機(jī)械加工企業(yè)的操作人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的了解不夠深、專業(yè)技術(shù)水平不高，如有一些操作人員無法完成程序編寫的有關(guān)工作，在實(shí)際工作中普遍存在指令編寫錯(cuò)誤、編寫速度過慢等問題。同時(shí)，還有一部分操作人員缺乏數(shù)控機(jī)床操作和維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)知識(shí)，對(duì)復(fù)雜操作力不從心，存在機(jī)床誤動(dòng)、精準(zhǔn)度降低甚至設(shè)備停運(yùn)等一系列風(fēng)險(xiǎn)。

二、數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率的提高方法

翼座是某機(jī)械設(shè)備上的重要零件，整體采用鋼管加工而成。鋼管材料最薄處只有1.8mm，加工難度比較大。該零部件的尺寸要求比較高，加工后發(fā)生變形的可能性較大。在過去的加工模式下，這一零部件的形位公差難以保證。這一零部件比較具有代表性，因此筆者在參考其加工過程后，提出如下數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率的提高方法。

（一）選擇先進(jìn)的工藝技術(shù)

第一，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率是否能夠得到提升，不僅取決于數(shù)控機(jī)床設(shè)備的更新速度，也與所選擇的工藝技術(shù)是否先進(jìn)有密切關(guān)系。因此，機(jī)械加工企業(yè)可以在了解自身實(shí)際經(jīng)濟(jì)條件的情況下，選用更加高效的新工藝技術(shù)進(jìn)行加工，以提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率。

一是在處理硬度比較大、表面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的機(jī)械零部件時(shí)，可以應(yīng)用具有針對(duì)性的電火花加工鍛模、激光深孔加工技術(shù)，從而達(dá)到保證加工精度與效率的目的。

二是在處理零部件毛坯的過程中，除了應(yīng)用傳統(tǒng)加工技術(shù)之外，還可以利用冷鍛、粉末冶金、風(fēng)力鑄造等新方法，保證毛坯的加工精準(zhǔn)度，從而縮減需要利用切削工藝進(jìn)行處理的部分，達(dá)到提升數(shù)控機(jī)床應(yīng)用效率的目的。

三是相比于過去比較常用的切削機(jī)，冷軋、滾壓等技術(shù)明顯更符合機(jī)械加工的需求，其處理過程不會(huì)產(chǎn)生金屬屑，加工速度也更快。

第二，要嚴(yán)格遵循具體問題具體分析的工作原則，根據(jù)機(jī)械加工的具體需求，確定不同的加工量，以保證數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率。

一是在零部件粗加工程序中，可適當(dāng)調(diào)整數(shù)控機(jī)床和刀具的吃刀量、進(jìn)給量和中低切削速度等一系列參數(shù)，保證粗加工在短時(shí)間內(nèi)完成。二是在零部件精細(xì)化處理過程中，操作人員可將吃刀量控制在0.2～1.5mm之間，同時(shí)提升切削速度等，確保精加工順利進(jìn)行。三是為使數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工順利進(jìn)行，操作人員還需要結(jié)合機(jī)械加工的具體需求，選用耐久度比較好的刀具，避免中途更換刀具等影響到加工效率。

第三，對(duì)數(shù)控機(jī)械加工進(jìn)刀工藝整體合理性進(jìn)行分析。

一是在加工中刀具振動(dòng)會(huì)影響尺寸的精度，在過去的鏜刀改進(jìn)中多利用角刀來保證精度，在進(jìn)行彈簧底座同底面加工時(shí)，由于筒身狹窄、排屑不暢，加工難度比較大，而且表面粗糙問題十分嚴(yán)重，針對(duì)這一問題，應(yīng)該采用螺旋插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工優(yōu)化。在牽引座和軸箱定位處除了要提高刀具加工的精度之外，還要利用精密銑刀進(jìn)行分層切削，確保切口的形狀一致。在精細(xì)切口時(shí)不能一刀銑到位，因?yàn)槊總€(gè)接口的鏜刀量并不相同，很容易引起過期超差的問題，因此在測(cè)量之后需要對(duì)修改刀的參數(shù)進(jìn)行加工，通過高速切銑加工工藝，按照順銑的方法提高刀具的平穩(wěn)度。

二是要將數(shù)字化和精細(xì)化工藝作為輔助，合理運(yùn)用加工軟件對(duì)刀的整體走向和起始點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，提高切削的精細(xì)程度。改進(jìn)數(shù)控機(jī)床加工工藝能夠滿足精益生產(chǎn)的要求，提高加工質(zhì)量。

（二）提高數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化水平

在信息化快速發(fā)展的背景下，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來取代傳統(tǒng)的進(jìn)刀操作，能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)，而且還能提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

自動(dòng)化技術(shù)是新時(shí)期我國高新科技的重要成果，它能夠在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮重要作用，而想要保證機(jī)械加工的效率，就必須提升數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化水平。

首先，要充分認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)控機(jī)床結(jié)合的重要性，通過專業(yè)化軟件系統(tǒng)以及一系列信號(hào)傳輸交換技術(shù)，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工過程進(jìn)行有效管理，從而解決數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度不高的問題，保證數(shù)控機(jī)床加工效率。

其次，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù)能夠保證機(jī)械加工的連續(xù)進(jìn)行，這對(duì)于控制加工成本、保障經(jīng)濟(jì)收益有一定的積極作用，同時(shí)在工作環(huán)境和人員安全方面也具有保障作用。

最后，自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工行業(yè)的結(jié)合，能夠在一定程度上提高加工制造的環(huán)保價(jià)值，通過對(duì)生產(chǎn)模式的優(yōu)化、對(duì)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制，機(jī)械加工的材料浪費(fèi)率會(huì)大幅度下降，這完全符合我國可持續(xù)發(fā)展的新要求。

（三）提升操作人員的綜合能力

數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工本身有一定的復(fù)雜性，操作人員的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力決定著數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的質(zhì)量，無論是機(jī)械加工設(shè)計(jì)、具體操作還是更換刀具這一類的細(xì)節(jié)問題，都離不開操作人員的參與和努力，操作人員專業(yè)素質(zhì)決定著數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工質(zhì)量。因此，企業(yè)應(yīng)組織一線操作人員參加技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高相關(guān)操作人員的專業(yè)技術(shù)水平和綜合素質(zhì)。

另外，為確保培訓(xùn)能夠取得成效，應(yīng)引進(jìn)現(xiàn)代化企業(yè)的獎(jiǎng)懲制度，對(duì)參與技術(shù)培訓(xùn)的操作人員進(jìn)行培訓(xùn)考核，根據(jù)其技術(shù)掌握情況、參訓(xùn)態(tài)度等給出具體評(píng)價(jià)，對(duì)表現(xiàn)優(yōu)良者予以獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)未達(dá)標(biāo)者給予一定的懲罰，從而使他們更加重視、更加積極地參與培訓(xùn)活動(dòng)，為提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率作出努力。

在數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工工藝不斷改進(jìn)的背景下，數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)人員要提高自身的綜合素質(zhì)，在上崗之前要認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)操作的要求，同時(shí)考取資格證書。企業(yè)要為技術(shù)人員提供崗前培訓(xùn)機(jī)會(huì)，讓技術(shù)人員能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)踐知識(shí)緊密結(jié)合，確保技術(shù)人員的水平全面提升。企業(yè)在招聘技術(shù)人員之前，還要對(duì)人員的資格證書和操作技術(shù)水平等進(jìn)行全方位審查，通過以老帶新的方式促進(jìn)知識(shí)的傳授，提高技術(shù)人員的操作能力。

（四）規(guī)范數(shù)控機(jī)床操作

我國的數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工行業(yè)不斷發(fā)展，時(shí)至今日，數(shù)控機(jī)床加工越來越朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，和傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床加工模式比較起來，現(xiàn)在應(yīng)用的加工設(shè)備越來越先進(jìn)、越來越復(fù)雜，操作難度不斷提升，功能性越來越突出。在這種情況下，機(jī)械加工企業(yè)必須認(rèn)識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)化流程對(duì)提高加工效率的重要性，根據(jù)機(jī)械加工的實(shí)際情況，建立規(guī)范化的數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工流程，要求每一個(gè)操作人員嚴(yán)格遵守規(guī)范流程進(jìn)行操作，杜絕可能存在的質(zhì)量問題。

（五）加大對(duì)機(jī)械加工過程的管理力度

數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工過程比較復(fù)雜，要保證數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率，機(jī)械加工企業(yè)必須根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)能力，結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床設(shè)備特點(diǎn)等，做好機(jī)械加工的過程管理工作。

首先，企業(yè)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)階段的加工任務(wù)制定具體可行的生產(chǎn)管理方案，并保證生產(chǎn)方案能夠細(xì)化到每日任務(wù)、每周任務(wù)等，嚴(yán)格貫徹落實(shí)生產(chǎn)目標(biāo)。

其次，要充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)管理的必要性，嚴(yán)格遵守車間生產(chǎn)制度的有關(guān)要求，做好加工過程的旁站管理，從而降低數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工事故的發(fā)生概率。

最后，對(duì)參與數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的人力資源和設(shè)備進(jìn)行有效分配，保證每一項(xiàng)資源都能得到最優(yōu)利用，提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率。

（六）做好相關(guān)設(shè)備的選型及配置

要提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率，一方面要提高工作人員的技術(shù)水平和企業(yè)的生產(chǎn)管理能力;另一方面，機(jī)械加工企業(yè)還需要認(rèn)識(shí)到數(shù)控機(jī)床本身對(duì)加工效率的影響，根據(jù)企業(yè)資金流動(dòng)情況、項(xiàng)目加工規(guī)模等，做好數(shù)控機(jī)床的選型配置工作。

第一，要做好數(shù)控機(jī)床的品牌選擇工作。通常情況下應(yīng)采購行業(yè)口碑好的大品牌設(shè)備，在沒有特殊生產(chǎn)要求的前提下，選擇數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)一的設(shè)備型號(hào)，這樣能夠保證數(shù)控機(jī)床設(shè)備后續(xù)維修的順利進(jìn)行，提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工控制的便利性，有助于提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率。

第二，要根據(jù)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，合理配置刀具等。與傳統(tǒng)的機(jī)床相較，數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)速度及給進(jìn)速度都非常高，切削精度也較好，這保證了機(jī)械加工的效率;但是與此同時(shí)，其對(duì)刀具的要求也更高，常規(guī)的碳素鋼刀并不能滿足數(shù)控機(jī)床的高效加工需求，工作人員可結(jié)合具體情況選擇硬度更高的合金刀具，避免刀具損壞，影響加工效率。

（七）做好機(jī)床維護(hù)和管理

數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工能否順利進(jìn)行，很大程度上取決于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效果，想要讓數(shù)控機(jī)床保持高效穩(wěn)定運(yùn)行，必須做好數(shù)控機(jī)床的維護(hù)管理工作。

首先，要做好數(shù)控機(jī)床的潤滑處理，數(shù)控機(jī)床本身具有自動(dòng)潤滑裝置，但是工作人員需要根據(jù)其標(biāo)號(hào)按時(shí)加注潤滑油等，盡可能選用優(yōu)質(zhì)品牌的潤滑油，避免劣質(zhì)產(chǎn)品對(duì)數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行造成影響。

其次，要安排專門的人員負(fù)責(zé)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)工作，制訂數(shù)控機(jī)床定期整修計(jì)劃，每周進(jìn)行一次例行檢查、每月進(jìn)行一次設(shè)備精修。從根本上避免數(shù)控機(jī)床故障擴(kuò)大導(dǎo)致無法運(yùn)行的問題，使之能夠在最佳狀態(tài)下完成設(shè)備加工任務(wù)，提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率。

（八）提高軟件開發(fā)與應(yīng)用能力

數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工過程離不開軟件系統(tǒng)的支持。在軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題的情況下，數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率也必然會(huì)受到一定的負(fù)面影響。因此，今后機(jī)械加工企業(yè)除了要做好數(shù)控機(jī)床設(shè)備的采購管理之外，還需要加強(qiáng)軟件系統(tǒng)的有關(guān)管理工作，有效提升數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率。

例如，要加大投資力度引進(jìn)相關(guān)人員，聘請(qǐng)具有專業(yè)教育背景、軟件編程經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員參與生產(chǎn)，避免因編程操作失誤而出現(xiàn)停工、停產(chǎn)問題。

三、小結(jié)

機(jī)械加工是工業(yè)化發(fā)展過程中比較重要的一個(gè)方向，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，從一定程度上保證了數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工的效率。在今后的發(fā)展中，機(jī)械加工企業(yè)應(yīng)采取規(guī)范數(shù)控機(jī)床操作、做好相關(guān)設(shè)備的選型及配置、做好機(jī)床維護(hù)和管理、提高自身軟件開發(fā)與應(yīng)用能力等一系列措施，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工效率，從根本上確保機(jī)械加工的順利進(jìn)行。

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（作者單位：銅陵市中等職業(yè)技術(shù)教育中心）