數(shù)控機械加工技術(shù)優(yōu)化措施探究

張瑞欣

中國電子科技集團公司第二十研究所，陜西西安，710068

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機械加工生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣泛，并且對機械制造行業(yè)產(chǎn)生了重大的影響。目前，我國的各個工業(yè)行業(yè)都采用了數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)對機械制造起著核心作用，能夠決定未來機械制造行業(yè)發(fā)展的好壞。數(shù)控機械技術(shù)是通過計算機軟件設(shè)備，利用數(shù)字化實現(xiàn)對機械硬件設(shè)備加工過程的控制，是一種高效化、自動化的生產(chǎn)技術(shù)。然而，我國的數(shù)控技術(shù)起步晚，發(fā)展緩慢，數(shù)控機械加工技術(shù)優(yōu)化還面臨很多問題，為了提高數(shù)控機械加工的效率，可從軟件設(shè)備和硬件設(shè)備水平提高同時著手，不斷加強操作人員的技能培訓(xùn)，實現(xiàn)數(shù)控機械加工行業(yè)整體水平的提高。

1 數(shù)控機械加工技術(shù)

1.1 數(shù)控加工技術(shù)的概念

傳統(tǒng)的機械加工都是工人通過手工操作機床完成的，機械金屬全憑手搖動切割，測量產(chǎn)品的準(zhǔn)確度也是通過眼睛用卡尺實現(xiàn)。數(shù)控，全稱是數(shù)字控制，還可稱為計算機數(shù)字控制，是利用數(shù)字化信息實現(xiàn)機械加工過程的一種控制，廣泛應(yīng)用于機械加工技術(shù)中，利用計算機數(shù)字化控制的機床進行作業(yè)，技術(shù)人員可以提前編輯好產(chǎn)品的加工程序，實現(xiàn)數(shù)控加工在機械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，也是加工技術(shù)今后的發(fā)展方向和關(guān)鍵的技術(shù)手段。數(shù)控技術(shù)按照計算機事先存儲的編輯人員編輯好的控制程序，對機械設(shè)備的工作流程和操作程序?qū)崿F(xiàn)控制，按照控制程序進行機械零件的加工，有效地提高了加工的質(zhì)量與精確度[1]。

1.2 數(shù)控機械加工技術(shù)的特點

（1）數(shù)控機械加工技術(shù)提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于機械加工有效融入數(shù)控技術(shù)，能夠使生產(chǎn)出的產(chǎn)品更加精細(xì)，同時也提高了機械技術(shù)的工作進度。傳統(tǒng)的機械加工，不同的機械零件加工需要同一類型工作完成，而使用數(shù)控技術(shù)可以同時加工大量機械零件，很大程度上壓縮了時間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。數(shù)控技術(shù)對瑣碎零件的加工可以提高機械制造技術(shù)的精準(zhǔn)度，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品更加符合要求。

（2）數(shù)機械加工技術(shù)完善了生產(chǎn)制造流程。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機械加工中，使機械加工的程序變得更加簡單，避免了許多不必要的生產(chǎn)流程。傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，機械加工采用不同的參數(shù)對應(yīng)不同的產(chǎn)品，這就增加了工作強度和加工時間。數(shù)控技術(shù)融入機械加工中，對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品參數(shù)進行分析、整改，大大縮減了機械加工的時間。

（3）數(shù)控技術(shù)提高機械加工產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)的通過手工完成的機械加工技術(shù)，在進行機械加工時無法改變產(chǎn)品的參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的要求，這樣出現(xiàn)產(chǎn)品不合格時無法及時更正，導(dǎo)致時間、人力、物資的浪費。數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)計算機對參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的事先編輯錄入，不需要中途停下更正，并且將參數(shù)很有效地運用到機械加工中，實現(xiàn)過程的完美銜接，同時節(jié)約了時間與人力，使用機械加工出更多的高質(zhì)量產(chǎn)品。

2 數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

數(shù)控計算機技術(shù)迅速發(fā)展，其先進的技術(shù)得到機械加工的各個領(lǐng)域普遍認(rèn)可，應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，首先要對傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)缺點進行探討分析，不斷完善、改進傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的缺點，對優(yōu)點進行采納發(fā)揚。其次，根據(jù)我國當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，充分了解數(shù)控技術(shù)如何更好地應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中。在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)技術(shù)主要應(yīng)用于輕工業(yè)機器設(shè)備的生產(chǎn)流水線上，實現(xiàn)產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，比如食品的加工制造；在復(fù)雜的重工業(yè)環(huán)境中，數(shù)控技術(shù)主要應(yīng)用于化肥農(nóng)藥加工、地質(zhì)資源的開采利用。數(shù)控技術(shù)取代了傳統(tǒng)人工，這樣極大地節(jié)省了人力成本，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了時間，也避免了工業(yè)生產(chǎn)中操作人員的不規(guī)范操作引起的安全隱患[2]。

2.2 數(shù)控技術(shù)在機床設(shè)備中的應(yīng)用

機械加工的關(guān)鍵是對機械設(shè)備的制造，機械設(shè)備同時決定了數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機械制造企業(yè)中廣泛應(yīng)用，并且取得了很好的成績。比如利用數(shù)控技術(shù)研究出了載體控制機床設(shè)備，新型的機床設(shè)備比傳統(tǒng)的機床有很大的優(yōu)勢，在生產(chǎn)加工過程中可以對產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)進行調(diào)整，壓縮了機械加工的時間。通過計算機遠(yuǎn)程控制，利用電腦進行準(zhǔn)確、精密的操作，可以實現(xiàn)對整個機械制造過程進行有效管控，充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)在機械制造中的作用，生產(chǎn)出的產(chǎn)品更優(yōu)質(zhì)。

2.3 數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平提高，我國的汽車行業(yè)也實現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)的有效應(yīng)用，提高了汽車零件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，促進了我國工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，使我國的汽車行業(yè)在國際上占據(jù)有利地位。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車零件的生產(chǎn)中，不斷對產(chǎn)品進行更新，對我國汽車行業(yè)存在的不足起到改善作用。數(shù)控技術(shù)可以生產(chǎn)一些高難度的汽車零件，這些零件不僅質(zhì)量硬，生產(chǎn)速度也快，很大程度上壓縮了汽車零件生產(chǎn)時間，推動了汽車行業(yè)的全面發(fā)展。汽車行業(yè)要不斷地對數(shù)控技術(shù)進行研究，全面掌握數(shù)控技術(shù)的要領(lǐng)，才能實現(xiàn)整個汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

3 影響數(shù)控機械加工進度的主要因素

對于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，主要是通過計算機數(shù)字化技術(shù)進行機械加工過程的管理，實現(xiàn)產(chǎn)品的全面控制。新時代，我國的數(shù)控機械加工技術(shù)取得了質(zhì)的飛躍，也符合當(dāng)代工業(yè)的發(fā)展需求，但是現(xiàn)實中還是有一些因素影響了數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用。

3.1 數(shù)控機械加工技術(shù)應(yīng)用水平低

中國是全球三大機床生產(chǎn)國之一，但我國的數(shù)控機床無論技術(shù)水平還是產(chǎn)業(yè)成熟程度，與發(fā)達(dá)國家還存在差距，在具體的生產(chǎn)加工工程中，出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量差、精準(zhǔn)度低的問題。尤其在設(shè)備出現(xiàn)故障時，技術(shù)人員需要大量的時間維修，嚴(yán)重影響機械加工的效率。

3.2 數(shù)控機械加工技術(shù)編程不完善

現(xiàn)代化機械加工技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了計算機技術(shù)對機械制造的控制，整個過程都是利用計算機編程體系實現(xiàn)。我國對計算機編程技術(shù)在機械加工制造方面開發(fā)得晚，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)功能上是可以的，但穩(wěn)定性、可靠性與西門子、發(fā)那科等國際品牌仍有較大差距，目前國產(chǎn)中高端機床數(shù)控系統(tǒng)基本是進口的。因此，我國要加大對數(shù)控計算機技術(shù)編程的研發(fā)、創(chuàng)新，提高數(shù)控技術(shù)在機械制造中的科學(xué)化、效率化應(yīng)用。

3.3 數(shù)控技術(shù)缺乏有效的管理制度

機械加工制造過程中，設(shè)備的安全系數(shù)高能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速、有效生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)備加工中，需要技術(shù)人員不斷排除安全隱患，運用先進的技術(shù)手段對故障進行處理。目前數(shù)控機械加工缺乏有效的制度保障，相關(guān)工作人員缺乏安全理念，在生產(chǎn)過程中沒有按照規(guī)范的制度進行故障排除，也沒有定期對進程機械設(shè)備開展檢查工作，容易造成故障隱患。另外，工作人員的專業(yè)技術(shù)水平和安全責(zé)任意識低，缺乏科學(xué)的技術(shù)手段，對機械加工制造過程中出現(xiàn)的問題不能及時制止，造成不規(guī)范的操作，嚴(yán)重影響了數(shù)控機械加工的效率[3]。

3.4 機械設(shè)備使用不當(dāng)

我國的機械加工技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比還有差距，對于很多制造商來說，數(shù)控機械設(shè)備只是一個生產(chǎn)機器，存在的意義就是為了生產(chǎn)更多產(chǎn)品，而不對機械設(shè)備進行維護，忽略了機器本身的壽命。機械設(shè)備的老化會影響生產(chǎn)零件的質(zhì)量，外國的機械加工廠都培養(yǎng)有高技術(shù)的機械維修工程師，但在我國工業(yè)制造企業(yè)并沒有引起重視，這就加快了機械設(shè)備的老化。機械刀片使用不當(dāng)，制造商追求短時間內(nèi)生產(chǎn)出大量零件，刀片作為消耗工具很容易磨損，不能及時對刀片進行更換導(dǎo)致后期生產(chǎn)效率低下。即便生產(chǎn)工人意識到刀片需要更新，也無法根據(jù)生產(chǎn)流程分析走刀線路、刀片的順序、刀片的具體位置，這些問題直接導(dǎo)致了數(shù)控機械加工效率低、消耗高的局面。

4 數(shù)控機械加工技術(shù)優(yōu)化措施

4.1 不斷完善管理制度

數(shù)控機械加工充分發(fā)揮計算技術(shù)的優(yōu)勢，可以對各種零件進行批量生產(chǎn)，為了保證零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，數(shù)控生產(chǎn)企業(yè)需要建立完整的管理體系。任何優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)模式離不開好的管理手段，在數(shù)控機械加工過程中，通過管理體系的建立達(dá)到生產(chǎn)效率的提高。首先，加強對員工的定期培訓(xùn)，使員工掌握科學(xué)技術(shù)，進行設(shè)備的日常維護，培訓(xùn)管理機制的建立能夠促進生產(chǎn)穩(wěn)定運行，有效地避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。其次，制定科學(xué)的管理措施，數(shù)控機械加工生產(chǎn)過程中，要定期對環(huán)境、設(shè)備、人員進行問題排查和處理，及時遏制安全隱患。最后，數(shù)控技術(shù)機械加工中建立合理有效管理體系，計算機軟件操作和機械設(shè)備維護都需要安排專業(yè)人士進行管理，以科學(xué)的管理體系保障機械加工的安全與質(zhì)量。

4.2 加強對軟件設(shè)備的研究創(chuàng)新

數(shù)控技術(shù)就是通過計算機實現(xiàn)生產(chǎn)加工過程的控制，以數(shù)控為前提，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)現(xiàn)代智能化加工和科學(xué)自動化生產(chǎn)，能夠全面提高機械加工的質(zhì)量與效率。充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，不斷優(yōu)化計算機軟件設(shè)備，提高機械加工的整體水平。首先，數(shù)控的機械加工要對數(shù)控軟件程序不斷地開發(fā)利用，研究出最先進的程序編程，引進國外先進的計算機軟件技術(shù)，結(jié)合企業(yè)實際操作需求，完善機械加工流程。優(yōu)秀的數(shù)控軟件技術(shù)能夠促進操作人員提高工作效率，減少生產(chǎn)加工的誤差，不斷地對軟件程序進行參數(shù)、規(guī)格的調(diào)整，提高機械加工的效率和水平，推進軟件開發(fā)在數(shù)控機械加工的廣泛應(yīng)用[4]。

4.3 加強切削工具的選擇

數(shù)控機械加工過程中，刀具的合理利用可以提高機械加工的質(zhì)量與效率。目前的數(shù)控機械運作中，金屬切削機械設(shè)備占到總機器數(shù)控設(shè)備的75%，因此刀具的選擇在數(shù)控機械加工中尤為重要。首先，加大機械切削的時間的利用，想要實現(xiàn)機械加工效率的提高，可以從切削時間的調(diào)整與控制入手。尤其是生產(chǎn)商在生產(chǎn)小批量零件時，切削時間只占生產(chǎn)過程的一小部分，其余時間創(chuàng)造不出任何產(chǎn)品效益。所以，數(shù)控機械加工中，要壓縮設(shè)備維護導(dǎo)致的停產(chǎn)時間，有效地利用機械切削時間比，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。其次，要提高切削的速度，加大進給量。數(shù)控機械加工中，切削速度和進給量的結(jié)合能實現(xiàn)切削效率，通過選擇合理有效的切削工具，創(chuàng)新切削方式，有效地提升切削速度與效率。另外要加大對數(shù)控機械切削工具一體化的使用力度，加強數(shù)控機械切削工具的管制，通過高質(zhì)量的切削刀具促進機械加工效率的提升。目前的切削運行中，數(shù)控機械達(dá)到上百轉(zhuǎn)每秒，傳統(tǒng)的鋼質(zhì)切削工具已經(jīng)不能滿足機械運行的要求，必須選擇質(zhì)地堅硬的合金切削工具進行作業(yè)。因此切削工具的選擇非常重要，要結(jié)合實踐，不斷創(chuàng)新，保障切削工具的質(zhì)量與效率，既能提高生產(chǎn)速度又能保障生產(chǎn)質(zhì)量。

4.4 培養(yǎng)合格的技術(shù)人才

數(shù)控機械加工過程中，人才發(fā)揮著關(guān)鍵作用，加強操作人員專業(yè)技術(shù)水平以及規(guī)范化操作水平是數(shù)控機械加工的核心。人為因素導(dǎo)致生產(chǎn)中的安全責(zé)任事故、停工停產(chǎn)事故現(xiàn)象廣泛存在，因此加大技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)是剛需。首先，進行人員培訓(xùn)前，要明確崗位責(zé)任制，明確人員負(fù)責(zé)的管理內(nèi)容和質(zhì)量控制范圍，保證技術(shù)人員學(xué)以致用，在生產(chǎn)加工時有據(jù)可依。按照數(shù)控機械加工崗位職責(zé)實現(xiàn)自我提升和自我約束，降低了因操作失誤出現(xiàn)的安全問題以及停工現(xiàn)象。其次，崗位培訓(xùn)要有針對性，針對一線生產(chǎn)工作人員展開培訓(xùn)，促使生產(chǎn)人員熟練掌握數(shù)控機械加工流程，提高生產(chǎn)人員操作的嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性；不斷提高編程人員專業(yè)知識水平，增加程序檢驗與運作的方面的培訓(xùn)，保障編程人員能夠準(zhǔn)確判斷生產(chǎn)過程中程序是否存在誤差，出現(xiàn)問題能夠及時制止；提高維修人員的責(zé)任意識，鞏固他們的維修技術(shù)和實踐技術(shù)。另外，完善管理模式，構(gòu)建績效考核，建立激勵措施，不斷提高生產(chǎn)工作人員的積極性，增加數(shù)控機械加工效率。

4.5 不斷加強生產(chǎn)管理

數(shù)控機械在運行的過程中，需要結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實際把數(shù)控機械技術(shù)的功能完全發(fā)揮出來，這樣才能提高企業(yè)的加工的效率與質(zhì)量?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和傳統(tǒng)的手工機械操作比較，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是通過與現(xiàn)代先進的信息技術(shù)的融合，可以生產(chǎn)出批量的、難度大的零件。企業(yè)的生產(chǎn)制造過程中，要加強普通零件和難度大的零件之間的加工時間管理，合理調(diào)控時間的間斷，既要保證零件的質(zhì)量，又要降低零件的生產(chǎn)成本，同時減少零件的加工時長。例如，加工缸體零部件時，是通過中心加工法進行加工的，中心加工法除了可以提高零件的精準(zhǔn)度，還可以提高零件的加工效率與質(zhì)量。如果在加工過程中沒有有效地運用中心加工法，只是在零部件的中心位置進行穿孔操作或者標(biāo)線作業(yè)，然后把零件轉(zhuǎn)移到鉆床上，通過電鉆進行鉆孔，這樣會就會使零部件的加工效率大大降低。所以，使用數(shù)控機械加工時，相關(guān)技術(shù)人員需要不斷地分析研究機械加工技術(shù)與工藝，強化生產(chǎn)加工的管理，及時發(fā)現(xiàn)加工過程中出現(xiàn)的問題，并采取積極的措施，利用先進的生產(chǎn)管理理念，創(chuàng)新生產(chǎn)管理模式，最終達(dá)到加工效率提高的目的。數(shù)控機械加工的效率和企業(yè)的經(jīng)濟效益是一體的，所以通過加強數(shù)控機械加工的生產(chǎn)管理，能實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益提高[5]。

5 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)不僅在人們生活中廣泛應(yīng)用，隨著信息化的延伸，數(shù)字化開始應(yīng)用于各個大型工業(yè)生產(chǎn)中。數(shù)控技術(shù)對于我國的機械制造業(yè)有著非常重要的影響，是我國機械制造業(yè)發(fā)展的動力。因此，我國要加大數(shù)控機械加工技術(shù)的優(yōu)化步伐，實現(xiàn)整個機械制造行業(yè)的全面發(fā)展，進而促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。