分析機械數(shù)控加工技術(shù)水平提升的方法

全永強

（廣西機電職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530007）

1 機械數(shù)控加工技術(shù)的重要性

就機械數(shù)控加工技術(shù)而言，其本身有很強的特殊性，而且可以有效地把工作人員從繁重的勞動中解放出來，最大限度地避免因人為失誤造成生產(chǎn)失誤。[1]機械指導加工技術(shù)作為目前我國制造業(yè)應(yīng)用頻率比較高的關(guān)鍵技術(shù)，在生產(chǎn)加工方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，與此同時對于社會經(jīng)濟進步和人民生活水平提升也有非常大的影響。所以要想將該技術(shù)的優(yōu)勢更好地發(fā)揮出來，就必須要加大相關(guān)工作人員在該技術(shù)中的應(yīng)用研究。對數(shù)控加工技術(shù)進行高效應(yīng)用，能有效推動企業(yè)生產(chǎn)效率持續(xù)提高，同時還能促使我國制造企業(yè)平穩(wěn)健康地發(fā)展[2]。通過對數(shù)控加工技術(shù)實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題及不足進行分析，提出了一些解決對策，從而進一步推動我國制造產(chǎn)業(yè)全面升級及發(fā)展。機械數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)大面積應(yīng)用到我國制造行業(yè)當中，并在實際應(yīng)用過程當中得到不斷優(yōu)化，進而有效推動制造行業(yè)飛速發(fā)展。但從現(xiàn)狀看，受各種因素限制，使這一工藝的應(yīng)用效果還不夠顯著。機械數(shù)控加工技術(shù)的實質(zhì)是指專業(yè)工作人員綜合前一階段所建立的規(guī)范還要求進行程序設(shè)計，然后再在數(shù)控設(shè)備中錄入程序?qū)υ撓到y(tǒng)進行運行，機械數(shù)控加工設(shè)備可以結(jié)合控制系統(tǒng)所設(shè)計的命令進行機械加工操作，從而可以確保加工的質(zhì)量和效率。同時，通過機床的選型，也可以達到一定的提升機械設(shè)備自動化水平的目的。機械數(shù)控加工技術(shù)最適宜應(yīng)用于加工部件構(gòu)造復雜、加工量小、精度要求高等生產(chǎn)加工工序，該技術(shù)對我國制造業(yè)發(fā)揮著不可忽視的影響，所以人們?nèi)找嬷匾曔@方面的研究，并且投入了大量的經(jīng)費來開展相關(guān)的發(fā)展，對我國經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重大意義。在科學技術(shù)不斷進步的背景下，機械數(shù)控技術(shù)被廣泛地應(yīng)用，給人們的生活帶來了很大的方便，同時也能夠推動我國機械制造企業(yè)取得更豐富的經(jīng)濟效益與社會效益，機械數(shù)控加工技術(shù)可視為我國機械制造的主流發(fā)展趨勢。機械數(shù)控加工技術(shù)在處理某些形狀比較特殊零部件時應(yīng)用效果比較出色，僅需對零部件尺寸和形狀屬性做適當調(diào)整即可，便能生產(chǎn)制造出所需零部件，并能滿足現(xiàn)代制造業(yè)對于零件結(jié)構(gòu)和工藝提出的更高要求。當前機械數(shù)控加工技術(shù)已成為一種新的機械加工手段，它的使用范圍日益擴大，并逐步得到社會認可。機械數(shù)控加工技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠有效帶動生產(chǎn)效率提升，同時還能夠起到對制造準備練習和機床調(diào)整時間進行控制的作用[3]。

2 機械數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的特點

當前，數(shù)控加工技術(shù)已被廣泛運用于機械、汽車、輕工、醫(yī)療等一些重要的行業(yè)中，應(yīng)用的特點體現(xiàn)在以下幾點。

2.1 高速、高精度加工

為提升機械零件的加工質(zhì)量與等級，數(shù)控加工技術(shù)也在實踐中逐步展現(xiàn)出了高質(zhì)量與高效率。以航空裝備制造為例，因其復雜的飛機結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，對產(chǎn)品的性能提出了十分苛刻的要求；再比如，汽車工業(yè)就要求生產(chǎn)合格的汽車部件，以達到國家標準，這需要企業(yè)具備先進的機械制造水平。此外，數(shù)控加工的精度有了質(zhì)的提高，已完成普通級向精密級和超精密級過渡，目前已步入納米級數(shù)控加工階段，這些改變充分表明，數(shù)控加工技術(shù)已適應(yīng)機械工業(yè)生產(chǎn)需要。我國當前數(shù)控機床行業(yè)市場空間巨大，在國家政策持續(xù)支持下，其未來前景良好，相關(guān)企業(yè)也會從中獲益并迎來迅猛發(fā)展的契機。

2.2 智能化、網(wǎng)絡(luò)化加工

就機械工業(yè)生產(chǎn)而言，數(shù)控加工技術(shù)智能化主要表現(xiàn)為加工效率與加工質(zhì)量兩個方面，自動化程度越高的機床在生產(chǎn)過程中所起的作用也就越大。智能控制系統(tǒng)在整個加工過程中起著控制中心的作用，它可以通過采集工藝數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且輸出相關(guān)命令。例如零件加工中會采用自適應(yīng)控制技術(shù)，自適應(yīng)控制技術(shù)能夠提供前饋控制、自動識別以及電機參數(shù)自動運算等方面的服務(wù)，能夠有效地改善設(shè)備的整體驅(qū)動性能。在中國制造業(yè)逐步向高端轉(zhuǎn)型升級大環(huán)境中，數(shù)控機床已經(jīng)從傳統(tǒng)機床廠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控銑床為核心的現(xiàn)代裝備產(chǎn)業(yè)。而且這一變化正在跟上國際先進水平的步伐，今后數(shù)控化的趨勢也會越來越明顯。此外，數(shù)控加工技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展已成為目前國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)發(fā)展的主要方向，其能夠在很大程度上滿足生產(chǎn)線與制造系統(tǒng)之間信息集成的要求，是現(xiàn)階段實現(xiàn)全新制造模式中至關(guān)重要的一環(huán)。

2.3 開放式的體系結(jié)構(gòu)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度發(fā)達的今天，數(shù)控加工技術(shù)正在不斷地完善與充實著相關(guān)系統(tǒng)體系。開放式體系結(jié)構(gòu)是指利用軟硬件資源研制的下一代數(shù)控系統(tǒng)，它可以和其他硬件和軟件有機地結(jié)合在一起。開放式結(jié)構(gòu)擁有強大的開放接口能力、多種可擴展功能、良好的可擴展性和靈活性。它既可為客戶提供開放式系統(tǒng)集成資源，又可根據(jù)客戶需求對數(shù)控系統(tǒng)進行靈活配置，現(xiàn)已被日本和美國機械加工行業(yè)所充分利用。

近幾年，中國機械工業(yè)逐漸邁向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化時代，給機床制造業(yè)提出了新的要求：必須使數(shù)控機床由傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)向智能裝備；增強企業(yè)核心競爭力。采用開放式體系數(shù)控系統(tǒng)不僅能增強數(shù)控加工技術(shù)通用性、適應(yīng)性與可擴展性，而且能有效地縮短機械零件生產(chǎn)周期[4]。

3 機械設(shè)計中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 生產(chǎn)研發(fā)方便操作

數(shù)控加工技術(shù)可以通過智能檢測系統(tǒng)檢測和控制產(chǎn)品生產(chǎn)，運行狀態(tài)，以可視化運維模式應(yīng)用機械產(chǎn)品、對研發(fā)狀況的控制，采用編程序語言控制設(shè)計。另外，本技術(shù)可把某些參數(shù)設(shè)置在自動輸入狀態(tài)下，以達到設(shè)備和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步的目的，提高了系統(tǒng)的自動化水平及效率。比如在機械產(chǎn)品的研究與開發(fā)中，技術(shù)人員只需要改變多項研究與開發(fā)指標，配合系統(tǒng)測試即可對元件研究與開發(fā)質(zhì)量進行校驗，為產(chǎn)品的設(shè)計提供技術(shù)支撐[5]。

3.2 減少了加工時間

數(shù)控加工可以在尺度上，系統(tǒng)操作模式下對元件加工和設(shè)計，如在可視化管控下把握各個元件生產(chǎn)狀態(tài)，減少總體加工操作作業(yè)時間等。該技術(shù)能夠使整個生產(chǎn)線從設(shè)計到投產(chǎn)周期由原來的1-3 個月減少至6-9 天；并且，通過對生產(chǎn)信息分析，可有效降低原材料采購成本。此外，本技術(shù)能夠同時執(zhí)行多個加工程序并能夠確保操作精度處于一定的操作誤差之內(nèi)，不僅提高了整體加工質(zhì)量，而且還減少了整體制造過程中的作業(yè)時間。

4 機械數(shù)控加工技術(shù)影響因素

4.1 換刀方式和走刀路線的操刀路線不夠科學

該問題存在將在一定程度上破壞機械數(shù)控加工效果，應(yīng)根據(jù)不同加工需求實際設(shè)計道具加工路線，走刀路線一旦存在不合理問題，勢必給數(shù)控機械加工效率與效果帶來很多制約。

一是問題的提出對刀具材料而言，需要結(jié)合實際情況來選用適當?shù)牡毒卟牧喜趴梢杂行Т_保在加工時所用到的部件均能達到最優(yōu)切割精度。

二是還要注意機床結(jié)構(gòu)設(shè)置要合理，這樣才有利于工作效率。

三是應(yīng)重視對操作人員能力的培養(yǎng)。

4.2 數(shù)控機床的布置

我國機械制造業(yè)發(fā)展經(jīng)過數(shù)十年，機械技工技術(shù)已經(jīng)大面積應(yīng)用于各種零部件加工生產(chǎn)中，數(shù)控機床經(jīng)過一段時間事件實踐應(yīng)用，常發(fā)生老化或磨損現(xiàn)象，嚴重時會造成機床不能正常工作，使企業(yè)的經(jīng)濟效益下降。與此同時，數(shù)控機床還可能由于種種原因無法正常工作，例如：機械故障、電氣故障及人為因素的影響。這類問題的出現(xiàn)均會影響機械數(shù)控加工精度，因此機械制造廠商務(wù)須安排專業(yè)人員對數(shù)控機床進行定期檢查與維護，最大限度地延長了它的壽命，避免了各種生產(chǎn)事故，促使機械加工質(zhì)量得到了持續(xù)改善。所以，為確保機床長期平穩(wěn)使用，就需要做好相應(yīng)的維護工作，確保機械設(shè)備可以正常工作。但從實際生產(chǎn)工作狀況看，一些生產(chǎn)廠商不從可持續(xù)發(fā)展角度考慮問題，而更重視短期利益，由此造成了許多企業(yè)都忽略了數(shù)控機床日常管理。如不及時采取適當措施，極有可能對機床造成嚴重損失或失效。

4.3 數(shù)控車編程

數(shù)控機床加工的實質(zhì)就是根據(jù)工作人員所制定的加工程序?qū)嵤?，因此?shù)控機床的加工程序和數(shù)控加工質(zhì)量有著直接聯(lián)系。伴隨著科學技術(shù)的迅速進步與人民生活水平不斷提高，機械制造行業(yè)面臨著全新的機遇與挑戰(zhàn)，機械數(shù)控加工技術(shù)是其中的重要組成部分之一，它有著一定的優(yōu)勢與前景。時下，在機械數(shù)控加工過程中，程序編寫明顯不夠?qū)I(yè)，從而導致數(shù)控加工精度達不到設(shè)定的標準，由此影響機械加工工作整體精度與穩(wěn)定性，同時也會造成企業(yè)巨大經(jīng)濟損失。所以在機械數(shù)控加工過程中應(yīng)該強化程序編制，保證機床的加工精度可以得到切實的保證；與此同時，還要做好相應(yīng)的管理。

5 提高機械數(shù)控加工技術(shù)水平的有效方法

5.1 提高數(shù)控組網(wǎng)技術(shù)

在數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)化是大勢所趨。所以，必須要依據(jù)加工設(shè)備特征對數(shù)控設(shè)備組網(wǎng)進行有針對性的運行，繼而提升數(shù)控設(shè)備的管理水平，確保加工的質(zhì)量與效率。通過網(wǎng)絡(luò)能夠很容易地把加工數(shù)據(jù)輸送到計算機當中，并且在計算機當中對其進行加工，從而能夠讓人們擁有更加高效的工作。在數(shù)控加工中，數(shù)控機床的加工組網(wǎng)操作就是采用計算機NC加工程序的錄入來實現(xiàn)對設(shè)備的加工，它可以避免人為錄入所產(chǎn)生的錯誤處理，減少加工失誤率，極大地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益；同時也減少了加工過程的時間和節(jié)約了生產(chǎn)成本；并可節(jié)約人力成本、物力及財力，減少人工成本。此外，系統(tǒng)擴展性強，易于擴大應(yīng)用范圍。

5.2 選用適當機床刀具

機械數(shù)控加工涉及很多生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不同的加工環(huán)節(jié)、生產(chǎn)對象、生產(chǎn)方式都有一定的區(qū)別，對于機床刀具也有不一樣的需求。要想確保工件的質(zhì)量就必須選用合適的機械設(shè)備來加工，所以選擇合適的加工工藝方案至關(guān)重要，需要進行充分的知識儲備。切削刀作為機床加工過程中的一種重要刀具，依據(jù)刀具材料及耐磨度等因素來選擇適合的機床刀具，對于機械加工水平有很大的影響，而實際加工過程中，許多刀具是球頭狀型的，這類專業(yè)刀具的切割效果通常比較理想。同時，因用途廣，故又稱“萬能刀架”和“萬能工具柜”。在同樣的加工技術(shù)下，針對加工特點，選用合適的加工刀具，只有這樣才能提高機械數(shù)控加工的技術(shù)水平、減少換刀時間、降低成本、增加效益。

5.3 加強設(shè)備規(guī)范管理

在機械數(shù)控加工技術(shù)的運用中，數(shù)控設(shè)備是非常重要的，必須要對數(shù)控設(shè)備進行規(guī)范管理，確保加工的效果。為了提高這項工作的質(zhì)量，應(yīng)該提高工作人員對設(shè)備維護的意識，對數(shù)控設(shè)備進行定期的檢查、維修，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保設(shè)備的運轉(zhuǎn)。數(shù)控加工技術(shù)在運用中，要求對各類設(shè)備零件進行科學合理的歸類，對不同種類的加工工作進行分析，并根據(jù)具體的工作內(nèi)容來選擇合適的設(shè)備零件進而確保工作成效。另外，還需建立相應(yīng)的規(guī)章制度，并給予有關(guān)人員必要的培訓與輔導，以保證操作的安全性與有效性。此外，還應(yīng)該對數(shù)控設(shè)備進行合理的利用，避免設(shè)備受損或者失效，減少事故的發(fā)生，從而達到高效生產(chǎn)的目的。最后要對不同種類的數(shù)控加工工序進行規(guī)范，在選用適當機床和順利實現(xiàn)加工技術(shù)的前提下，還要確保技術(shù)資料的標準化，這些都是工作人員對設(shè)備進行檢修時非常重要的，并且減少了維修時間，使該裝置能盡快恢復工作，從而提高了加工效率。

6 結(jié)語

總體來看，數(shù)控加工技術(shù)對我國綜合國力發(fā)展起著不可忽視的影響，目前我國機械數(shù)控加工技術(shù)的總體水平仍未達到成熟，在這當中還有很多問題需要大家進行有效解決，需要從多角度出發(fā)去解決現(xiàn)實中的問題，從而能夠為機械制造行業(yè)今后的健康平穩(wěn)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。