機(jī)械設(shè)備管理及維修保養(yǎng)技術(shù)分析

劉思明

中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城計(jì)量測試技術(shù)研究所，北京，100095

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)制造過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，機(jī)械設(shè)備在長期運(yùn)行過程中，受到多種因素的影響，容易出現(xiàn)各種故障，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，機(jī)械設(shè)備管理及維修保養(yǎng)技術(shù)分析的必要性愈發(fā)凸顯。

1 數(shù)控半自動(dòng)車床概述

數(shù)控半自動(dòng)車床是一種先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，在制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。它主要通過數(shù)控技術(shù)對(duì)工件進(jìn)行高精度加工，具有自動(dòng)化程度高、加工精度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控半自動(dòng)車床主要由床身、主軸箱、進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成，各部分協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)高效的車削加工。車床加工設(shè)計(jì)圖見圖1。

圖1 車床加工設(shè)計(jì)圖

將原材料經(jīng)過一系列的機(jī)械加工，其形狀、尺寸等按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工，最終得到合格的零件。車床加工設(shè)計(jì)圖一般由設(shè)計(jì)部門根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)出圖紙，并將其交給制造部門進(jìn)行加工。在設(shè)計(jì)圖中要考慮到各種因素，包括工藝、材料、精度、成本等，以確保零件的加工質(zhì)量和性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

2 數(shù)控半自動(dòng)車床的機(jī)械設(shè)備管理

2.1 選型與購置管理

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，選購適合的數(shù)控半自動(dòng)車床，重點(diǎn)考慮典型零件的加工需求。在設(shè)備選型過程中，應(yīng)關(guān)注機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)的易操作性和易維修性[2]。優(yōu)先選擇本單位熟悉、性能先進(jìn)且來自同一廠家的控制系統(tǒng)。在選擇數(shù)控車床時(shí)，企業(yè)必須清晰地了解自己的生產(chǎn)需求。需要確定加工零件是簡單的還是復(fù)雜的，生產(chǎn)規(guī)模是小批量還是大批量生產(chǎn)，零件的加工精度要求是否苛刻，企業(yè)在設(shè)備上的投資預(yù)算是否充裕。

在選擇過程中，為了選擇與企業(yè)適配度高、適合的選型策略，應(yīng)了解企業(yè)文化和發(fā)展戰(zhàn)略，選擇與之相匹配的數(shù)控車床類型，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)線布局和工藝流程，選擇適合的數(shù)控車床規(guī)格和配置[3]。綜合考慮設(shè)備的性能、價(jià)格、售后服務(wù)等因素，選擇性價(jià)比高的數(shù)控車床供應(yīng)商。在購置數(shù)控半自動(dòng)車床之前，首先明確設(shè)備需要具備的功能?？紤]加工工件的復(fù)雜程度、所需精度、加工效率等因素，以確定所需的坐標(biāo)軸數(shù)、工作電機(jī)功率等。避免購買不必要的功能，以節(jié)省成本。詳細(xì)了解數(shù)控半自動(dòng)車床所使用的數(shù)控系統(tǒng)，優(yōu)先選擇具有智能化、自動(dòng)化程度高、操作簡便的數(shù)控系統(tǒng)，以降低操作難度和維護(hù)成本。在選購數(shù)控半自動(dòng)車床時(shí)，優(yōu)先考慮知名品牌和具有良好信譽(yù)的供應(yīng)商，確保設(shè)備質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定，同時(shí)能夠得到及時(shí)的售后服務(wù)和技術(shù)支持。

2.2 安裝與調(diào)試管理

設(shè)備進(jìn)廠后，組織專業(yè)人員進(jìn)行安裝調(diào)試，在安裝調(diào)試過程中，對(duì)操作人員、編程人員、維修人員和管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其掌握設(shè)備操作技術(shù)和維修保養(yǎng)技術(shù)[4]。重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)，與廠家提供的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，確保設(shè)備的性能達(dá)標(biāo)。數(shù)控機(jī)床裝配和調(diào)試數(shù)據(jù)見表1。

表1 數(shù)控機(jī)床裝配和調(diào)試數(shù)據(jù)

2.3 參數(shù)與數(shù)據(jù)管理

在進(jìn)行數(shù)控半自動(dòng)車床加工之前，可運(yùn)用G代碼編輯器和NC用友軟件預(yù)先檢查程序的正確性，仿真模擬數(shù)控半自動(dòng)機(jī)床的加工過程，針對(duì)機(jī)床、刀具位置參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如輸入刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)、輸入或修改零點(diǎn)偏置、輸入設(shè)定數(shù)據(jù)，以便在維修工作中參考使用。在進(jìn)行加工之前，除了對(duì)機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整外，還需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作。首先，需要輸入正確的參數(shù)，包括刀具參數(shù)、刀具補(bǔ)償參數(shù)、零點(diǎn)偏置等，以確保加工的準(zhǔn)確性和精度。其次，需要設(shè)定正確的參數(shù)數(shù)據(jù)，包括切削參數(shù)、切削液類型、切削速度等，以優(yōu)化加工過程并提高加工效率。

在調(diào)整機(jī)床和刀具時(shí)，需要密切關(guān)注加工過程中的細(xì)節(jié)問題。例如，在選擇刀具時(shí)，需要將被加工材料的硬度、加工精度、加工效率等因素計(jì)入考量，以確保選擇的刀具能夠滿足加工要求。注意機(jī)床的坐標(biāo)系、原點(diǎn)設(shè)置、坐標(biāo)偏移等參數(shù)，通過查看NC用友軟件上的歷史記錄和報(bào)警信息，了解機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和加工過程，為維修工作提供有力的支持。

以A生產(chǎn)模具公司為例，由于機(jī)床在某些時(shí)段的進(jìn)給倍率遠(yuǎn)低于正常值，機(jī)床各個(gè)軸的零點(diǎn)偏置異常，導(dǎo)致實(shí)際加工效率低下，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)電源要求較高。為此，針對(duì)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定和波動(dòng)大的問題，采用程序預(yù)先設(shè)置后，依照先外部后內(nèi)部、先機(jī)械后電氣、先靜后動(dòng)、先簡單后復(fù)雜的檢查步驟開展工作，及時(shí)解決此類問題，顯著提高生產(chǎn)效率，降低成本，確保生產(chǎn)過程中的每一步都嚴(yán)格遵守相關(guān)的工藝規(guī)定和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[5]。此外，還編寫了一些小程序，將G、M、S、T功能的全部指令都包含在內(nèi)。這些小程序可以在診斷故障時(shí)運(yùn)行，通過判斷數(shù)控半自動(dòng)車床的加工進(jìn)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。確保設(shè)備工作電壓的穩(wěn)定性和可靠性，配備自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器，以保證系統(tǒng)的正常工作。對(duì)電源附近的干擾源進(jìn)行排查和處理，減少電源波形的隨機(jī)性畸變，提高CNC系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最終，該項(xiàng)目得到了妥善的處理，A生產(chǎn)磨具公司成功地完成了項(xiàng)目，并獲得了客戶的高度評(píng)價(jià)。

3 基于FMEA失效模式分析保養(yǎng)策略

3.1 電氣系統(tǒng)防護(hù)與檢查

定期檢查電纜和插接頭的狀態(tài)，確保其連接良好，無破損和老化現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)插接頭進(jìn)水，應(yīng)立即處理并加強(qiáng)防護(hù)措施。對(duì)電氣系統(tǒng)中的元器件進(jìn)行定期檢查，如繼電器、接觸器等，確保其工作正常。如發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)碳化或線圈燒壞，應(yīng)及時(shí)更換。提高電氣系統(tǒng)的抗干擾能力，如采用屏蔽電纜、加裝濾波器等措施。定期檢查熔斷器和空氣開關(guān)，確保其工作正常。如發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷或空氣開關(guān)跳閘，應(yīng)查明原因并處理。定期檢查電源電壓穩(wěn)定性，確保其符合設(shè)備要求。如發(fā)現(xiàn)電源電壓不穩(wěn)，應(yīng)采取措施解決。此外，為了確保電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）定期清理電氣柜內(nèi)的灰塵和雜物，保持柜內(nèi)清潔。

（2）對(duì)電氣系統(tǒng)中的接線端子進(jìn)行定期緊固，防止松動(dòng)和接觸不良。

（3）定期檢查電纜和插接頭的絕緣性能，確保其符合電氣安全要求。

（4）在安裝和維護(hù)電氣系統(tǒng)時(shí)，要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保人員和設(shè)備的安全。

（5）對(duì)電氣系統(tǒng)中的元器件進(jìn)行備份和備件管理，確保在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)更換。

總之，電氣系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)是極其重要的，需要定期進(jìn)行檢查和維修，確保其正常運(yùn)行和安全使用。

3.2 機(jī)械部件保養(yǎng)與檢查

定期對(duì)數(shù)控車床的機(jī)械部件進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，如清洗、潤滑、緊固等，確保各部件工作正常，無磨損和松動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)易損件進(jìn)行定期檢查和更換，如刀具、軸承等，確保其性能良好，不影響加工質(zhì)量和效率。對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，如清洗油箱、更換液壓油、檢查密封件等，確保其工作正常，無泄漏和老化現(xiàn)象。對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，如清洗散熱器、檢查冷卻液等，確保其工作正常，能夠有效地降低設(shè)備溫度。

此外，還需要對(duì)數(shù)控車床的電氣部件進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，如檢查電線、插頭、插座等是否完好無損，確保其工作正常。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，如更新軟件、檢查硬件等，確保其工作正常，能夠準(zhǔn)確地控制車床的加工過程。對(duì)測量系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，如檢查測量頭、測量尺等是否準(zhǔn)確可靠，確保其工作正常。對(duì)機(jī)床的防護(hù)裝置進(jìn)行檢查和維護(hù)，如清洗濾清器、檢查防護(hù)罩等，確保其工作正常，能夠有效地保護(hù)機(jī)床免受灰塵、雜質(zhì)等的影響。如果發(fā)現(xiàn)防護(hù)裝置存在問題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修或更換，以確保機(jī)床的正常運(yùn)行和延長其使用壽命。同時(shí)，還需要對(duì)機(jī)床的其他部件進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)，如潤滑機(jī)床、檢查電氣系統(tǒng)等，以確保機(jī)床始終處于良好的工作狀態(tài)。

3.3 人為因素與環(huán)境因素控制

提高操作人員的技能和素質(zhì)，減少誤操作和設(shè)備損壞的可能性。對(duì)操作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，使其熟練掌握設(shè)備操作和維護(hù)技能。改善設(shè)備的使用環(huán)境，如控制溫度、濕度、灰塵等，確保設(shè)備在良好的環(huán)境下工作，延長其使用壽命。建立完善的設(shè)備管理制度和保養(yǎng)制度，確保設(shè)備的正確使用和及時(shí)維護(hù)。對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題。加強(qiáng)設(shè)備的日常巡視和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的異常情況。對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保其處于良好的工作狀態(tài)。為了確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長其使用壽命，還需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）數(shù)控機(jī)床在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的金屬屑和廢油等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)容易堵塞機(jī)床的導(dǎo)軌和滑塊，影響機(jī)床的精度和運(yùn)行效率。應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，包括清潔、潤滑、調(diào)整等，確保設(shè)備的各個(gè)部件都處于良好的工作狀態(tài)。

（2）對(duì)于一些關(guān)鍵設(shè)備，需要進(jìn)行定期的精度檢測和校準(zhǔn)，以確保其測量準(zhǔn)確度和工作穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床所需壓縮空氣的壓力應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，并保持清潔。管路嚴(yán)禁使用未鍍鋅鐵管，防止鐵銹堵塞過濾器。要定期檢查和維護(hù)氣、液分離器，嚴(yán)禁水分進(jìn)入氣路。

（3）對(duì)于一些高精度的設(shè)備，需要使用專業(yè)的工具和配件進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以確保其精度和穩(wěn)定性。要定期清潔機(jī)床的外表面和內(nèi)部，清除灰塵、碎屑等雜物，保持機(jī)床的干凈整潔。

（4）在使用設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格遵守設(shè)備的操作規(guī)程和安全規(guī)程，避免出現(xiàn)誤操作和安全事故。操作者必須熟悉本設(shè)備的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理以及控制程序，經(jīng)考試合格取得操作證后方可獨(dú)立操作。

（5）對(duì)于一些需要長時(shí)間運(yùn)行的設(shè)備，需要進(jìn)行定期的停機(jī)檢查和維護(hù)，以確保其正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控半自動(dòng)車床的機(jī)械設(shè)備管理和維修保養(yǎng)技術(shù)不僅關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，更涉及整個(gè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的保障。通過本研究提出的優(yōu)化方案，企業(yè)可以進(jìn)一步提升設(shè)備管理水平，降低故障風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展提供有力支撐。