淺談數(shù)控技術(shù)機(jī)械加工效率優(yōu)化

郭炳棟

摘? 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，先進(jìn)機(jī)械加工制造業(yè)也遇到了適合的機(jī)遇。數(shù)控設(shè)備的機(jī)械加工成型是制造業(yè)加工產(chǎn)品的重要模式之一，數(shù)控設(shè)備的加工效果會(huì)影響制造業(yè)相關(guān)企業(yè)的整體發(fā)展水平，在生產(chǎn)過程中，企業(yè)為了盡量提高數(shù)控設(shè)備的作業(yè)效率，必須重點(diǎn)針對(duì)數(shù)控設(shè)備加工模式進(jìn)行升級(jí)。該文研究了提高數(shù)控設(shè)備加工能效的意義和價(jià)值，并給出了數(shù)控設(shè)備加工效率提升的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;機(jī)械成型;加工效率

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

高端制造業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期，數(shù)控機(jī)床作為一類常規(guī)機(jī)床與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物在工業(yè)生產(chǎn)中取得了優(yōu)良的實(shí)際應(yīng)用效果。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的加工成型模式具有自動(dòng)化程度高、加工效率高、產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良以及成品實(shí)際精度相對(duì)較高等優(yōu)勢(shì)，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于制造業(yè)的升級(jí)發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用。現(xiàn)階段加工制造業(yè)領(lǐng)域里市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，如果想促進(jìn)制造行業(yè)的發(fā)展，就要求相關(guān)的企業(yè)針對(duì)數(shù)控設(shè)備的加工成型技術(shù)進(jìn)行更加深入的創(chuàng)新型研究，提高數(shù)控機(jī)床的加工成型工作效率。

1 數(shù)控加工成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 機(jī)械加工成型工作效率更高

加工成型技術(shù)在使用過程中必須相應(yīng)的工藝方法流程，例如精磨、拋光等，此類操作就能確保加工成型的零件在精度方面滿足有關(guān)技術(shù)要求，數(shù)控加工成型技術(shù)的合理使用，能夠提升機(jī)械加工成型工作的效率及品質(zhì)，在相關(guān)加工進(jìn)程中，電化學(xué)機(jī)械加工成型解決方案的應(yīng)用能夠降低加工溫度，并且針對(duì)硬質(zhì)合金材質(zhì)所應(yīng)用的切削應(yīng)力也能降低。數(shù)控加工成型技術(shù)在使用進(jìn)程中，能夠參照現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)于相關(guān)參數(shù)進(jìn)行有效的修正，切實(shí)符合有關(guān)要求，而且此類加工方法可以連貫地完成整個(gè)工藝過程，最大限度地提升了工作效率，也能夠提升經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 零件加工精度高

在通常情況下，數(shù)控機(jī)床加工進(jìn)程不需要人工操作，數(shù)控機(jī)床可以按照預(yù)先設(shè)定好的程序命令進(jìn)行加工及成型作業(yè)，可以去除人工操作導(dǎo)致出現(xiàn)的誤差，進(jìn)而確保零部件的加工精度及產(chǎn)品品質(zhì)。在數(shù)控機(jī)床加工的進(jìn)程中，為了保證被加工零件的精度及強(qiáng)度，采取了相關(guān)措施，例如：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床刀具進(jìn)給量在0.01 mm～0.00001 mm，在加工時(shí)相關(guān)程序可以對(duì)加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償，以此確保加工精度。使加工精度及定位精度均得大幅提高，保證零件加工的工藝一致性。

1.3 零件加工表面磨損程度較小

數(shù)控加工（圖1）技術(shù)在使用進(jìn)程中，一般是使用導(dǎo)電砂輪完成機(jī)械加工成型過程，此類加工模式具備較好的磨削效果。通常狀況下，可把金剛石鑲嵌或者結(jié)合在砂輪的前端，此類砂輪自身的磨損率會(huì)極大下降，僅為常規(guī)機(jī)械磨損率的20%，最大限度地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。磨頭的最大轉(zhuǎn)速是體現(xiàn)該數(shù)控機(jī)床的磨削效果，其最大轉(zhuǎn)速數(shù)值是60 000 r/min，使用高性能模擬信號(hào)輸出經(jīng)過變頻裝置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)磨頭。

2 制約數(shù)控設(shè)備加工成型工作效率的要素

數(shù)控設(shè)備的操作通常是借助數(shù)字化解決方案進(jìn)行控制，完成機(jī)械產(chǎn)品成型全過程把控，新時(shí)代背景下，國內(nèi)數(shù)控設(shè)備加工成型解決方案方面的研究已經(jīng)取得了顯著的成效，能夠基本保證制造業(yè)發(fā)展的要求，然而在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，還有一系列要素可能對(duì)數(shù)控設(shè)備加工成型作業(yè)效率產(chǎn)生不利影響，主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面。1）數(shù)控設(shè)備相關(guān)加工軟件程序不完善，先進(jìn)數(shù)控設(shè)備加工成型方案的使用，達(dá)成電腦自動(dòng)化操控的效果，加工進(jìn)程均是依靠電腦程序系統(tǒng)來執(zhí)行的。因?yàn)閲鴥?nèi)相關(guān)領(lǐng)域的電腦編程相關(guān)軟件的開發(fā)任務(wù)起步相對(duì)發(fā)達(dá)國家比較晚，導(dǎo)致現(xiàn)階段數(shù)控加工設(shè)備的軟件程序還不完善，這樣的情況在某種程度上影響了數(shù)控設(shè)備加工效率的提高，制約了國內(nèi)機(jī)械成型制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展進(jìn)步。2）換刀次數(shù)和動(dòng)作位置不科學(xué)，使用數(shù)控加工成型設(shè)備實(shí)施機(jī)械產(chǎn)品零部件加工成型時(shí)，必須對(duì)于零部件的綜合品質(zhì)進(jìn)行充分的研究，只有過硬品質(zhì)才能夠更進(jìn)一步提高設(shè)備的加工成型作業(yè)效率，確保在加工成型進(jìn)程中具備優(yōu)秀的平穩(wěn)性、連續(xù)性[1]。在零部件批量銑削制造過程中，必須保證數(shù)控設(shè)備換刀過程簡(jiǎn)便、互換性好，達(dá)到節(jié)省工時(shí)的目的，減輕相關(guān)零部件加工成型進(jìn)程中的機(jī)床相關(guān)刀具的磨損程度。然而在生產(chǎn)過程中，因?yàn)閾Q刀次數(shù)和位置不科學(xué)，就可能降低數(shù)控設(shè)備機(jī)械加工成型效率。3）數(shù)控機(jī)床應(yīng)用得不合理，國內(nèi)數(shù)控設(shè)備整體加工成型設(shè)備水平還處于相對(duì)比較落后的位置，而且數(shù)控加工成型設(shè)備更新?lián)Q代的頻率也相對(duì)較低，導(dǎo)致了在實(shí)際的生產(chǎn)加工成型進(jìn)程中，可能產(chǎn)生相關(guān)產(chǎn)品成型精度不達(dá)標(biāo)的狀況。數(shù)控加工成型設(shè)備出現(xiàn)故障后，還必須耗費(fèi)許多的時(shí)間成本、資金成本來實(shí)施維修作業(yè)，這樣的情況一定會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工設(shè)備作業(yè)效率大幅度降低。

3 數(shù)控設(shè)備加工成型作業(yè)效率合理改善的方略

在加工制造領(lǐng)域的市場(chǎng)化進(jìn)程中，企業(yè)為了最大限度地發(fā)揮出數(shù)控設(shè)備加工成型解決方案的實(shí)用價(jià)值，必須盡量配合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，采用適宜的方式，針對(duì)數(shù)控設(shè)備加工成型作業(yè)的效率進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)的操作，具體工作包括3個(gè)方面。

3.1 強(qiáng)化相關(guān)程序系統(tǒng)的研發(fā)

因?yàn)閿?shù)控設(shè)備加工成型解決方案對(duì)于相關(guān)企業(yè)的技術(shù)能力有極高的要求，相關(guān)企業(yè)為了使數(shù)控裝置的加工成型作業(yè)取得更理想的效果，必須加強(qiáng)數(shù)控加工設(shè)備程序的開發(fā)工作。數(shù)控加工成型技術(shù)關(guān)系到相關(guān)程序編寫者的業(yè)務(wù)水平、日常運(yùn)行維護(hù)能力等，借助適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序的創(chuàng)新研發(fā)，可以在很大程度上加強(qiáng)數(shù)控設(shè)備的自動(dòng)化水平，可以提高加工成型作業(yè)效率。采用控制解決方案是目前制造業(yè)科研的一個(gè)方向，該技術(shù)能夠完成針對(duì)數(shù)控設(shè)備加工成型過程的精準(zhǔn)操控，因此，有關(guān)公司還需要進(jìn)一步依靠先進(jìn)的數(shù)字科技，完成數(shù)控加工設(shè)備相關(guān)程序軟件的研究工作，依靠軟件完成自動(dòng)化生產(chǎn)加工成型的過程操控，這樣操作能夠完美解決人工作業(yè)可能的失誤、缺少相應(yīng)的相關(guān)工程技術(shù)人員等制約相關(guān)單位正常生產(chǎn)的狀況。制造業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)加強(qiáng)對(duì)數(shù)控設(shè)備加工成型相關(guān)程序軟件的使用，與有關(guān)的科研單位進(jìn)行協(xié)作，使相關(guān)科研院所能夠協(xié)助相關(guān)企業(yè)結(jié)合本身生產(chǎn)實(shí)際狀況推進(jìn)程序軟件的研究工作，推動(dòng)數(shù)控設(shè)備加工成型工作效率的大幅度提高。

3.2 合理地選取切削用的刀具

在相關(guān)制造行業(yè)企業(yè)數(shù)控設(shè)備加工過程中，切削類型的數(shù)控加工成型設(shè)備的使用相對(duì)比較普遍，根據(jù)行業(yè)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)，在數(shù)控設(shè)備加工過程中有75%左右屬于切削類型的金屬數(shù)控加工成型設(shè)備。在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，為了提高數(shù)控設(shè)備加工成型作業(yè)的效率，需要相關(guān)技術(shù)人員針對(duì)數(shù)控設(shè)備的刀具進(jìn)行合理挑選，確保切削類型的數(shù)控設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。在加工小批量的零部件時(shí)，可能導(dǎo)致其他數(shù)控設(shè)備處于閑置的情況，降低了其使用價(jià)值。因此，相關(guān)企業(yè)為了達(dá)到提高數(shù)控設(shè)備加工成型工作執(zhí)行效率的目的，就必須針對(duì)切削效率進(jìn)行合理控制。此外，在挑選適合的切削刀具時(shí)，為了提升進(jìn)給量，能夠加大切削速率，在數(shù)控設(shè)備加工成型過程中，進(jìn)給量和切削速率的乘積能夠完全體現(xiàn)切削作業(yè)的綜合效率，這對(duì)于切削加工成型作業(yè)效率的提高有很大幫助[2]。

3.3 改善生產(chǎn)管控

在推進(jìn)數(shù)控設(shè)備加工成型作業(yè)時(shí)，相關(guān)企業(yè)為了顯著提高數(shù)控設(shè)備加工成型的作業(yè)效率，還必須加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程管控的關(guān)注，全方位體現(xiàn)數(shù)控設(shè)備成型的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)化生產(chǎn)過程管理，更好地推行先進(jìn)制造理念。在數(shù)控設(shè)備加工成型進(jìn)程中，對(duì)成品精度和質(zhì)量的穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)較高，因此在實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)程中，相關(guān)工程技術(shù)人員必須對(duì)于整體工藝方案均有深入的理解，對(duì)于加工成型進(jìn)程中發(fā)生的問題，深入研究并探索，并研究科學(xué)的對(duì)應(yīng)方案，盡最大可能地降低外部環(huán)境要素對(duì)數(shù)控設(shè)備加工成型工作的影響，借此提升其作業(yè)效率[3]。

4 結(jié)語

總之，數(shù)控設(shè)備加工成型解決方案是目前制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，不僅反應(yīng)了企業(yè)的綜合水平，也關(guān)系到企業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)收益。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境愈加激烈的條件下，為了達(dá)到更進(jìn)一步加速制造業(yè)進(jìn)步的目的，必須全方位提高數(shù)控設(shè)備的作業(yè)效率，提升加工水平、運(yùn)營(yíng)管理水平，以此保證數(shù)控設(shè)備工作能夠迅速、穩(wěn)定的執(zhí)行，為相關(guān)企業(yè)的發(fā)展發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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