如何提高数控加工效率

魔神

    近年来，随着新型产品的不断出现和零件复杂程度的不断加大，数控加工以其强大的优势得到了迅速普及，已经成为一个企业争取市场优势的决定因素之一，因此，如何提高数控加工效率，充分发挥数控加工的优势，是许多企业面临的主要问题之一。

1 提高数控加工效率的方法

    数控加工技术虽然是一种计算机集成制造技术，但它离不开相应的管理及配套技术．要提高数控加工效率，应该提高认识、转变观念，完善和加强各种相应的配套技术措施和管理水平。

1.1 提高认识，转变观念

    第一，数控技术是一项综合技术，除数控机床外还必须有相应的配套技术，才能充分发挥的效率。

    第二，数控设备都有它的生命周期，一台新设备、一项新技术在一定的时期内会显示出很强的生命力，但随着时间的推移会逐渐被淘汰，取而代之的又是更新的技术和设备。

    第三，在数控加工技术的发展过程中，人的素质起着决定性的作用，这里的人包括管理人员、工程技术人员、工程维护人员和操作使用人员。

1.2 培养优秀的数控技术人才

    数控机床虽然智能化程度很高，但是人的作用却至关重要，没有技术好的编程人员，数控机床的效率就不可能得到有效地提高，没有好的机床操作者就达不到最佳加工方式，产品的合格率就会降低，同时也会大大降低数控机床的使用效率和缩短机床的使用寿命。

1.3 以管理和技术支持为后盾

    管理者对数控机床往往存在误区：譬如，认为加工中心一类的数控机床为贵重机床，粗加工不能用，太精密的工件又不一定能加工，这样，就自然把加工对象压缩到很小的范围内，使数控机床任务不饱满；给数控机床安排不合适的工件加工或不控制工件的毛坯质量，导致经常出现质量事故；生产管理的计划性不强，安排数控加工时不给与足够的技术准备时间，指望用数控机床来“突击加工”，但由于数控机床准备工时较长，经常出现不能按时完成任务的情况．因此，管理层对数控技术的应用的发展也具有重要的作用。

    1.3.1 刀具的管理措施

    与进口刀具相比较，国产刀具质量较差，表现为几何尺寸的精度低，表面粗糙，寿命短，为了提高数控加工效率和加工质量，可以从以下几个方面采取措施：第一，对刀具进行预调，这样可以减少刀具在机床上的安装调整时间，减少操作者刀具准备的时间，

    第二，刀具刃磨。这里指重磨，数控机床所使用的刀具最好是数控刀具磨床所磨的刀具，当刀具用钝时，应及时刃磨后入库，保证出库的刀具能够正常使用。

    第三，对刀具进行计算机管理。随着数控加工复杂程度的不断增加，刀具的管理也越来越复杂，对刀具的人工管理容易产生错误。所以，应该推行刀具的计算机管理，刀具的计算机管理应该包括出入库管理、借还管理、配刀管理、刀具尺寸的测量管理、刀具的寿命管理、刀具的报废管理、统计报表、刀具的查询、与切削参数数据库连接的接口以及刀具库的维护等内容。关于刀具的种类和库存量，应根据数控机床的数量，不断充实扩展。

    1.3.2．工装夹具的应用与管理

    工装夹具的选择与工件的安装时间和测量时间有直接关系，也就是与加工的辅助时间有关系。

    （1）推广和改进组合夹具及组合真空夹具的应用，缩短辅助时间。

    （2）尽可能提高工件基准选择的统一性，减少工装定位的工作量和夹具的数量。

    （3）采用定力夹具，防止工件产生装夹变形，提高加工精度。

    （4）积极推广工装夹具的计算机辅助管理。

    1.3.3 产品的设计工艺

    （1）圆角、斜角的大小变化要尽量统一，从而简化编程和刀具选择。

    （2）设计合理的工件结构，使其更适合于数控加工。

    （3）改进工艺，使表面粗糙度和尺寸精度更加合理。

    1.3.4 毛坯工艺与管理

    （1）提高定位基准精度，使加工余量均匀。

    （2）提高毛坯质量，如应力消除等，防止产生加工变形。
   
    1.3.5 合理安排工艺路线

    应该采取措施防止和减少零件变形；如果反复修正基准，可采用无应力装夹；对重要零件应采取粗加工后自然时效。

    1.3.6 零件试切

    要严格产品试切制度，认真作好试切记录；对于首件产品的试切加工，编程工艺人员应该亲自到达现场指导。

    1.3.7 及时完善各种配套标准建设

    在缺乏标准的情况下，要完善和制定相关标准，如工艺参数特别是高速铣削参数的标准的制定。
   
    1.3.8 数控加工的管理

    数控加工具有很大的灵活性，工件种类繁多且大多结构比较复杂，需要刀具的种类和数量也比较多，因此，合理有效的管理至关重要。

    第一，零件的编程。编程的管理主要包括编程准备工作的安排、编程所需原始资料的获取（如CAPP、共夹量具、刀具标准等）和程序的管理（包括介质管理和信息管理）。

    编程准备工作主要包括刀具准备清单和进度情况、刀具的使用频率和磨损情况以及工夹量具库的管理。

    第二，机床的维护．机床的维护包括三个方面内容：（1）预防性维护，以保证机床的正常运行；（2）故障性维修，消除故障，恢复设备的正常运行；（3）对老的数控机床进行改造，以降低新设备投资费用，充分提高设备的使用效率。

    为了搞好机床的维护工作，要注重搜集相关资料（特别是进口机床），准备必要的机床维修备件，定期对机床维修人员进行必要的培训，并提高数控加工技术人员的待遇。

    同时，还要注重环境温度的控制。夏天高温，机床的故障率会相应提高，因此，厂房应该有降温措施，对于开放式厂房，粉尘浓度高，易造成数控设备的故障，所以，应该改善数控加工车间的环境条件。

    第三，实现调度自动化。

2 以创新工艺方法为重点

    工艺技术人员是产品生产中的重要保证，工艺技术人员必须了解每台数控机床的各项参数，只有这样，才能知道什么零件在什么机床上加工效率高，数控机床上加工的零件应该怎样装夹才能加工的又快又不变形等。目前，一般公司现有的工艺方法还不能有效提高数控机床的加工效率，应该多进行相关方面的培训，在工艺方法上进行创新，提高数控机床的加工效率。

3 实现柔性制造

    柔性制造系统是指适用于多品种、中小批量生产的具有高柔性且自动化程度极高的制造系统。柔性是FMS的最大特点，即系统内部对外部环境的适应能力，自动化是指将手工操作减至最低，甚至最后完全取消。FMS克服了传统的刚性自动线只适用于大量生产的局限性，表现出了对多品种、中小批量生产制造自动化的适应能力．随着社会对产品多样化、制造低成本、制造周期短的要求日趋迫切，由于微电子技术、计算机技术、通讯技术、机械与控制技术的进步，柔性制造技术发展迅猛并且日臻成熟。

    柔性制造系统（FMS）通常包括3台以上的CNC机床（或加工中心），由集中的控制系统及物料系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工管理，FMS是使用柔性制造技术最具代表性的自动化制造系统．由于装配自动化技术远远落后于加工自动化技术，产品的最后装配工序一直是现代化生产的一个瓶颈问题．研制开发适用于中小批量、多品种生产的高柔性装配自动化系统，特别是柔性装配单元（FAC）及相关设备已经越来越广泛的引起人们的重视[1]1-10。

4 结论

    要提高数控加工效率，要从观念转变、人才培训、工艺改进、柔性制造、设备维护和综合配套管理几个方面进行，经过实践摸索，证明以上方法是行之有效的，而且已经获得相关企业单位的认可，正在得到应用和推广。