有關數控機床提高加工效率的探討

摘要：文章從當前數控機床的發展現狀出發，分析了制約當前數控機床加工效率的各類因素，在實踐的基礎上總結和闡述了提高數控機床加工效率的幾種方法，最后結合自己的實際工作對提高數控機床的加工效率給出了一些自己的意見和建議。

關鍵詞：數控機床 刀具選型 加工效率

2002年，是國產機床產品的騰飛年，是中國機床業極具紀念意義的一年。到今年為止，機床業已經連續保持9年高速增長的態勢，位居世界機床第一大消費國和第一大進口國，2009年又首次成為世界機床第一大生產國，即使狂暴的金融危機來襲，也沒有動搖全行業持續發展的趨勢。然而，中國機床業的產品主要鎖定于中低端市場，直接導致該市場過度飽和，生產能力略有多余；而高端產品寥寥無幾，仍舊需要從國外花費巨額資金引進國內。我國機床業顯然已經順利打開局面，走出了小格局，但仍然期待著能夠向更高段階進發。

1 數控機床加工效率的影響原因

目前制約我國數控機床發展的主要因素，一是產品的技術性能指標與世界先進水平相比有明顯差距，主要表現在自動化和智能化的程度不高，適應極端環境如超高（低）溫、超高壓、超高速、高腐蝕、高輻射、高磨損的能力不強；二是產品質量與世界先進水平相比有明顯差距，突出表現在質量保障體系不完善，產品質量穩定性、可靠性差，某些產品在性能指標上技術含量較高但成熟度低，不能滿足用戶要求，可信度差。

1.1 數控機床分工不明確

在我國機床生產中數控設備的應用已經有20多年的歷史了，雖然這些年，對數控機床的維護和保養技術不斷地進行優化和改良，也制定了相應的操作規范和要求，然而，所有這些并不能完全消除機床本身的精度損耗，為了進一步控制其加工產品的質量，我們必須要對數控設備定期進行檢測和維修，確保所有的設備有著一個高精度的標準。對于成批生產的零件，必須要嚴格地進行區分粗、精加工設備的實際使用，由于粗加工過程其追求的就是高去除率、高速度、低精度，與其相反，精加工則要求的是高精度。粗加工過程中往往對所有設備的精度會造成嚴重的損害，所有我們通常都是將使用年限比較長、精度相對較差的設備作為粗加工專用設備，精度好和新設備的設備確定為精加工的設備，進一步做到對設備資源的科學搭配、合理分工，將機床對加工質量的影響降到最低，還要盡力延長數控設備的使用壽命，只有這樣才能有效地提高數控機床加工效率。

1.2 操刀位置缺乏科學性

在利用數控機床批量進行生產、尤其是在一些大批量的生產過程中，在確保加工質量的基礎上，進一步提高整個數控加工的效率、保證整個加工過程中的穩定性，所有這些都是經濟效益提升的基礎，數控的銑削批量加工的過程中，一般都是選擇一些相對簡便的方式進行換刀，這樣就能進一步減少整個換刀的輔助時間、減少了機床的磨損、降低了加工成本。在走刀路線安排、使用順序、夾具選擇、刀具排列位置等方面都必須要進行精細的分析、優化的設計，改進換刀點設置，減少實際運行的成本，從而進一步提高了加工的效率。

2 提高數控加工效率的具體做法

2.1 完善加工流程

要提高數控機床的加工效率不可能一蹴而就，必須下大力氣提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發和系統集成水平，加強重大技術成套裝備研發和產業化，突破并掌握高端測控系統、關鍵基礎零部件、高檔工作母機、特種專用優質原材料這四個瓶頸環節的關鍵核心技術，大力提高鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等基礎工藝水平，例如高端液壓件的毛坯鑄造技術等等。同時還要強化核心關鍵技術研發，強化行業基礎共性技術研究，集中力量開發并實施科技攻關重大專項，提升重大技術集成創新能力。通過自主創新攻克重點領域技術難題，掌握核心關鍵技術。

2.2 促進產業升級

加大投資調結構、促升級、求發展，決定了數控機床的明天和未來。據統計，近年來全國數控機床企業用于自身發展所完成的全部固定資產投資中，90%左右是自籌資金，國家預算僅占不到0.5%。但是，在這些固定資產投資過程中，存在著重外延擴張輕內涵提升、重加工制造輕研發試驗、重成套主機輕配套基礎、重眼前利益輕長遠發展以及跟風趨同多、注重特色少等嚴重問題。所以，使用自籌資金發展高端裝備，調整產業和產品結構，必須慎之又慎，切忌盲目投資，一哄而上。畢竟提高數控機床加工效率的條件要求很高，盲目發展的風險很大，一定要根據自身能力，揚長避短，突出重點。

2.3 利用成組技術

在實現零件的分組和編碼后，就可為每一種數控機床具體所適合加工的零件進行具體的分組，從而形成一個檢索的指令，之后利用這些具體的檢索指令，就能夠從大量的零件中快速地檢索出適合在一些特種加工的零件組或零件。一般情況下加工中心都是適合多品種、中小批量的零件加工，加工中心的刀庫容量相當大。所以刀具的實際品種也比較繁多，材料、規格各不相同，因此刀庫中所存放這些具體的刀具，什么時間需要更換等一系列問題，會直接影響到數控機床加工整個過程的生產效率。為了減少更換刀庫中的刀具次數，進一步提高機床的加工使用的效率，可以給每一組的工件配備一套具體的刀具，也就是說成組的刀具。成組刀具進行加工的并不是一種具體的零件，而是由幾種零件進行組成的一組零件。這樣就減少了更換刀具的時間，從而減少了輔助時間。

2.4 改進傳統產業

提高機床加工效率的本質是傳統產業的升級，在高端裝備制造業的強力牽引拉動下，傳統機床加工的發展方向將會更加明確。傳統機床加工的發展不僅為數控機床的發展提供了系統配套條件和環境的支撐，而且將加速全行業的由大變強。因此，發展新興產業與提升傳統產業必須統籌協調、相互促進，兩者不可偏廢。無論是數控機床還是傳統產業，都必須把大力提高產品質量的可靠性作為企業發展的重中之重。

3 結束語

綜上所述，隨著數控技術的快速發展，想要提高數控機床的加工效率。應從多方面著手，比如采用新型性能優良的切削液和高效率的冷卻、潤滑方法，降低切削力和切削溫度，改善刀具的受熱情況，延長刀具壽命，以及采用新材料刀具，優化加工性能及工裝卡具等各種渠道及方法來提高加工效率。

參考文獻：

[1]周祖德，陳幼平.現代制造系統的監控與故障診斷[M].武漢：華中理工大學出版社，2009.

[2]湯愛君，馬海龍.切削顫振特性的影響因素[J].工具技術，2011.4(8)：32-35.