基于加工精度數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量與成本控制探析

張棟

（黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150088）

基于加工精度數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量與成本控制探析

張棟

（黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150088）

我們正處在一個社會高速發(fā)展及經(jīng)濟全球化的時代，質(zhì)量和成本問題依舊是企業(yè)關(guān)注的焦點。本文以數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)為對象，主要介紹數(shù)控設(shè)備加工精度的影響因素，分析數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本之間存在的關(guān)系，并進行制造企業(yè)數(shù)控車床質(zhì)量與成本控制研究。

數(shù)控設(shè)備；制造企業(yè)；加工精度；質(zhì)量；成本

對于數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)的管理人員而言，如何將企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和成本之間的關(guān)系調(diào)整好，以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量與成本，使產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)的同時消耗的成本最低，這是企業(yè)的首要任務(wù)，對于企業(yè)核心競爭力的提升至關(guān)重要。

1　數(shù)控設(shè)備加工精度的影響因素

數(shù)控設(shè)備的精度指標主要有3個，即加工精度、定位精度及重復(fù)定位精度，而數(shù)控設(shè)備最終所追求的就是加工精度，它是衡量數(shù)控設(shè)備工作性能最重要的精度指標之一［1］。影響數(shù)控設(shè)備加工精度的因素主要包括以下幾種：第一，幾何誤差。幾何誤差有3類，即原始制造誤差、刀具制造誤差、機床控制系統(tǒng)誤差。數(shù)控設(shè)備原始制造誤差是指各個部件工作表面的質(zhì)量、幾何形狀、位置等出現(xiàn)偏差所引起的誤差；刀具在生產(chǎn)制造過程中會產(chǎn)生安裝誤差，還有機器加工運行時的磨損也會產(chǎn)生刀具誤差；機床控制系統(tǒng)誤差包括機床軸系伺服誤差、數(shù)控插補算法誤差。第二，熱變形誤差。它是指數(shù)控機床內(nèi)部的熱源、環(huán)境熱擾動造成機床結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱變形，從而產(chǎn)生誤差。第三，加工原理誤差。當(dāng)系統(tǒng)的處理方法錯誤時，就會產(chǎn)生處理原則誤差。第四，工藝系統(tǒng)會在切削負荷的影響下產(chǎn)生變形而形成誤差。它包括數(shù)控設(shè)備本身、工件、刀具及夾具的變形誤差。第五，機床振動誤差。在進行切削加工時，數(shù)控車床的運行狀態(tài)極可能落入不穩(wěn)定區(qū)域，將激起強烈顫振，造成加工工件的表面質(zhì)量惡化。此外，數(shù)控設(shè)備加工精度的影響因素還有檢測系統(tǒng)測試誤差、外界干擾誤差、夾具誤差等。

2　數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本之間的關(guān)系

數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量與成本之間是相互影響、對立統(tǒng)一的關(guān)系［2］。首先，在數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本的兩大目標關(guān)系中存在對立的一面，具體表現(xiàn)為：如果制造企業(yè)對于數(shù)控設(shè)備質(zhì)量的目標要求較高，那么需要花費的時間、投入的資金就較多。換言之，如果企業(yè)重視產(chǎn)品的質(zhì)量目標，就必須將成本目標降低；如果企業(yè)把成本過分減少，在確保工作量一致的前提下就無法保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此，制造企業(yè)必須合理地協(xié)調(diào)數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量目標與成本目標。其次，在數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本的兩大目標關(guān)系中存在統(tǒng)一的一面，具體表現(xiàn)為：如果制造企業(yè)在制定成本計劃時同時做到可行和優(yōu)化，那么產(chǎn)品的質(zhì)量不僅能得到保證，還能適當(dāng)縮短生產(chǎn)周期；相應(yīng)地，制造企業(yè)在保證生產(chǎn)進度的前提下科學(xué)地提升質(zhì)量水平，也能減少因質(zhì)量問題帶來的返工、維修等情況的發(fā)生率，從而將生產(chǎn)成本降低。因此，制造企業(yè)協(xié)調(diào)數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本控制目標是可行的。通過分析得知，在滿足精加工的條件下，數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量—成本變化關(guān)系主要有以下3種：

第一，當(dāng)達到目標成本之后，數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量水平接近目標質(zhì)量，制造企業(yè)為節(jié)省費用，做出的生產(chǎn)決策不應(yīng)再追加過多成本。

第二，數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本之間是一種線性關(guān)系，當(dāng)目標成本達到之后，需要增加一定的成本，才能實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備既定的目標質(zhì)量。

第三，當(dāng)目標成本達到之后，制造企業(yè)數(shù)控設(shè)備距既定的質(zhì)量水平還較遠，做出的生產(chǎn)決策應(yīng)增加成本，才能確保數(shù)控設(shè)備達到質(zhì)量目標。

3　制造企業(yè)數(shù)控車床質(zhì)量與成本控制研究

在此，筆者以某經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的一個數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的多主軸數(shù)控車床為例，研究其質(zhì)量與成本控制。

通過對市場進行調(diào)查和分析得知，當(dāng)前能滿足市場約80%客戶需求的數(shù)控車床加工典型件的加工精度是0.002 mm，數(shù)控車床整體的精度是0.02 mm。車床的機械結(jié)構(gòu)取決于數(shù)控車床的精度，因此在各個部件的選型方面應(yīng)滿足這一要求。數(shù)控設(shè)備的組成部件種類繁多、數(shù)量龐大，其中能影響數(shù)控車床加工精度的部件種類與數(shù)量也較多，但我們不能將所有的部件都考慮進研究過程，站在生產(chǎn)實際的角度也是不必要的。因此，筆者在這里只研究了數(shù)控車床中兩個較典型的部件，分析其選型問題。

案例以多主軸數(shù)控車床的鼓體X和三齒盤Y兩個部件為考慮對象，收集這兩種部件的待選型號，獲得相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)、費用報表，分別見表1和表2所示。

表1　鼓體數(shù)據(jù)庫

表2　三齒盤數(shù)據(jù)庫

根據(jù)上述表格中整理出的部件型號的技術(shù)參數(shù)、成本費用，分析并提出以下選件思路：

首先，制造企業(yè)在選擇數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)材料時，其基礎(chǔ)應(yīng)是技術(shù)指標。如制造企業(yè)可在所有的備選方案里面選出跟質(zhì)量及精度等技術(shù)指標更符合的部件，但這并不代表技術(shù)指標越高的就越合適，因為技術(shù)指標越高，意味著需要花費的成本就越大，但制造企業(yè)的目的是盈利，對于技術(shù)的要求過高就跟實際情況不符。其次，當(dāng)某一個部件的技術(shù)指標過高時，通常很難找尋與之相匹配的配套設(shè)備。數(shù)控車床是一個龐大而繁雜的機械系統(tǒng)，各個部件需要相互配合才能確保系統(tǒng)的正常運行，當(dāng)各個大小部件之間的配合出現(xiàn)問題時，不僅會影響數(shù)控車床的加工精度，還會帶來一定的經(jīng)濟損失，嚴重時還會引發(fā)一系列安全問題。因此，當(dāng)制造企業(yè)必須要考慮成本因素時，選擇的部件就應(yīng)是技術(shù)性能次好的；當(dāng)選擇的部件不能滿足技術(shù)要求時，就要適當(dāng)使用技術(shù)補償手段來達到既定要求；如果通過技術(shù)補償手段依舊無法達到技術(shù)要求，就只能選擇價格高的部件。

4　結(jié)語

在基于數(shù)控設(shè)備加工精度的前提下，找尋最優(yōu)的質(zhì)量與成本已經(jīng)演變成為制造企業(yè)獲取市場份額、贏得利潤的關(guān)鍵途徑。由于傳統(tǒng)控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法不能提供準確的成本信息，本文通過對數(shù)控設(shè)備選件過程的質(zhì)量與成本的關(guān)系進行分析，提出制造企業(yè)基于加工精度控制數(shù)控設(shè)備質(zhì)量與成本的選件思路，希望對制造企業(yè)的生產(chǎn)實際提供參考。

主要參考文獻

［1］丁美玲.數(shù)控車床加工精度的影響因素分析及對策［J］.機電信息，2014 （15）：75.

［2］劉恒.應(yīng)用多核處理器的高精度實時數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計［J］.煤炭技術(shù)，2013 （6）：183－185.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.09.057

F273

A

1673-0194（2015）09-0113-02

2015-01-24