數控機床機械加工效率的提高方法研究

呂國賞

摘 要：在中國特色社會主義市場經濟不斷發展的今天，我國的工業現代化建設也不斷迎來新突破，各種各樣的先進生產設備投入使用，不少先進技術得到應用，在保證工業化生產質量的同時，也提升了工業制造和生產效率。數控機床是比較具有代表性的工業設備，它在機械加工中扮演著重要角色，解決了人工加工存在的誤差大、效率不高的問題。本文結合具體生產實踐，對數控機床機械加工中存在的問題進行分析，并在此基礎上對如何提高數控機床機械加工效率進行研究。

關鍵詞：數控機床 機械加工 提高效率

數控機床在機械加工中的應用，保證了機械加工的效率和精準度，這種加工方法一經出現就顛覆了機械加工的傳統模式。在技術人員不斷探索之下，數控機床機械加工效率更是不斷提升。但是這并不意味著數控機床機械加工方法已經完全成熟，其中仍然存在不少問題，需要在實踐中進行探索研究，尋找解決之策。

一、數控機床機械加工中存在的問題

（一）頻率與操刀設計問題

頻率與操刀設計不合理就是數控機床機械加工中存在的一個不容忽視的問題。從實際工作經驗來看，有許多機械加工企業在使用數控機床進行生產的時候，陷入了頻率與操刀配合不到位的困境，給機械加工造成不便。同時，數控機床的操作人員沒有考慮到細節問題，忽略了夾具和走刀線路的重要性，這也給機械加工帶來一定負面影響。

（二）數控機床使用問題

數控機床的應用，保證了我國制造業的發展水平和發展速度。但是從實際情況來看，很多機械加工企業都沒有采取措施延長數控機床的使用年限，在長時間使用數控機床進行生產的同時，沒有及時安排專門的技術人員對數控機床進行定期整修維護，即使發現數控機床存在精準度下降的問題，也沒有采取有效措施進行處理，這降低了數控機床的使用價值。有一部分機械加工企業雖然認識到了數控機床維護的重要性，但是無論是維護流程還是整修效率都有待進一步提升。

（三）機械加工程序問題

數控機床在機械加工中的應用，離不開各種程序的支持，通過計算機程序控制設備進行機械加工，最終才能完成生產任務，而保證計算機程序的合理性，是提升機械加工效率的必然手段。然而，從具體的數控機床機械加工情況來看，程序不合理的問題并不少見，其很可能會導致數控機床加工效率的大幅度下降。

（四）操作人員能力水平問題

利用數控機床進行機械加工有一定難度，生產過程比較復雜，只有擁有專業技術和理論知識的操作人員，才能確保這一過程順利進行，否則在生產步驟出現問題的情況下很難及時采取措施進行處理，直接影響到數控機床機械加工效率。目前，有部分機械加工企業的操作人員對數控機床的了解不夠深、專業技術水平不高，如有一些操作人員無法完成程序編寫的有關工作，在實際工作中普遍存在指令編寫錯誤、編寫速度過慢等問題。同時，還有一部分操作人員缺乏數控機床操作和維護保養相關知識，對復雜操作力不從心，存在機床誤動、精準度降低甚至設備停運等一系列風險。

二、數控機床機械加工效率的提高方法

翼座是某機械設備上的重要零件，整體采用鋼管加工而成。鋼管材料最薄處只有1.8mm，加工難度比較大。該零部件的尺寸要求比較高，加工后發生變形的可能性較大。在過去的加工模式下，這一零部件的形位公差難以保證。這一零部件比較具有代表性，因此筆者在參考其加工過程后，提出如下數控機床機械加工效率的提高方法。

（一）選擇先進的工藝技術

第一，數控機床機械加工效率是否能夠得到提升，不僅取決于數控機床設備的更新速度，也與所選擇的工藝技術是否先進有密切關系。因此，機械加工企業可以在了解自身實際經濟條件的情況下，選用更加高效的新工藝技術進行加工，以提升數控機床機械加工效率。

一是在處理硬度比較大、表面結構比較復雜的機械零部件時，可以應用具有針對性的電火花加工鍛模、激光深孔加工技術，從而達到保證加工精度與效率的目的。

二是在處理零部件毛坯的過程中，除了應用傳統加工技術之外，還可以利用冷鍛、粉末冶金、風力鑄造等新方法，保證毛坯的加工精準度，從而縮減需要利用切削工藝進行處理的部分，達到提升數控機床應用效率的目的。

三是相比于過去比較常用的切削機，冷軋、滾壓等技術明顯更符合機械加工的需求，其處理過程不會產生金屬屑，加工速度也更快。

第二，要嚴格遵循具體問題具體分析的工作原則，根據機械加工的具體需求，確定不同的加工量，以保證數控機床機械加工效率。

一是在零部件粗加工程序中，可適當調整數控機床和刀具的吃刀量、進給量和中低切削速度等一系列參數，保證粗加工在短時間內完成。二是在零部件精細化處理過程中，操作人員可將吃刀量控制在0.2～1.5mm之間，同時提升切削速度等，確保精加工順利進行。三是為使數控機床機械加工順利進行，操作人員還需要結合機械加工的具體需求，選用耐久度比較好的刀具，避免中途更換刀具等影響到加工效率。

第三，對數控機械加工進刀工藝整體合理性進行分析。

一是在加工中刀具振動會影響尺寸的精度，在過去的鏜刀改進中多利用角刀來保證精度，在進行彈簧底座同底面加工時，由于筒身狹窄、排屑不暢，加工難度比較大，而且表面粗糙問題十分嚴重，針對這一問題，應該采用螺旋插補的方式進行加工優化。在牽引座和軸箱定位處除了要提高刀具加工的精度之外，還要利用精密銑刀進行分層切削，確保切口的形狀一致。在精細切口時不能一刀銑到位，因為每個接口的鏜刀量并不相同，很容易引起過期超差的問題，因此在測量之后需要對修改刀的參數進行加工，通過高速切銑加工工藝，按照順銑的方法提高刀具的平穩度。

二是要將數字化和精細化工藝作為輔助，合理運用加工軟件對刀的整體走向和起始點進行優化，提高切削的精細程度。改進數控機床加工工藝能夠滿足精益生產的要求，提高加工質量。

（二）提高數控機床自動化水平

在信息化快速發展的背景下，通過計算機技術來取代傳統的進刀操作，能夠實現精細化生產，而且還能提高生產效率和質量。

自動化技術是新時期我國高新科技的重要成果，它能夠在工業生產當中發揮重要作用，而想要保證機械加工的效率，就必須提升數控機床的自動化水平。

首先，要充分認識到自動化技術與數控機床結合的重要性，通過專業化軟件系統以及一系列信號傳輸交換技術，對數控機床加工過程進行有效管理，從而解決數控機床自動化程度不高的問題，保證數控機床加工效率。

其次，數控機床機械加工自動化技術能夠保證機械加工的連續進行，這對于控制加工成本、保障經濟收益有一定的積極作用，同時在工作環境和人員安全方面也具有保障作用。

最后，自動化技術與數控機床機械加工行業的結合，能夠在一定程度上提高加工制造的環保價值，通過對生產模式的優化、對生產過程的自動化控制，機械加工的材料浪費率會大幅度下降，這完全符合我國可持續發展的新要求。

（三）提升操作人員的綜合能力

數控機床機械加工本身有一定的復雜性，操作人員的專業素質和綜合能力決定著數控機床機械加工的質量，無論是機械加工設計、具體操作還是更換刀具這一類的細節問題，都離不開操作人員的參與和努力，操作人員專業素質決定著數控機床機械加工質量。因此，企業應組織一線操作人員參加技術培訓，不斷提高相關操作人員的專業技術水平和綜合素質。

另外，為確保培訓能夠取得成效，應引進現代化企業的獎懲制度，對參與技術培訓的操作人員進行培訓考核，根據其技術掌握情況、參訓態度等給出具體評價，對表現優良者予以獎勵，對未達標者給予一定的懲罰，從而使他們更加重視、更加積極地參與培訓活動，為提升數控機床機械加工效率作出努力。

在數控機床機械加工工藝不斷改進的背景下，數控機床機械技術人員要提高自身的綜合素質，在上崗之前要認真學習技術操作的要求，同時考取資格證書。企業要為技術人員提供崗前培訓機會，讓技術人員能夠將理論知識與實踐知識緊密結合，確保技術人員的水平全面提升。企業在招聘技術人員之前，還要對人員的資格證書和操作技術水平等進行全方位審查，通過以老帶新的方式促進知識的傳授，提高技術人員的操作能力。

（四）規范數控機床操作

我國的數控機床機械加工行業不斷發展，時至今日，數控機床加工越來越朝著標準化方向發展，和傳統的數控機床加工模式比較起來，現在應用的加工設備越來越先進、越來越復雜，操作難度不斷提升，功能性越來越突出。在這種情況下，機械加工企業必須認識到標準化流程對提高加工效率的重要性，根據機械加工的實際情況，建立規范化的數控機床機械加工流程，要求每一個操作人員嚴格遵守規范流程進行操作，杜絕可能存在的質量問題。

（五）加大對機械加工過程的管理力度

數控機床機械加工過程比較復雜，要保證數控機床機械加工的效率，機械加工企業必須根據實際生產能力，結合現有的數控機床設備特點等，做好機械加工的過程管理工作。

首先，企業應根據現階段的加工任務制定具體可行的生產管理方案，并保證生產方案能夠細化到每日任務、每周任務等，嚴格貫徹落實生產目標。

其次，要充分認識到數控機床機械加工現場管理的必要性，嚴格遵守車間生產制度的有關要求，做好加工過程的旁站管理，從而降低數控機床機械加工事故的發生概率。

最后，對參與數控機床機械加工的人力資源和設備進行有效分配，保證每一項資源都能得到最優利用，提升數控機床機械加工的效率。

（六）做好相關設備的選型及配置

要提高數控機床機械加工的效率，一方面要提高工作人員的技術水平和企業的生產管理能力;另一方面，機械加工企業還需要認識到數控機床本身對加工效率的影響，根據企業資金流動情況、項目加工規模等，做好數控機床的選型配置工作。

第一，要做好數控機床的品牌選擇工作。通常情況下應采購行業口碑好的大品牌設備，在沒有特殊生產要求的前提下，選擇數控系統統一的設備型號，這樣能夠保證數控機床設備后續維修的順利進行，提升數控機床機械加工控制的便利性，有助于提升數控機床機械加工效率。

第二，要根據數控機床的加工特點，合理配置刀具等。與傳統的機床相較，數控機床的移動速度及給進速度都非常高，切削精度也較好，這保證了機械加工的效率;但是與此同時，其對刀具的要求也更高，常規的碳素鋼刀并不能滿足數控機床的高效加工需求，工作人員可結合具體情況選擇硬度更高的合金刀具，避免刀具損壞，影響加工效率。

（七）做好機床維護和管理

數控機床機械加工能否順利進行，很大程度上取決于數控機床的運行效果，想要讓數控機床保持高效穩定運行，必須做好數控機床的維護管理工作。

首先，要做好數控機床的潤滑處理，數控機床本身具有自動潤滑裝置，但是工作人員需要根據其標號按時加注潤滑油等，盡可能選用優質品牌的潤滑油，避免劣質產品對數控機床的正常運行造成影響。

其次，要安排專門的人員負責數控機床的日常維護工作，制訂數控機床定期整修計劃，每周進行一次例行檢查、每月進行一次設備精修。從根本上避免數控機床故障擴大導致無法運行的問題，使之能夠在最佳狀態下完成設備加工任務，提升數控機床機械加工效率。

（八）提高軟件開發與應用能力

數控機床的機械加工過程離不開軟件系統的支持。在軟件系統出現問題的情況下，數控機床機械加工的效率也必然會受到一定的負面影響。因此，今后機械加工企業除了要做好數控機床設備的采購管理之外，還需要加強軟件系統的有關管理工作，有效提升數控機床機械加工的效率。

例如，要加大投資力度引進相關人員，聘請具有專業教育背景、軟件編程經驗豐富的技術人員參與生產，避免因編程操作失誤而出現停工、停產問題。

三、小結

機械加工是工業化發展過程中比較重要的一個方向，數控機床的應用，從一定程度上保證了數控機床機械加工的效率。在今后的發展中，機械加工企業應采取規范數控機床操作、做好相關設備的選型及配置、做好機床維護和管理、提高自身軟件開發與應用能力等一系列措施，提高數控機床機械加工效率，從根本上確保機械加工的順利進行。

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（作者單位：銅陵市中等職業技術教育中心）