提高數控機床機械加工效率的方法探討

王雪 陳蕊 丁志杰

黃河交通學院，焦作市數控銑床設備工程技術研究中心 河南省焦作市 454950

1 引言

我國自進入21 世紀以來，科學技術水平飛速發展，現階段已實現了信息化技術的大范圍普及。現階段我國市場競爭壓力巨大，各企業想實現持續發展，就必須結合實際情況進行相應的技術改革，充分引入信息化技術，對生產方式以及經營模式進行創新。機械加工質量對于我國國民生活水平造成直接影響，同時對于綜合國力的發展起到至關重要的作用，傳統的機械加工效率低下，無法滿足市場需求，因此需要相關工作人員對傳統數控技術進行全面分析，通過相應措施提高數控機床機械加工效率。

2 提高數控機床機械加工效率的重要意義

機械加工過程當中，需要相關工作人員充分引入信息化技術，提高自動化水平，充分發揮出我國社會主義現代化強國的優勢。通過信息化技術以及自動化技術的引入，提高相關設備的穩定性，實現其高效運行。除此之外，充分利用自動化技術，還能夠在保證機械加工效率得到顯著提升的基礎之上，降低機械設備的運行成本，同時提高企業的整體經濟收入。傳統的機械加工方式雖然也能夠保證生產效率達到市場需求，但是相對來說，其所需要投入的時間、精力以及人力資源成本相對較高。現階段我國部分企業內部的數控機床的相關運行機制不夠完善，因此在實際加工過程當中，機械操作人員的綜合水平不足，甚至存在部分企業為壓低成本，減少操作人員數量，導致加工效率低下，無法滿足市場需求。設備的長期運轉會導致其出現相應損耗以及零部件損壞問題，大大延長了加工周期并降低加工效率。在這樣的條件下加工出來零部件精準度較低，甚至無法投入使用。

相關工作人員如果綜合素質以及專業水平是影響機床整體機械加工效率的主要因素，如果操作人員在實際操作過程當中操作不當，就會大大降低機床機械加工效率。在合理引入并全面應用信息化技術之后，數控機床能夠在實現自動化控制，提高機械加工效率。

3 影響數控機床機械加工效率的主要因素

數控機床如今已經成為了機械加工企業的關鍵生產設備，但數控機床在實際運行過程中存在諸多的影響因素，若不給予有效的控制則可能會對企業的正常生產造成一定的負面影響，其主要包括以下幾點：一是編程程序。數控機床的運行主要通過編程程序進行控制，操作人員需要通過計算機編程系統，依據實際的生產需求進行相應的編程工作，以實現對數控機床的有效控制。二是故障維修。從某種角度來看，故障問題是影響數控機床加工效率的核心因素。由于數控機床自身的結構復雜，且運行環境存在諸多不確定因素，導致數控機床的故障問題頻繁。此外，目前多數機械加工企業針對數控機床的故障問題缺乏統一的判定標準，一旦數控機床出現故障問題，輕則會影響機械加工企業的正常生產效率，重則會直接造成生產線的運行停滯。三是加工制度不完善。盡管數控機床是具有高度自動化特征的現代機械加工設備，但其本質上依然是機械加工的組成部分，其在實際運行過程中需要與其他加工環節緊密結合，只有這樣才能從根本上保障加工效率。從大部分機械加工企業的工作現狀可以看出，多數企業在數控機床規范化操作方面存在一定的不足之處，沒有緊跟時代發展潮流，沒有及時調整加工制度，缺乏及時性的調整與監督，導致現行的加工制度與實際生產之間存在相互脫節的現狀。此外，大部分機械加工企業并不重視對加工制度的制定與更新，其僅僅是片面強調加工效率，忽視了加工制度的根本性作用。四是生產管理不科學。從數控機床的運行環境角度來看，數控機床在實際運行過程中會受到管理、環境、設備質量等多方面因素的影響，而在諸多影響因素的牽制之下，施工機床的加工效率長期難以提升。從某種角度來看，在缺乏科學生產管理的基礎上，加工程序混亂、加工指令反復出現的情況并不少見，這不僅在一定程度上浪費了時間，同時也會影響到數控機床的運行穩定性，導致其加工效率與性能下降，增加了數控機床的管理難度。五是刀具換刀點與路徑規劃不合理。在使用數控機床的過程中，刀具的路徑規劃的是一大重點環節，其將直接影響到數控機床的加工效率。在進行大規模生產時，數控機床往往需要長時間保持高負荷運轉，前期應當依據實際的加工需求，對刀具的路徑進行科學規劃，且需要確定刀具的具體換刀點，減少換刀的頻次和時間。這不僅可以減少機械加工過程中的實際耗時，同時也能夠提升機械加工的效率。而在實際當中，刀具換刀點與路徑規劃不合理的現象并不少見，尤其是在生產任務繁重的情況下，操控人員沒有充足的時間進行規劃，這也直接影響到了數控機床的加工效率。

4 提升數控機床機械加工效率方案

4.1 運用先進的機床刀具

機床刀具的質量和先進性能夠直接影響到數控機床機械加工效率，因此需要相關工作人員結合實際情況運用先進的機床刀具進行機械加工。我國相關工作人員對于機械加工行業協會內部進行了相應調查，調查結果顯示，多數企業在應用數控機床進行機械加工時，都是采用金切數控機床，相對來說其能夠有效地提高數控機床效率。金切數控機床的應用之所以能夠提高機械加工的效率，主要是因為其能夠減少機床的運行時間和整體計劃切削時間。提高數控機床加工效率的主要方式就是在有限的時間內提高其對產品的切削效率，在同樣的時間內，減少對機械的維修維護時間，就會增加對產品的切削時間。切削產品的時間周期增長，就越能夠有效提高數控機床機械加工效率，在有限的時間內生產出更多的相應零部件。我國相關工作人員對于現階段數控機床的切削效率進行分析，發現數控機床的總切削效率等于切削的基本速度乘進給量。相關工作人員想要在保證數控機床的工作質量的基礎之上提升其整體工作效率，可以通過提高切削的基本速度或者是增加進給量的方式。隨著近年來我國市場對于數控機床機械加工效率的要求越來越高，數控機床的加工環境的強度也越來越高，因此相關工作人員必須結合實際情況提高切削刀具的質量和先進性，保證其耐高溫性等各方面性能。基于機械加工工程對于機床刀具的需求，現階段我國多數施工團隊在實際機械加工的過程當中，會采用硬質的合金材料或陶瓷的刀片，相對來說其耐磨性較其它類型的刀具更高。實驗顯示，硬質的合金材料或陶瓷的刀片的工作效率確實高于其他類型的刀具，但是其劣勢也較為明顯，那就是采用這類刀具，會大大增加加工成本。為在保證機械加工最終整體工作質量以及效率的基礎之上降低加工成本，需要相關工作人員對于硬質的合金材料的刀具或陶瓷刀具的應用時間進行合理規劃，充分發揮出其最大效率。實際加工過程當中所需要采用的刀具類型，需要相關工作人員結合實際情況以及工程的實際特點進行合理選擇，不同類型的工程所需要的刀具的類型也有所不同。通常情況下，在同一個加工工程內，需要用到不同類型的數控刀具，需要相關工作人員結合實際情況對各類數控刀具的應用順序進行合理規劃。

提高機械加工的效率的主要方式就是通過相應手段提高數控機床的應用效率，通常情況下可以采用揚長避短的方式使數控機床在機械加工過程當中充分發揮出其作用。相對于其他類型的傳統機床來說，數控機床在我國的起步相對較晚，但是其在機械加工行業中的應用效率卻相對較高，因此至今其應用范圍相對較廣，主要是因為數控機床的整體功能以及性價比都更高，其不但能夠對普通的零件實現高效率的生產，也能夠對大規模的產品進行批量化的生產。除此之外，部分復雜零件是無法通過傳統的機床進行加工的，而數控機床能夠高效的完成這一工作。相對于其他類型的機床來說，數控機床的性能以及質量也相對較高，其在進行一些較復雜的工作過程當中不會因為外在因素而出現運行卡頓等情況，平穩的運行能夠有效的提高其生產出來的零部件的精確度。根據相關工作人員對于現階段我國機械加工過程的調查，發現在多數機械加工過程當中，都存在部分的操作人員對于機床運行原理的認知程度不足，從而在實際操作過程中出現疏忽，降低了整體工作質量的情況。比如在加工中心完成部分打孔工作后，立馬轉移到其他機械上進行切削以及鉆孔，這會大大降低整體加工效率。針對以上問題，需要相關工作人員加強對于實際操作人員專業知識以及專業水平的培訓，提高其對于機床運行原理的了解程度和實際操作水平，使數控機床充分發揮出其在機械加工中的作用。

4.2 提升工作運行的基本綜合素質，建立完善員工基本制度

機械加工過程當中，實際操作人員的專業水平對整體機械加工效率造成直接影響。現階段我國多數機械加工團隊人員的綜合素質以及專業水平不足，這主要是因為機械加工相對來說屬于人員密集型作業，其對于操作人員的數量需求較大。目前我國人才市場上存在的專業相關人才數量無法填補其缺口，部分工廠內部會出現專業水平不足的工作人員。針對這一問題，需要相關工作人員充分重視，可以通過加強福利政策以及校企合作等方式，結合實際情況不斷對外引進高質量人才。同時不斷對于內部的工作人員的專業水平以及綜合素質進行提升，具體可以從以下幾方面進行：（1）需要管理階層定期組織相關工作人員外出參加相應的培訓以提高其專業理論知識，打造企業內部高標準、高素質且規范化的操作團隊；（2）定期聘請相關領域的專家到企業內部進行講座；（3）在每次培訓過后進行相應的考核，除此之外在實際的工作過程當中，也需要定期對相關工作人員的專業水平進行考核，將其專業能力與績效相掛鉤，帶動員工自主進行相關學習的積極性。

是否存在完善且系統的考核管理制度是各企業在其實際經營過程當中的管理模式是否達標的重要指標之一，如果相關工作人員想要提高操作人員的專業水平，從而提高機械加工整體效率，就需要相關工作人員結合實際情況建立完善的監督考核管理制度。保證各項措施能夠實際落實在各個崗位以及各個環節上，通過完善的措施，對各操作人員在實際工作過程當中的不良行為進行約束，同時提高其責任意識和專業水平。

現階段我國多數機械加工廠當中對于人員的管理的重視程度不足，因此其管理模式較為落后，需要管理階層充分重視這一問題。結合數控機械兼顧新型電子計算機與傳統機床的特性，對相關操作人員以及工作人員的管理方式進行創新以適應時代的發展。

4.3 提升軟件開發與基礎應用的效果

數控機床在機械加工過程當中的應用效率能否提高與相關軟件和基礎應用的先進性存在密不可分的關系。相關工作人員需要加大對于數控機床相關科技的研發力度，通過對編程序的基本設計以及維修維護，實現數控技術的自動化、數字化以及精密化。提升軟件開發與基礎應用的效果，在此基礎之上提升操作人員的基本業務水平與熟悉掌握數控機床并使用知識技能的能力。在對其進行研發與設計的過程當中，需要相關工作人員結合實際情況按照標準的操作流程進行，避免出現重大失誤，以保證數控機床的平穩運行和質量提升作為主要目標。

4.4 提高機床的斷屑與冷卻效果

數控機床在使用過程中，若是對鋼材等進行加工，需要注重采用刀具幾何參數與切削量的設計，確保刀具設計的參數滿足鋼材的加工要求。為了提高數控機床的加工效率，需要提高機床的斷屑與冷卻效果，從而提高機械生產效率。數控機床在加工過程中，經常會發生較長的帶狀切削現象，導致加工材料的表面不平整，同時對于刀具具有較大的損傷。帶狀切削的現象比較難以修復，并且機床加工環節處于封閉狀態，增加了維修的難度。想要從根本上避免這類問題的出現，就需要提高機床的斷屑與冷卻效果。在實際開始加工之前，應當依據客戶的實際需求，合理調整切削操作的具體設置，明確具體的切削形狀、外觀等，從而針對性的對數控機床參數進行調整，以達到提升加工質量和效率的目的。此外，合理的參數調整還能夠保證數控機床的運行安全性，避免在加工過程中發生事故，而影響到正常的生產進度。

4.5 提高數控機床可靠性

為提升數控機床的實際應用價值，保證數控機床的穩定運行，就必須采取科學的方式，強化數控機床的可靠性。機械加工企業在選擇數控機床時，應當優先考慮設備廠家的實際生產能力，在目標預算之內，選擇質量、性能優異的數控機床，且需要與設備廠家之間構建長期性的合作關系，確保在數控機床出現故障問題時能夠有所保障。而在實際使用數控機床的過程中，自動切換系統、數據控制中心是最易發生故障的部分，一旦其出現故障問題不僅會直接影響到生產安全性，同時也會影響到企業的經濟效益。因此，為提高數控機床的可靠性，機械加工企業應當構建專業化的數控機床維護保養隊伍，確保在數控機床發生故障問題后能夠及時進行維修，以免影響到正常的生產進度。同時，機械加工企業還應當制定系統的檢查和維護制度，定期對數控機床進行運行檢修，分析其運行狀態，及時發現潛在問題，避免問題擴大而導致故障的出現。

4.6 優化設備選型

機械加工企業在選擇數控機床設備時，應當加強對數控機床設備選型的研究，以滿足自身的實際生產需求，保證數控機床的運行穩定性和生產效率。在實際應用數控機床的過程中，應當優化數控機床的設備配置，選擇先進的、高質量的零配件，以提升數控機床的使用壽命。在設備選型時，首先需要考慮數控機床的切削能力，而具有高速切削能力的數控機床則應當同步具有出色的穩定性。在選擇刀具時，一般結合常規生產強度進行刀具規格的選擇，刀具一般使用具有較強硬度的合金刀，且需要具有一定的耐磨性，避免因為頻繁更換刀具而影響到數控機床的加工效率。

5 結語

數控機床在現階段我國機械加工中的應用范圍相對較廣，其對于提高機械加工的效率起到至關重要的作用，但是在實際加工過程當中仍然存在著諸多缺陷，需要相關工作人員不斷結合實際情況對相應技術進行研發與創新，提高機械加工的效率。機械加工的整體效率受到多種外在因素的影響，相關工作人員在對其進行提升的過程當中，需要綜合考慮多方面的因素，從不同角度出發提出相應優化措施。