基于加工精度数控设备的质量与成本控制探析

张栋

（黑龙江农业工程职业学院，哈尔滨 150088）

基于加工精度数控设备的质量与成本控制探析

张栋

（黑龙江农业工程职业学院，哈尔滨 150088）

我们正处在一个社会高速发展及经济全球化的时代，质量和成本问题依旧是企业关注的焦点。本文以数控设备制造企业为对象，主要介绍数控设备加工精度的影响因素，分析数控设备质量与成本之间存在的关系，并进行制造企业数控车床质量与成本控制研究。

数控设备；制造企业；加工精度；质量；成本

对于数控设备制造企业的管理人员而言，如何将企业产品质量和成本之间的关系调整好，以有效控制产品的质量与成本，使产品质量最优的同时消耗的成本最低，这是企业的首要任务，对于企业核心竞争力的提升至关重要。

1　数控设备加工精度的影响因素

数控设备的精度指标主要有3个，即加工精度、定位精度及重复定位精度，而数控设备最终所追求的就是加工精度，它是衡量数控设备工作性能最重要的精度指标之一［1］。影响数控设备加工精度的因素主要包括以下几种：第一，几何误差。几何误差有3类，即原始制造误差、刀具制造误差、机床控制系统误差。数控设备原始制造误差是指各个部件工作表面的质量、几何形状、位置等出现偏差所引起的误差；刀具在生产制造过程中会产生安装误差，还有机器加工运行时的磨损也会产生刀具误差；机床控制系统误差包括机床轴系伺服误差、数控插补算法误差。第二，热变形误差。它是指数控机床内部的热源、环境热扰动造成机床结构出现热变形，从而产生误差。第三，加工原理误差。当系统的处理方法错误时，就会产生处理原则误差。第四，工艺系统会在切削负荷的影响下产生变形而形成误差。它包括数控设备本身、工件、刀具及夹具的变形误差。第五，机床振动误差。在进行切削加工时，数控车床的运行状态极可能落入不稳定区域，将激起强烈颤振，造成加工工件的表面质量恶化。此外，数控设备加工精度的影响因素还有检测系统测试误差、外界干扰误差、夹具误差等。

2　数控设备质量与成本之间的关系

数控设备的质量与成本之间是相互影响、对立统一的关系［2］。首先，在数控设备质量与成本的两大目标关系中存在对立的一面，具体表现为：如果制造企业对于数控设备质量的目标要求较高，那么需要花费的时间、投入的资金就较多。换言之，如果企业重视产品的质量目标，就必须将成本目标降低；如果企业把成本过分减少，在确保工作量一致的前提下就无法保证产品质量。因此，制造企业必须合理地协调数控设备的质量目标与成本目标。其次，在数控设备质量与成本的两大目标关系中存在统一的一面，具体表现为：如果制造企业在制定成本计划时同时做到可行和优化，那么产品的质量不仅能得到保证，还能适当缩短生产周期；相应地，制造企业在保证生产进度的前提下科学地提升质量水平，也能减少因质量问题带来的返工、维修等情况的发生率，从而将生产成本降低。因此，制造企业协调数控设备质量与成本控制目标是可行的。通过分析得知，在满足精加工的条件下，数控设备的质量—成本变化关系主要有以下3种：

第一，当达到目标成本之后，数控设备的质量水平接近目标质量，制造企业为节省费用，做出的生产决策不应再追加过多成本。

第二，数控设备质量与成本之间是一种线性关系，当目标成本达到之后，需要增加一定的成本，才能实现数控设备既定的目标质量。

第三，当目标成本达到之后，制造企业数控设备距既定的质量水平还较远，做出的生产决策应增加成本，才能确保数控设备达到质量目标。

3　制造企业数控车床质量与成本控制研究

在此，笔者以某经济技术开发区的一个数控设备有限公司生产的多主轴数控车床为例，研究其质量与成本控制。

通过对市场进行调查和分析得知，当前能满足市场约80%客户需求的数控车床加工典型件的加工精度是0.002 mm，数控车床整体的精度是0.02 mm。车床的机械结构取决于数控车床的精度，因此在各个部件的选型方面应满足这一要求。数控设备的组成部件种类繁多、数量庞大，其中能影响数控车床加工精度的部件种类与数量也较多，但我们不能将所有的部件都考虑进研究过程，站在生产实际的角度也是不必要的。因此，笔者在这里只研究了数控车床中两个较典型的部件，分析其选型问题。

案例以多主轴数控车床的鼓体X和三齿盘Y两个部件为考虑对象，收集这两种部件的待选型号，获得相应的技术参数、费用报表，分别见表1和表2所示。

表1　鼓体数据库

表2　三齿盘数据库

根据上述表格中整理出的部件型号的技术参数、成本费用，分析并提出以下选件思路：

首先，制造企业在选择数控设备的生产材料时，其基础应是技术指标。如制造企业可在所有的备选方案里面选出跟质量及精度等技术指标更符合的部件，但这并不代表技术指标越高的就越合适，因为技术指标越高，意味着需要花费的成本就越大，但制造企业的目的是盈利，对于技术的要求过高就跟实际情况不符。其次，当某一个部件的技术指标过高时，通常很难找寻与之相匹配的配套设备。数控车床是一个庞大而繁杂的机械系统，各个部件需要相互配合才能确保系统的正常运行，当各个大小部件之间的配合出现问题时，不仅会影响数控车床的加工精度，还会带来一定的经济损失，严重时还会引发一系列安全问题。因此，当制造企业必须要考虑成本因素时，选择的部件就应是技术性能次好的；当选择的部件不能满足技术要求时，就要适当使用技术补偿手段来达到既定要求；如果通过技术补偿手段依旧无法达到技术要求，就只能选择价格高的部件。

4　结语

在基于数控设备加工精度的前提下，找寻最优的质量与成本已经演变成为制造企业获取市场份额、赢得利润的关键途径。由于传统控制产品质量的方法不能提供准确的成本信息，本文通过对数控设备选件过程的质量与成本的关系进行分析，提出制造企业基于加工精度控制数控设备质量与成本的选件思路，希望对制造企业的生产实际提供参考。

主要参考文献

［1］丁美玲.数控车床加工精度的影响因素分析及对策［J］.机电信息，2014 （15）：75.

［2］刘恒.应用多核处理器的高精度实时数控系统设计［J］.煤炭技术，2013 （6）：183－185.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.09.057

F273

A

1673-0194（2015）09-0113-02

2015-01-24