探究数控机械机床加工效能提升的途径

神伟

（山东交通学院，山东 威海 264200）

在编写NC程序时，工作人员一定要结合自身经验分析加工件的参数特征，根据加工件的实际加工要求，选择合适参数的刀具，并依据刀具参数的设置规范，选择合适的进给量。更关键的是，由于在数控加工过程中涉及工件坐标系和机床坐标系的转换，为此，在选择进刀位置以及出刀位置时，工作人员应根据坐标系的设置规范，将坐标系的位置点编写进NC程序中。另外，为了确保加工的安全性，工作人员也应合理选择加工件的固定方式。如果加工件的固定状态不合理，也会影响数控机床的加工效率，甚至严重影响工件的加工质量。除此之外，对于一些需要长时间运行的数控机床而言，工作人员也要做好机床的维护和保养工作，特别是机床的主轴以及传动部分的维护和保养工作，包括主轴润滑、传动润滑等。同时，工作人员也应及时处理加工工件过程中产生的碎屑，以免对有效加工环节产生不利影响。

1 数控机床加工的一般要求分析

1.1 NC程序编写要求分析

工作人员在编写NC程序时，应严格遵守NC程序的编写要求，包括标准的程序指令以及编著的代码书写格式等。其中，工作人员在选择坐标字段时，应选择大写的英文字母，包括X、Y、Z、U、V以及W等，并且应将此类英文字母与准确的坐标数字相连接，连接符号一般选择加号或者减号。需要注意的是，从程序编写规范的角度分析，坐标类型的数字中不能包含小数点，否则，可能会与后续的进刀参数产生冲突。在一些特殊的情况下，如果必须使用小数点类型的数字，则需要确定数字的单位是否为mm。另外，在应用一些常规的指令时，工作人员需要明确此类指令代表的加工量参数的实际含义，如果加工量参数过多，应做好参数的记录工作，以免在调整程序时出错。此类功能性指令包括定位指令、插补指令以及加工方式选择指令和刀具补偿指令等。虽然NC程序的编写内容相对零碎，考虑的影响因素也相对较多，但由于NC程序的编写要求相对固定，编写方法也相对成熟，并且数控机床的程序模拟系统可为NC程序提供模拟运行的界面，这就可减小NC程序与实际的工件加工要求之间的差距，进而确保数控机床加工的安全性以及加工效能。

1.2 刀具使用要求分析

在数控机床的运行过程中，刀具参数的选择至关重要，无论是数控车床还是数控铣床，工作人员均需要根据加工件的材质以及规格参数选择合适公称直径的刀具。由于刀具的加工范围有限，不同刀具可承受的进给量也不同，导致如果刀具的选择不合适，会直接影响数控机床的整体加工效率。为此，工作人员在选择加工刀具时，应在确定具体的加工吃刀量和加工速率后，再结合机床运行的实际参数，包括转数以及进给速度等，选择可符合实际加工要求的刀具。另外，从刀具性能的角度分析，不同刀具的加工性能不同，对工件材质的适用能力也具有差异性。一般而言，数控机床的刀具库中刀具类型比较完善，工作人员在编写NC程序时，也往往会选择多种类型的加工刀具完成同一工件的加工过程。但需要特别注意的是，在换刀时，工作人员应从加工程序的层面调整好换刀参数，包括换刀的坐标值以及换刀之后的转数调整等，确保数控机床加工的安全性，并且也为加工效率的提升创造有利条件。

2 数控机床加工效能提升的基本方法分析

2.1 简化NC程序，优化刀具加工路径

简化NC程序，优化刀具加工路径是提高数控机床加工效能的最直接也是最有效的办法。数控机床一般分为数控车床和数控铣床，其中，数控车床的NC程序编写相对简单，可调整的参数并不多，零件的加工位置相对固定。若要从NC程序层面提高数控机床的加工效能，则在使用数控车床时，工作人员可从加工速率的角进行调整。一般而言，选择大的进刀量以及主轴转速可直接提升数控车床的加工效能，但由于刀具性能参数相对固定，其可承受的进刀量以及主轴转速有限，如果参数选择不合理，在实际的加工过程中，局部的温度可能过高，造成刀具表面出现淬火应力，导致刀具本身出现物理形变，影响刀具的实际加工性能，严重时甚至导致刀具损坏。为此，工作人员在调整数控车床的刀具加工参数时，应结合刀具的性能做好优化，不能盲目扩大数据范围。在使用数控铣床的过程中，可调节的参数相对较多，工作人员可从刀具的选择、加工路线的规划以及加工参数的选择等方面提高数控铣床的加工效能。在选择数控铣床的刀具时，由于加工单一零件的过程并非会使用一种刀具，为此，工作人员应做好刀具使用顺序的安排工作，并且将刀具的使用与加工路线的具体形式对应起来。在规划数控铣床的加工路线时，工作人员应在编写NC程序之前，根据加工件的实际规格参数，编写加工程序草稿，并在编写完成后对草稿程序进行审查。在初步审查无误的情况下，工作人员可将程序输入数控机床系统中进行加工调试，并不断修改程序，促使其达到最优的加工效能。

2.2 调整进刀参数，使用组合刀具

对于一些结构复杂的工件而言，其内部的结构和外部的结构之间并不连贯，坑槽和外部曲线轮廓的加工也需要调换不同的刀具，特别是对于一些特殊的零部件，类如叶轮等，此类工件的加工过程十分复杂，需要多轴数控加工机床的参与。若要提高此类数控机床的加工效能，除了简化NC程序，优化刀具加工路径外，工作人员还需要积极调整进刀参数，并且注重使用组合刀具。一般而言，数控机床刀具的进刀量与主轴转速之间具有制约关系，如果此类制约关系不明显，则可能导致刀具的内部损伤，增加加工成本。但如果为了保护刀具而刻意降低柱主轴转速或者避开加工路径，则可能导致数控机床的加工效能降低，无法满足工件的加工进度要求。为了提升复杂数控加工过程的加工效能，工作人员在选择进刀参数时，可选择大转速、小进刀量的加工方案。具体而言，工作人员可适当增加机床的主轴转速，在此基础上，使用组合刀具及时更换加工刀具的方式，减小进刀量，这种加工方式虽然会在短时间内增加数控机床主轴的加工能耗，但从整个加工过程分析，由于转速的提升和刀具的组合使用，促使零部件的加工效率会有所提升，并且可获得更好的表面加工质量。

对于多轴数控加工机床而言，高转速类型的加工方式本身也具有较好的加工效能，一些曲率相对较大的曲面的表面光滑度要求相对较高，这就需要工作人员适当提高主轴转速，方可适应具体的工件加工要求。

2.3 及时保养数控机床机械系统，做好系统润滑工作

若要维持较高的加工效能，工作人员应及时保养数控机床的机械系统，做好系统润滑工作。此间，对于机床主轴、传动机组等部分，在长时间的运行后，由于加工温度的持续影响，可能会导致润滑油膜失效，引起传动机组运行阻尼增加，实际的发热量可能会更大，进而影响数控机床的加工效能。为此，工作人员可定期对数控机床的主要传动机组进行拆装润滑。但数控机床的传动机组一般相对复杂，并且对拆装的要求较高，为此，工作人员在选择拆装方式以及润滑剂时，一定要结合数控机床的具体形式。在进行拆装润滑之前，如果不清楚此类性机床的润滑要求，工作人员可与生产厂家进行沟通，详细了解此类型机床的润滑要求。如果机床内部的零部件出现了损坏，工作人员也应第一时间处理此类零部件，避免出现加工期间的连锁反应，影响数控机床的加工安全性。

3 结语

总之，为了提高数控机床的加工效能，工作人员应在确保数控机床加工安全的基础上，在NC程序编写、刀具参数选择以及数控机组润滑等层面提高数控机床的加工效能。在应用数控机床加工工件时，选择合适的加工机床也是提高加工效能的途径之一。不同类型的数控机床的主轴转速不同，加工效率自然也会有所差异。但需要注意的是，由于数控机床的加工成本相对较高，工作人员在使用数控机床时，也应考虑加工成本的要求，做好成本控制与加工效能控制的权衡工作。