数控机床机械加工效率的提高方法研究

吕国赏

摘 要：在中国特色社会主义市场经济不断发展的今天，我国的工业现代化建设也不断迎来新突破，各种各样的先进生产设备投入使用，不少先进技术得到应用，在保证工业化生产质量的同时，也提升了工业制造和生产效率。数控机床是比较具有代表性的工业设备，它在机械加工中扮演着重要角色，解决了人工加工存在的误差大、效率不高的问题。本文结合具体生产实践，对数控机床机械加工中存在的问题进行分析，并在此基础上对如何提高数控机床机械加工效率进行研究。

关键词：数控机床 机械加工 提高效率

数控机床在机械加工中的应用，保证了机械加工的效率和精准度，这种加工方法一经出现就颠覆了机械加工的传统模式。在技术人员不断探索之下，数控机床机械加工效率更是不断提升。但是这并不意味着数控机床机械加工方法已经完全成熟，其中仍然存在不少问题，需要在实践中进行探索研究，寻找解决之策。

一、数控机床机械加工中存在的问题

（一）频率与操刀设计问题

频率与操刀设计不合理就是数控机床机械加工中存在的一个不容忽视的问题。从实际工作经验来看，有许多机械加工企业在使用数控机床进行生产的时候，陷入了频率与操刀配合不到位的困境，给机械加工造成不便。同时，数控机床的操作人员没有考虑到细节问题，忽略了夹具和走刀线路的重要性，这也给机械加工带来一定负面影响。

（二）数控机床使用问题

数控机床的应用，保证了我国制造业的发展水平和发展速度。但是从实际情况来看，很多机械加工企业都没有采取措施延长数控机床的使用年限，在长时间使用数控机床进行生产的同时，没有及时安排专门的技术人员对数控机床进行定期整修维护，即使发现数控机床存在精准度下降的问题，也没有采取有效措施进行处理，这降低了数控机床的使用价值。有一部分机械加工企业虽然认识到了数控机床维护的重要性，但是无论是维护流程还是整修效率都有待进一步提升。

（三）机械加工程序问题

数控机床在机械加工中的应用，离不开各种程序的支持，通过计算机程序控制设备进行机械加工，最终才能完成生产任务，而保证计算机程序的合理性，是提升机械加工效率的必然手段。然而，從具体的数控机床机械加工情况来看，程序不合理的问题并不少见，其很可能会导致数控机床加工效率的大幅度下降。

（四）操作人员能力水平问题

利用数控机床进行机械加工有一定难度，生产过程比较复杂，只有拥有专业技术和理论知识的操作人员，才能确保这一过程顺利进行，否则在生产步骤出现问题的情况下很难及时采取措施进行处理，直接影响到数控机床机械加工效率。目前，有部分机械加工企业的操作人员对数控机床的了解不够深、专业技术水平不高，如有一些操作人员无法完成程序编写的有关工作，在实际工作中普遍存在指令编写错误、编写速度过慢等问题。同时，还有一部分操作人员缺乏数控机床操作和维护保养相关知识，对复杂操作力不从心，存在机床误动、精准度降低甚至设备停运等一系列风险。

二、数控机床机械加工效率的提高方法

翼座是某机械设备上的重要零件，整体采用钢管加工而成。钢管材料最薄处只有1.8mm，加工难度比较大。该零部件的尺寸要求比较高，加工后发生变形的可能性较大。在过去的加工模式下，这一零部件的形位公差难以保证。这一零部件比较具有代表性，因此笔者在参考其加工过程后，提出如下数控机床机械加工效率的提高方法。

（一）选择先进的工艺技术

第一，数控机床机械加工效率是否能够得到提升，不仅取决于数控机床设备的更新速度，也与所选择的工艺技术是否先进有密切关系。因此，机械加工企业可以在了解自身实际经济条件的情况下，选用更加高效的新工艺技术进行加工，以提升数控机床机械加工效率。

一是在处理硬度比较大、表面结构比较复杂的机械零部件时，可以应用具有针对性的电火花加工锻模、激光深孔加工技术，从而达到保证加工精度与效率的目的。

二是在处理零部件毛坯的过程中，除了应用传统加工技术之外，还可以利用冷锻、粉末冶金、风力铸造等新方法，保证毛坯的加工精准度，从而缩减需要利用切削工艺进行处理的部分，达到提升数控机床应用效率的目的。

三是相比于过去比较常用的切削机，冷轧、滚压等技术明显更符合机械加工的需求，其处理过程不会产生金属屑，加工速度也更快。

第二，要严格遵循具体问题具体分析的工作原则，根据机械加工的具体需求，确定不同的加工量，以保证数控机床机械加工效率。

一是在零部件粗加工程序中，可适当调整数控机床和刀具的吃刀量、进给量和中低切削速度等一系列参数，保证粗加工在短时间内完成。二是在零部件精细化处理过程中，操作人员可将吃刀量控制在0.2～1.5mm之间，同时提升切削速度等，确保精加工顺利进行。三是为使数控机床机械加工顺利进行，操作人员还需要结合机械加工的具体需求，选用耐久度比较好的刀具，避免中途更换刀具等影响到加工效率。

第三，对数控机械加工进刀工艺整体合理性进行分析。

一是在加工中刀具振动会影响尺寸的精度，在过去的镗刀改进中多利用角刀来保证精度，在进行弹簧底座同底面加工时，由于筒身狭窄、排屑不畅，加工难度比较大，而且表面粗糙问题十分严重，针对这一问题，应该采用螺旋插补的方式进行加工优化。在牵引座和轴箱定位处除了要提高刀具加工的精度之外，还要利用精密铣刀进行分层切削，确保切口的形状一致。在精细切口时不能一刀铣到位，因为每个接口的镗刀量并不相同，很容易引起过期超差的问题，因此在测量之后需要对修改刀的参数进行加工，通过高速切铣加工工艺，按照顺铣的方法提高刀具的平稳度。

二是要将数字化和精细化工艺作为辅助，合理运用加工软件对刀的整体走向和起始点进行优化，提高切削的精细程度。改进数控机床加工工艺能够满足精益生产的要求，提高加工质量。

（二）提高数控机床自动化水平

在信息化快速发展的背景下，通过计算机技术来取代传统的进刀操作，能够实现精细化生产，而且还能提高生产效率和质量。

自动化技术是新时期我国高新科技的重要成果，它能够在工业生产当中发挥重要作用，而想要保证机械加工的效率，就必须提升数控机床的自动化水平。

首先，要充分认识到自动化技术与数控机床结合的重要性，通过专业化软件系统以及一系列信号传输交换技术，对数控机床加工过程进行有效管理，从而解决数控机床自动化程度不高的问题，保证数控机床加工效率。

其次，数控机床机械加工自动化技术能够保证机械加工的连续进行，这对于控制加工成本、保障经济收益有一定的积极作用，同时在工作环境和人员安全方面也具有保障作用。

最后，自动化技术与数控机床机械加工行业的结合，能够在一定程度上提高加工制造的环保价值，通过对生产模式的优化、对生产过程的自动化控制，机械加工的材料浪费率会大幅度下降，这完全符合我国可持续发展的新要求。

（三）提升操作人员的综合能力

数控机床机械加工本身有一定的复杂性，操作人员的专业素质和综合能力决定着数控机床机械加工的质量，无论是机械加工设计、具体操作还是更换刀具这一类的细节问题，都离不开操作人员的参与和努力，操作人员专业素质决定着数控机床机械加工质量。因此，企业应组织一线操作人员参加技术培训，不断提高相关操作人员的专业技术水平和综合素质。

另外，为确保培训能够取得成效，应引进现代化企业的奖惩制度，对参与技术培训的操作人员进行培训考核，根据其技术掌握情况、参训态度等给出具体评价，对表现优良者予以奖励，对未达标者给予一定的惩罚，从而使他们更加重视、更加积极地参与培训活动，为提升数控机床机械加工效率作出努力。

在数控机床机械加工工艺不断改进的背景下，数控机床机械技术人员要提高自身的综合素质，在上岗之前要认真学习技术操作的要求，同时考取资格证书。企业要为技术人员提供岗前培训机会，让技术人员能够将理论知识与实践知识紧密结合，确保技术人员的水平全面提升。企业在招聘技术人员之前，还要对人员的资格证书和操作技术水平等进行全方位审查，通过以老带新的方式促进知识的传授，提高技术人员的操作能力。

（四）规范数控机床操作

我国的数控机床机械加工行业不断发展，时至今日，数控机床加工越来越朝着标准化方向发展，和传统的数控机床加工模式比较起来，现在应用的加工设备越来越先进、越来越复杂，操作难度不断提升，功能性越来越突出。在这种情况下，机械加工企业必须认识到标准化流程对提高加工效率的重要性，根据机械加工的实际情况，建立规范化的数控机床机械加工流程，要求每一个操作人员严格遵守规范流程进行操作，杜绝可能存在的质量问题。

（五）加大对机械加工过程的管理力度

数控机床机械加工过程比较复杂，要保证数控机床机械加工的效率，机械加工企业必须根据实际生产能力，结合现有的数控机床设备特点等，做好机械加工的过程管理工作。

首先，企业应根据现阶段的加工任务制定具体可行的生产管理方案，并保证生产方案能够细化到每日任务、每周任务等，严格贯彻落实生产目标。

其次，要充分认识到数控机床机械加工现场管理的必要性，严格遵守车间生产制度的有关要求，做好加工过程的旁站管理，从而降低数控机床机械加工事故的发生概率。

最后，对参与数控机床机械加工的人力资源和设备进行有效分配，保证每一项资源都能得到最优利用，提升数控机床机械加工的效率。

（六）做好相关设备的选型及配置

要提高数控机床机械加工的效率，一方面要提高工作人员的技术水平和企业的生产管理能力;另一方面，机械加工企业还需要认识到数控机床本身对加工效率的影响，根据企业资金流动情况、项目加工规模等，做好数控机床的选型配置工作。

第一，要做好数控机床的品牌选择工作。通常情況下应采购行业口碑好的大品牌设备，在没有特殊生产要求的前提下，选择数控系统统一的设备型号，这样能够保证数控机床设备后续维修的顺利进行，提升数控机床机械加工控制的便利性，有助于提升数控机床机械加工效率。

第二，要根据数控机床的加工特点，合理配置刀具等。与传统的机床相较，数控机床的移动速度及给进速度都非常高，切削精度也较好，这保证了机械加工的效率;但是与此同时，其对刀具的要求也更高，常规的碳素钢刀并不能满足数控机床的高效加工需求，工作人员可结合具体情况选择硬度更高的合金刀具，避免刀具损坏，影响加工效率。

（七）做好机床维护和管理

数控机床机械加工能否顺利进行，很大程度上取决于数控机床的运行效果，想要让数控机床保持高效稳定运行，必须做好数控机床的维护管理工作。

首先，要做好数控机床的润滑处理，数控机床本身具有自动润滑装置，但是工作人员需要根据其标号按时加注润滑油等，尽可能选用优质品牌的润滑油，避免劣质产品对数控机床的正常运行造成影响。

其次，要安排专门的人员负责数控机床的日常维护工作，制订数控机床定期整修计划，每周进行一次例行检查、每月进行一次设备精修。从根本上避免数控机床故障扩大导致无法运行的问题，使之能够在最佳状态下完成设备加工任务，提升数控机床机械加工效率。

（八）提高软件开发与应用能力

数控机床的机械加工过程离不开软件系统的支持。在软件系统出现问题的情况下，数控机床机械加工的效率也必然会受到一定的负面影响。因此，今后机械加工企业除了要做好数控机床设备的采购管理之外，还需要加强软件系统的有关管理工作，有效提升数控机床机械加工的效率。

例如，要加大投资力度引进相关人员，聘请具有专业教育背景、软件编程经验丰富的技术人员参与生产，避免因编程操作失误而出现停工、停产问题。

三、小结

机械加工是工业化发展过程中比较重要的一个方向，数控机床的应用，从一定程度上保证了数控机床机械加工的效率。在今后的发展中，机械加工企业应采取规范数控机床操作、做好相关设备的选型及配置、做好机床维护和管理、提高自身软件开发与应用能力等一系列措施，提高数控机床机械加工效率，从根本上确保机械加工的顺利进行。

参考文献：

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（作者单位：铜陵市中等职业技术教育中心）