張瑞欣
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所,陜西西安,710068
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,并且對(duì)機(jī)械制造行業(yè)產(chǎn)生了重大的影響。目前,我國(guó)的各個(gè)工業(yè)行業(yè)都采用了數(shù)控技術(shù),數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)械制造起著核心作用,能夠決定未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的好壞。數(shù)控機(jī)械技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)備,利用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械硬件設(shè)備加工過(guò)程的控制,是一種高效化、自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)。然而,我國(guó)的數(shù)控技術(shù)起步晚,發(fā)展緩慢,數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)優(yōu)化還面臨很多問(wèn)題,為了提高數(shù)控機(jī)械加工的效率,可從軟件設(shè)備和硬件設(shè)備水平提高同時(shí)著手,不斷加強(qiáng)操作人員的技能培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)械加工行業(yè)整體水平的提高。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是工人通過(guò)手工操作機(jī)床完成的,機(jī)械金屬全憑手搖動(dòng)切割,測(cè)量產(chǎn)品的準(zhǔn)確度也是通過(guò)眼睛用卡尺實(shí)現(xiàn)。數(shù)控,全稱是數(shù)字控制,還可稱為計(jì)算機(jī)數(shù)字控制,是利用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過(guò)程的一種控制,廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工技術(shù)中,利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制的機(jī)床進(jìn)行作業(yè),技術(shù)人員可以提前編輯好產(chǎn)品的加工程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工在機(jī)械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,也是加工技術(shù)今后的發(fā)展方向和關(guān)鍵的技術(shù)手段。數(shù)控技術(shù)按照計(jì)算機(jī)事先存儲(chǔ)的編輯人員編輯好的控制程序,對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作流程和操作程序?qū)崿F(xiàn)控制,按照控制程序進(jìn)行機(jī)械零件的加工,有效地提高了加工的質(zhì)量與精確度[1]。
(1)數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于機(jī)械加工有效融入數(shù)控技術(shù),能夠使生產(chǎn)出的產(chǎn)品更加精細(xì),同時(shí)也提高了機(jī)械技術(shù)的工作進(jìn)度。傳統(tǒng)的機(jī)械加工,不同的機(jī)械零件加工需要同一類型工作完成,而使用數(shù)控技術(shù)可以同時(shí)加工大量機(jī)械零件,很大程度上壓縮了時(shí)間,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。數(shù)控技術(shù)對(duì)瑣碎零件的加工可以提高機(jī)械制造技術(shù)的精準(zhǔn)度,使生產(chǎn)出的產(chǎn)品更加符合要求。
(2)數(shù)機(jī)械加工技術(shù)完善了生產(chǎn)制造流程。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械加工中,使機(jī)械加工的程序變得更加簡(jiǎn)單,避免了許多不必要的生產(chǎn)流程。傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中,機(jī)械加工采用不同的參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)品,這就增加了工作強(qiáng)度和加工時(shí)間。數(shù)控技術(shù)融入機(jī)械加工中,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行分析、整改,大大縮減了機(jī)械加工的時(shí)間。
(3)數(shù)控技術(shù)提高機(jī)械加工產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)的通過(guò)手工完成的機(jī)械加工技術(shù),在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)無(wú)法改變產(chǎn)品的參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的要求,這樣出現(xiàn)產(chǎn)品不合格時(shí)無(wú)法及時(shí)更正,導(dǎo)致時(shí)間、人力、物資的浪費(fèi)。數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格的事先編輯錄入,不需要中途停下更正,并且將參數(shù)很有效地運(yùn)用到機(jī)械加工中,實(shí)現(xiàn)過(guò)程的完美銜接,同時(shí)節(jié)約了時(shí)間與人力,使用機(jī)械加工出更多的高質(zhì)量產(chǎn)品。
數(shù)控計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展,其先進(jìn)的技術(shù)得到機(jī)械加工的各個(gè)領(lǐng)域普遍認(rèn)可,應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面。
在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù),首先要對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討分析,不斷完善、改進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的缺點(diǎn),對(duì)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行采納發(fā)揚(yáng)。其次,根據(jù)我國(guó)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,充分了解數(shù)控技術(shù)如何更好地應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中。在工業(yè)生產(chǎn)中,數(shù)據(jù)技術(shù)主要應(yīng)用于輕工業(yè)機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)流水線上,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工生產(chǎn),比如食品的加工制造;在復(fù)雜的重工業(yè)環(huán)境中,數(shù)控技術(shù)主要應(yīng)用于化肥農(nóng)藥加工、地質(zhì)資源的開(kāi)采利用。數(shù)控技術(shù)取代了傳統(tǒng)人工,這樣極大地節(jié)省了人力成本,提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了時(shí)間,也避免了工業(yè)生產(chǎn)中操作人員的不規(guī)范操作引起的安全隱患[2]。
機(jī)械加工的關(guān)鍵是對(duì)機(jī)械設(shè)備的制造,機(jī)械設(shè)備同時(shí)決定了數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中廣泛應(yīng)用,并且取得了很好的成績(jī)。比如利用數(shù)控技術(shù)研究出了載體控制機(jī)床設(shè)備,新型的機(jī)床設(shè)備比傳統(tǒng)的機(jī)床有很大的優(yōu)勢(shì),在生產(chǎn)加工過(guò)程中可以對(duì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,壓縮了機(jī)械加工的時(shí)間。通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制,利用電腦進(jìn)行準(zhǔn)確、精密的操作,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程進(jìn)行有效管控,充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的作用,生產(chǎn)出的產(chǎn)品更優(yōu)質(zhì)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的生活水平提高,我國(guó)的汽車行業(yè)也實(shí)現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)的有效應(yīng)用,提高了汽車零件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率,促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè),使我國(guó)的汽車行業(yè)在國(guó)際上占據(jù)有利地位。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車零件的生產(chǎn)中,不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新,對(duì)我國(guó)汽車行業(yè)存在的不足起到改善作用。數(shù)控技術(shù)可以生產(chǎn)一些高難度的汽車零件,這些零件不僅質(zhì)量硬,生產(chǎn)速度也快,很大程度上壓縮了汽車零件生產(chǎn)時(shí)間,推動(dòng)了汽車行業(yè)的全面發(fā)展。汽車行業(yè)要不斷地對(duì)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行研究,全面掌握數(shù)控技術(shù)的要領(lǐng),才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
對(duì)于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程的管理,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全面控制。新時(shí)代,我國(guó)的數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)取得了質(zhì)的飛躍,也符合當(dāng)代工業(yè)的發(fā)展需求,但是現(xiàn)實(shí)中還是有一些因素影響了數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用。
中國(guó)是全球三大機(jī)床生產(chǎn)國(guó)之一,但我國(guó)的數(shù)控機(jī)床無(wú)論技術(shù)水平還是產(chǎn)業(yè)成熟程度,與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距,在具體的生產(chǎn)加工工程中,出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量差、精準(zhǔn)度低的問(wèn)題。尤其在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),技術(shù)人員需要大量的時(shí)間維修,嚴(yán)重影響機(jī)械加工的效率。
現(xiàn)代化機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)械制造的控制,整個(gè)過(guò)程都是利用計(jì)算機(jī)編程體系實(shí)現(xiàn)。我國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)在機(jī)械加工制造方面開(kāi)發(fā)得晚,國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)功能上是可以的,但穩(wěn)定性、可靠性與西門(mén)子、發(fā)那科等國(guó)際品牌仍有較大差距,目前國(guó)產(chǎn)中高端機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)基本是進(jìn)口的。因此,我國(guó)要加大對(duì)數(shù)控計(jì)算機(jī)技術(shù)編程的研發(fā)、創(chuàng)新,提高數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的科學(xué)化、效率化應(yīng)用。
機(jī)械加工制造過(guò)程中,設(shè)備的安全系數(shù)高能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速、有效生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備加工中,需要技術(shù)人員不斷排除安全隱患,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)故障進(jìn)行處理。目前數(shù)控機(jī)械加工缺乏有效的制度保障,相關(guān)工作人員缺乏安全理念,在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有按照規(guī)范的制度進(jìn)行故障排除,也沒(méi)有定期對(duì)進(jìn)程機(jī)械設(shè)備開(kāi)展檢查工作,容易造成故障隱患。另外,工作人員的專業(yè)技術(shù)水平和安全責(zé)任意識(shí)低,缺乏科學(xué)的技術(shù)手段,對(duì)機(jī)械加工制造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題不能及時(shí)制止,造成不規(guī)范的操作,嚴(yán)重影響了數(shù)控機(jī)械加工的效率[3]。
我國(guó)的機(jī)械加工技術(shù)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距,對(duì)于很多制造商來(lái)說(shuō),數(shù)控機(jī)械設(shè)備只是一個(gè)生產(chǎn)機(jī)器,存在的意義就是為了生產(chǎn)更多產(chǎn)品,而不對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù),忽略了機(jī)器本身的壽命。機(jī)械設(shè)備的老化會(huì)影響生產(chǎn)零件的質(zhì)量,外國(guó)的機(jī)械加工廠都培養(yǎng)有高技術(shù)的機(jī)械維修工程師,但在我國(guó)工業(yè)制造企業(yè)并沒(méi)有引起重視,這就加快了機(jī)械設(shè)備的老化。機(jī)械刀片使用不當(dāng),制造商追求短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量零件,刀片作為消耗工具很容易磨損,不能及時(shí)對(duì)刀片進(jìn)行更換導(dǎo)致后期生產(chǎn)效率低下。即便生產(chǎn)工人意識(shí)到刀片需要更新,也無(wú)法根據(jù)生產(chǎn)流程分析走刀線路、刀片的順序、刀片的具體位置,這些問(wèn)題直接導(dǎo)致了數(shù)控機(jī)械加工效率低、消耗高的局面。
數(shù)控機(jī)械加工充分發(fā)揮計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì),可以對(duì)各種零件進(jìn)行批量生產(chǎn),為了保證零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,數(shù)控生產(chǎn)企業(yè)需要建立完整的管理體系。任何優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)模式離不開(kāi)好的管理手段,在數(shù)控機(jī)械加工過(guò)程中,通過(guò)管理體系的建立達(dá)到生產(chǎn)效率的提高。首先,加強(qiáng)對(duì)員工的定期培訓(xùn),使員工掌握科學(xué)技術(shù),進(jìn)行設(shè)備的日常維護(hù),培訓(xùn)管理機(jī)制的建立能夠促進(jìn)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行,有效地避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。其次,制定科學(xué)的管理措施,數(shù)控機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中,要定期對(duì)環(huán)境、設(shè)備、人員進(jìn)行問(wèn)題排查和處理,及時(shí)遏制安全隱患。最后,數(shù)控技術(shù)機(jī)械加工中建立合理有效管理體系,計(jì)算機(jī)軟件操作和機(jī)械設(shè)備維護(hù)都需要安排專業(yè)人士進(jìn)行管理,以科學(xué)的管理體系保障機(jī)械加工的安全與質(zhì)量。
數(shù)控技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工過(guò)程的控制,以數(shù)控為前提,在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代智能化加工和科學(xué)自動(dòng)化生產(chǎn),能夠全面提高機(jī)械加工的質(zhì)量與效率。充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)軟件設(shè)備,提高機(jī)械加工的整體水平。首先,數(shù)控的機(jī)械加工要對(duì)數(shù)控軟件程序不斷地開(kāi)發(fā)利用,研究出最先進(jìn)的程序編程,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù),結(jié)合企業(yè)實(shí)際操作需求,完善機(jī)械加工流程。優(yōu)秀的數(shù)控軟件技術(shù)能夠促進(jìn)操作人員提高工作效率,減少生產(chǎn)加工的誤差,不斷地對(duì)軟件程序進(jìn)行參數(shù)、規(guī)格的調(diào)整,提高機(jī)械加工的效率和水平,推進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)在數(shù)控機(jī)械加工的廣泛應(yīng)用[4]。
數(shù)控機(jī)械加工過(guò)程中,刀具的合理利用可以提高機(jī)械加工的質(zhì)量與效率。目前的數(shù)控機(jī)械運(yùn)作中,金屬切削機(jī)械設(shè)備占到總機(jī)器數(shù)控設(shè)備的75%,因此刀具的選擇在數(shù)控機(jī)械加工中尤為重要。首先,加大機(jī)械切削的時(shí)間的利用,想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工效率的提高,可以從切削時(shí)間的調(diào)整與控制入手。尤其是生產(chǎn)商在生產(chǎn)小批量零件時(shí),切削時(shí)間只占生產(chǎn)過(guò)程的一小部分,其余時(shí)間創(chuàng)造不出任何產(chǎn)品效益。所以,數(shù)控機(jī)械加工中,要壓縮設(shè)備維護(hù)導(dǎo)致的停產(chǎn)時(shí)間,有效地利用機(jī)械切削時(shí)間比,達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。其次,要提高切削的速度,加大進(jìn)給量。數(shù)控機(jī)械加工中,切削速度和進(jìn)給量的結(jié)合能實(shí)現(xiàn)切削效率,通過(guò)選擇合理有效的切削工具,創(chuàng)新切削方式,有效地提升切削速度與效率。另外要加大對(duì)數(shù)控機(jī)械切削工具一體化的使用力度,加強(qiáng)數(shù)控機(jī)械切削工具的管制,通過(guò)高質(zhì)量的切削刀具促進(jìn)機(jī)械加工效率的提升。目前的切削運(yùn)行中,數(shù)控機(jī)械達(dá)到上百轉(zhuǎn)每秒,傳統(tǒng)的鋼質(zhì)切削工具已經(jīng)不能滿足機(jī)械運(yùn)行的要求,必須選擇質(zhì)地堅(jiān)硬的合金切削工具進(jìn)行作業(yè)。因此切削工具的選擇非常重要,要結(jié)合實(shí)踐,不斷創(chuàng)新,保障切削工具的質(zhì)量與效率,既能提高生產(chǎn)速度又能保障生產(chǎn)質(zhì)量。
數(shù)控機(jī)械加工過(guò)程中,人才發(fā)揮著關(guān)鍵作用,加強(qiáng)操作人員專業(yè)技術(shù)水平以及規(guī)范化操作水平是數(shù)控機(jī)械加工的核心。人為因素導(dǎo)致生產(chǎn)中的安全責(zé)任事故、停工停產(chǎn)事故現(xiàn)象廣泛存在,因此加大技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)是剛需。首先,進(jìn)行人員培訓(xùn)前,要明確崗位責(zé)任制,明確人員負(fù)責(zé)的管理內(nèi)容和質(zhì)量控制范圍,保證技術(shù)人員學(xué)以致用,在生產(chǎn)加工時(shí)有據(jù)可依。按照數(shù)控機(jī)械加工崗位職責(zé)實(shí)現(xiàn)自我提升和自我約束,降低了因操作失誤出現(xiàn)的安全問(wèn)題以及停工現(xiàn)象。其次,崗位培訓(xùn)要有針對(duì)性,針對(duì)一線生產(chǎn)工作人員展開(kāi)培訓(xùn),促使生產(chǎn)人員熟練掌握數(shù)控機(jī)械加工流程,提高生產(chǎn)人員操作的嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性;不斷提高編程人員專業(yè)知識(shí)水平,增加程序檢驗(yàn)與運(yùn)作的方面的培訓(xùn),保障編程人員能夠準(zhǔn)確判斷生產(chǎn)過(guò)程中程序是否存在誤差,出現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)制止;提高維修人員的責(zé)任意識(shí),鞏固他們的維修技術(shù)和實(shí)踐技術(shù)。另外,完善管理模式,構(gòu)建績(jī)效考核,建立激勵(lì)措施,不斷提高生產(chǎn)工作人員的積極性,增加數(shù)控機(jī)械加工效率。
數(shù)控機(jī)械在運(yùn)行的過(guò)程中,需要結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際把數(shù)控機(jī)械技術(shù)的功能完全發(fā)揮出來(lái),這樣才能提高企業(yè)的加工的效率與質(zhì)量?,F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和傳統(tǒng)的手工機(jī)械操作比較,現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是通過(guò)與現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)的融合,可以生產(chǎn)出批量的、難度大的零件。企業(yè)的生產(chǎn)制造過(guò)程中,要加強(qiáng)普通零件和難度大的零件之間的加工時(shí)間管理,合理調(diào)控時(shí)間的間斷,既要保證零件的質(zhì)量,又要降低零件的生產(chǎn)成本,同時(shí)減少零件的加工時(shí)長(zhǎng)。例如,加工缸體零部件時(shí),是通過(guò)中心加工法進(jìn)行加工的,中心加工法除了可以提高零件的精準(zhǔn)度,還可以提高零件的加工效率與質(zhì)量。如果在加工過(guò)程中沒(méi)有有效地運(yùn)用中心加工法,只是在零部件的中心位置進(jìn)行穿孔操作或者標(biāo)線作業(yè),然后把零件轉(zhuǎn)移到鉆床上,通過(guò)電鉆進(jìn)行鉆孔,這樣會(huì)就會(huì)使零部件的加工效率大大降低。所以,使用數(shù)控機(jī)械加工時(shí),相關(guān)技術(shù)人員需要不斷地分析研究機(jī)械加工技術(shù)與工藝,強(qiáng)化生產(chǎn)加工的管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,并采取積極的措施,利用先進(jìn)的生產(chǎn)管理理念,創(chuàng)新生產(chǎn)管理模式,最終達(dá)到加工效率提高的目的。數(shù)控機(jī)械加工的效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是一體的,所以通過(guò)加強(qiáng)數(shù)控機(jī)械加工的生產(chǎn)管理,能實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高[5]。
科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)不僅在人們生活中廣泛應(yīng)用,隨著信息化的延伸,數(shù)字化開(kāi)始應(yīng)用于各個(gè)大型工業(yè)生產(chǎn)中。數(shù)控技術(shù)對(duì)于我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)有著非常重要的影響,是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。因此,我國(guó)要加大數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)的優(yōu)化步伐,實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的全面發(fā)展,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。