陳 藜

（洪都航空工業(yè)集團，南昌 330024）

0 引言

數(shù)控機床具有生產(chǎn)效率和加工自動化程度高，零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，能完成許多普通機床難以加工或根本無法加工的復(fù)雜型面加工，幾乎不要專用的工裝卡具，減少在制品，提高經(jīng)濟效益和大大減輕操作工人的勞動強度等一系列優(yōu)點。隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，大力發(fā)展以數(shù)控機床為先導(dǎo)的裝備制造業(yè)已成為我國政府的一項產(chǎn)業(yè)政策，對數(shù)控機床的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。同時，對用好數(shù)控機床、提高數(shù)控機床的利用率亦具有重要的現(xiàn)實意義。它不僅能增加企業(yè)的效益，而且還有助于提高我國制造業(yè)的整體素質(zhì)和加快建設(shè)制造強國的進程。

1 影響數(shù)控機床加工的因素

1.1 數(shù)控機床應(yīng)用水平不高

數(shù)控加工在中國制造業(yè)中已經(jīng)有了較長的使用時間，雖然有嚴格的數(shù)控機床操作規(guī)范、良好的機床維護保養(yǎng)，但是其本身的精度損失是不可避免的。為了控制產(chǎn)品的加工質(zhì)量，我們應(yīng)定期對數(shù)控設(shè)備進行檢測維修，明確每臺設(shè)備的加工精度和加工任務(wù)。對于大批量成批生產(chǎn)的零件加工工廠，應(yīng)嚴格區(qū)分粗、精加工的設(shè)備使用，因為粗加工時追求的是高速度、高去除率和低的加工精度，精加工則相反，要求高的加工精度。而粗加工時對設(shè)備的精度損害是最嚴重的，因此我們將使用年限較長、精度較差的設(shè)備定為專用的粗加工設(shè)備，新設(shè)備和精度好的設(shè)備定為精加工設(shè)備，做到對現(xiàn)有設(shè)備資源的合理搭配、明確分工，將機床對加工質(zhì)量的影響降到最低，同時又保護昂貴的數(shù)控設(shè)備，延長設(shè)備的使用壽命。

1.2 操刀次數(shù)及位置不合理

利用數(shù)控車床進行批量生產(chǎn)、特別是大批量生產(chǎn)時，在保證加工質(zhì)量的前提下，提高加工效率、確保加工過程的穩(wěn)定性是獲得良好經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。數(shù)控車削批量加工時，選擇簡便的換刀方式，是減少換刀輔助時間、減少機床磨損、降低加工成本的有效途徑。改進換刀點設(shè)置是為達此目的進行的有效嘗試之一。為此，在夾具選擇、走刀路線安排、刀具排列位置和使用順序等方面都要精細分析、優(yōu)化設(shè)計，改進換刀點位置，減少運行成本，提高加工效率。

1.3 編程技巧不強

程序的效率直接影響著機床的工作效率，所以優(yōu)化編程質(zhì)量是提高數(shù)控機床工作效率的一個重要方法。首先，熟悉機床的指令，充分開發(fā)機床的內(nèi)部功能，尋找高效的編程和加工方法。其次，大力推廣計算機編程，加強計算機切削模擬，提高程序的可靠性，從而減少或取消在數(shù)控銑床上調(diào)試程序的時間。最后是合理編程，盡量減少機床走空刀的情況。

2 提高數(shù)控機床加工效率的措施

2.1 培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才

數(shù)控機床雖然智能程度很高，但是人的作用卻至關(guān)重要。沒有技術(shù)好的編程人員，數(shù)控機床的效率就不可能得到有效提高，沒有好的機床操作者就達不到最佳加工方式，產(chǎn)品的廢品率就會提高，同時也會大大降低數(shù)控機床的使用效率和縮短機床的使用壽命。因此，要提高數(shù)控加工效率，就必須培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才。

2.2 對數(shù)控機床實施科學(xué)管理

數(shù)控機床不同于普通機床，不能把管理普通機床的方法照搬到數(shù)控機床上。據(jù)一些使用數(shù)控機床較早的用戶多年管理實踐證明，凡是數(shù)控機床較多的工廠，以相對集中管理的方式較好，嚴格按照精益生產(chǎn)要求布局，即“專業(yè)管理，集中使用”。工藝技術(shù)準(zhǔn)備由工廠工藝技術(shù)部門負責(zé)，生產(chǎn)管理由工廠下達任務(wù)統(tǒng)一平衡。有條件的可以采用計算機集成管理的生產(chǎn)方式，由計算機把數(shù)控機床生產(chǎn)所需的各種作業(yè)和加工信息管理起來，實行信息共享，以減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，優(yōu)化物流路線，可有效地提高生產(chǎn)率。

2.3 合理選擇切削刀具

刀具的選擇是保證加工質(zhì)量和提高加工效率的重要環(huán)節(jié)。為了提高生產(chǎn)率，國內(nèi)外數(shù)控機床尤其是加工中心正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展。這就要求必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能，而且性能要穩(wěn)定。在選擇刀具材料時，凡加工情況允許選硬質(zhì)合金刀具時，就不應(yīng)選用高速鋼刀具。有條件的可選用性能更好更耐磨的刀具，如涂層刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。

這里特別強調(diào)一下球頭刀具的使用，在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此為保證加工精度，切削行距一般取得很密，故加工效率很低。平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀具。因此，只要保證不過切，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。

2.4 編制理想的加工程序

數(shù)控機床使用水平的高低不但與設(shè)備操作者的技術(shù)水平有關(guān)，而且很大程度上取決于編程人員的編程技巧和機械加工工藝水平的高低。一個好的程序應(yīng)該是在保證加工質(zhì)量的前提下，程序段最少、工件的加工周期最短。為了縮短非切削時間，提高效率，在編程時可考慮下列問題：

2.4.1 指令并行執(zhí)行。

由于數(shù)控程序的執(zhí)行方式是逐行執(zhí)行，為降低非切削時間，可將各種指令結(jié)合在同一行執(zhí)行。即根據(jù)各類指令所完成的動作 “使不會發(fā)生動作干涉的部分指令并行執(zhí)行。”例如：可把主軸的啟動/停轉(zhuǎn)與快速移動、定位相重合；把刀具的準(zhǔn)備與尋位，切削過程相重合。這樣就減少了非切削時間，減少換刀次數(shù)。

2.4.2 采用復(fù)合刀具

除了在優(yōu)化工藝路線中提及的措施外，在有一定的生產(chǎn)批量，且在機床功率和主軸剛度允許的情況下，可以采用復(fù)合刀具，即多軸小動力頭，多刃刀具進行加工，這樣亦能減少換刀次數(shù)及其輔助時間。

2.4.3 多點位換刀

一般情況，編程人員為了保證加工中心換刀時的安全，確保刀具不碰到工件或夾具以及為了編程方便，換刀點一般都設(shè)在遠離工件的位置并將換刀點固定，即所有的換刀都在這個確定的換刀點進行。這種方法的好處是：換刀安全、簡單、方便。其不足是：此方法可能造成退刀路徑的增加，退刀過程中轉(zhuǎn)折點增多，從而導(dǎo)致?lián)Q刀時間延長，致使加工效率下降。為解決這一問題，可根據(jù)各工步加工表面的位置及刀具、工件、夾具之間的空間關(guān)系，設(shè)置多個換刀點，以減少退刀過程中的停頓，定位次數(shù)。這樣就減少了換刀過程中主軸快速移動距離和移動中的停頓定位次數(shù)，從而有效降低了非切削的輔助時間。

3 結(jié)語

數(shù)控機床正越來越多地被運用于機械制造業(yè)的各個領(lǐng)域，特別像我們航空工業(yè)這種高科技制造行業(yè)，對數(shù)控機床的使用顯得特別重要。因此，在大量使用的同時，還應(yīng)該不斷提高數(shù)控機床的加工效率，這無論是對于企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)的長遠發(fā)展，還是大力提升我國航空武器裝備質(zhì)量，意義都十分重大。