简述机械数控加工技术提升有效策略

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摘要：进入改革开放之后，经过不断的自主研发和引入国外先进技术设备，使我国的机械数控加工技术得到了不断提高。这改善了之前机械加工水平较差、工件加工质量不稳定、加工过程成本高的现象。但我国的机械数控加工技术能力还是相对较弱，经过不断的摸索，我们发现机械数控加工技术水平可以通过保证设备的过程能力、提高工装刀具切换的快速性、合理安排数控加工工艺设计过程等手段来进行提升。通过提高机械数控加工技术水平，提高加工产能，降低加工成本，来保证加工质量，增强市场竞争力。

关键词：机械数控加工;有效策略;技术水平

1引言

机械加工水平，直接决定着一家企业、一个行业，甚至一个民族国家的产品水平、工业水平、社会经济水平。机械制造专业也是我国大力发展的大学培养学科，在学校学生都要进行金工实习，掌握机械数控设备的加工制造工艺，了解数控加工的技术方法。现如今，改善现有机械加工设备精度低、质量不稳定、加工成本高的现状，提高机械数控加工技术水平是每位蓝领人追求的工作目标。不断提高的产品要求，如：产品加工精度高、质量稳定性要求高、生产成本低等，使机械数控加工技术水平面临着巨大的挑战。这也就督促我们对机械数控加工技术水平提出更高的要求，以达到更好水平，来满足市场的新要求。

2机械数控加工技术的概述

机械数控加工技术指的是运用机械数控加工设备对工件进行加工的技术方法，整个系统包含包括设备、程序、刀具、工装夹具在内的几大模块。机械数控加工过程包括：在对工件进行加工程序编程后，导入加工设备，加工设备中的计算机根据设定好的加工程序进行不同面、体的依次加工，最终在设备中将程序流程走完，产出对应所需的结构或外形、尺寸。而数控加工的技术水平就靠整个过程效率及产出的成品质量来衡量评估。较高的加工技术水平可以做到加工过程效率高，加工出的工件尺寸精度高，满足更高的工件尺寸要求。数控加工技术是进入21世纪后最重要的工业水平基础，将原有的传统机械加工代替，升级改造为数控方式。机械数控加工的技术包含设备制造能力、工艺过程水平、编程质量水平、刀具加工水平、工装夹具精度水平等。在机械数控加工技术中心，相较于传统的机械加工技术来说有以下几方面的区别：第一，数控加工技术是将多品种的工艺过程整合到一起，设备中可以设置不只一种刀具，大大减少装夹次数，降低加工时间；第二，数控加工技术基于可以一次完成多道步骤，所以仅一次的装夹，配合合适的刀具组合，可以提高工件的加工精度，完成要求更高的工件类型，对于基准位置相同的尺寸更容易保证；第三，数控加工技术对于不同的工件仅需要切换数控加工程序，更换工装夹具即可，这就使得加工同一工件所使用的的工装夹具数量减少，加工不同工件使用的加工设备数量减少。

3现有机械数控加工技术存在的问题

3.1数控加工设备操作设置导致工件质量不过关。现有的数控加工设备在操作设置上就导致工件的质量很难保证，主要体现在专项工艺过程的机加设备受工艺类型的限制，工件装夹位置的选择是有限的[1]。在经过一次装夹后，工件进过工艺加工，得到对应的尺寸。在进行下道工序时，也因为专项工艺过程的工艺类型限制，工件装夹位置有限，装夹位置存在与第一次装夹位置不一致的情况。这导致进行第二道加工时基准与第一道加工的基准不一致，对应加工的尺寸存在超差的风险，工件质量和过程控制就很难保证。即使第一次装夹的位置与第二次装夹的位置一致，人员的多次装夹、手法的区别、定位工装的表面平面度区别也会导致加工出来的尺寸不符合要求。3.2数控加工设备换型影响数控加工技术水平。一台调试合格的数控机床设备，为了提高其利用率，企业或项目往往会设置多种工件进行共用生产，这就会出现一个问题：切换工装导致加工尺寸偏差。以两款工件共用生产来分析，一套工件的固定工装，工装在设备里的位置及方向，均是经过多次调试生产确定下来的。经过一次调试生产后，工装位置、工件成品的各个尺寸，均会产生一种调试生产的结果。然而，一旦计划生产另一款型号的工件，就意味着现在设备里的固定工装是不适用的，这就需要对现有的工装进行拆除，安装新的工件的对应工装。这就有需要将工装位置调整，来满足第二款产品的生产。这样下去，生产不同的产品安装不同的固定工装，每次安装同一副固定工装均需要进行位置找正，耗时耗力，一旦来料工件的尺寸有波动，都会导致加工出来的工件超差。所以换型会导致数控加工技术水平波动，难以保持一致。

4机械数控加工技术水平提升的策略

4.1注重机加数控设备的稳定性，提高过程控制。机械数控加工设备在调试初期，无论是质量、工艺、设备部门均会对设备的产出进行重点关注。机加技术人员也会根据图纸的要求进行选择刀具类型、刀具尺寸、程序流程设置，为设备加工出首件进行准备。而在机加数控设备调试生产出首件之后，大家就会放松警惕，认为这台设备具有加工该工件的能力。后期当数控机床出现故障时，只需第一时间通知专业人员进行维修即可。且在日常使用中也会加强对设备的维护保养和检查，确保数控机床保持良好状态[2]。而事实是，除了日常设备保养外，加工过程能力稳定性也至关重要。因为在数控加工设备进行工业化生产时，加工过程不可能像调试生产初期，工件均进行100%的全尺寸检测。主要是考虑到没有足够的资源来满足工件的全检要求，即使有充足的检测资源来进行全检，那工件的单件成本在行业中及市场上也不会有很大的竞争优势。所以这就要求我们提高对数控加工设备的稳定性。提高设备生产的稳定性，关注设备的过程能力，也就是加工过程能力指标-CMK。CMK指的是机械设备的稳定性指数，是对机加数控设备稳定性的考核。这就要求同一套工装及同一设备的基本前提下，连续生产50件机加工工件，然后对工件进行对应尺寸的全检。根据全检得出的尺寸报告数据，运用软件进行CMK的计算。一般认为，只有CMK达到1.33以上才可以被认为数控加工过程是稳定的，数控加工技术能力是可以满足要求的。4.2使用精定位销进行换型辅助。目前出现的换型、换模影响加工技术水平的现象，是因为换型后工装夹具的位置不一致导致。这也属于数控加工设备技术水平提升的瓶颈。所以，针对这一问题，我们提出可以考虑在各个工装上进行精定位销的设置。在设备调试初期经过一次工装调试后，在工装与设备底座板上一起进行精定位孔的加工，使精定位孔贯穿工装板，并在设备底座板上形成一个沉孔。之后取下工装，在工装上该孔位置插入精定位销，长度凸出，将凸出的定位销与设备底座板上的精定位孔进行配合，以此来确定工装每次安装的位置。这样既可以缩短换型时间，又可以对换型的工装位置进行统一固定，提高机械数控加工技术水平，降低生产成本。通过使用精定位销来辅助工装夹具等的更换，保证了数控加工的基本条件，在此基础上，数控加工刀具运行前复位归零，只要来料工件的状态控制合适，就可以按初次调试的加工状态来循环生产。解决了换型过程的时间和技术问题，为提高了数控加工技术水平[3]。4.3科学合理的设置数控加工程序。在数控加工设备中，同样关键的是数控编程的质量。同样一件待加工的工件，不同的编程技术人员对于工件的加工顺序是不完全一致的，进而所写出来的编程文件也不尽相同。编程中加工程序前后的先后顺序、逻辑关系就决定了导入设备后加工出来的工件的质量。就拿圆柱体的加工来讲，圆柱体存在两个圆平面A/B和一个圆弧面C。对于一个形状是锥形原材料来说，就存在三种常见的加工顺序，其中一种顺序是A-B-C，第二种顺序是A-C-B，第三种顺序是C-A-B。若图纸尺寸要求为两个端面的跳动，则第三种顺序更容易满足要求；若图纸尺寸要求为轴向跳动，则第一种顺序更容易满足要求。虽然第二种同样也可以满足轴向跳动，但是在加工过程中材料的变形和受到的应力是不一样的，对于跳动精度一般比较高的尺寸来说反映出的结果就是截然不同的。所以，数控编程人员的技术能力一定程度上决定了数控加工技术水平必须提高数控编程人员的专业水平，确保编写程序的科学性与合理性[4]。

5结语

机械数控加工技术水平决定了所生产工件的市场竞争力，也影响着一个行业的发展水平、一个国家的经济实力。通过不断提高加工设备的稳定性、通过精定位销辅助换型、通过不断提高数控编程的技术水平，进行技术水平提升的不断研究，将机械数控加工水平提升至又一高度。为整个机械数控加工行业、为社会发展、为祖国科技发展奠定坚实的技术基础。

参考文献：

[1]朱光明.挑战关键技术与创新能力不足：技术专家热议我国数控加工技术现状[J].金属加工（冷加工），2010（20）：18-23.

[2]唐健钧，贾晓亮，田锡天，等.面向MBD的数控加工工艺三维工序模型技术研究[J].航空制造技术2016（16）：62-66.

[3]季荣荣.机械数控加工技术水平提高策略分析[J].山东工业技术，2014，000（020）：46-46.

[4]龙波.机械数控加工技术水平提升的策略探究[J].机电技术应用，2020，（01）：165.199.

作者:年得君 单位:白银矿冶职业技术学院