机械数控加工水平的影响因素及提升策略.pdf

技术与创新 技术与创新 2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料118摘要：数控技术作为计算机技术支持下产生的全新生产技术，在机械制造业中应用广泛，能够发挥技术的优势，提升机械生产质量、效率、加工精度，推动机械制造业的有序发展。然而，随着我国数控机械加工技术不断更新，在具体应用中仍然面临着诸多的问题。对此，文章总结了机械数控加工技术的应用优势，从机械数控加工技术水平的影响因素入手，提出提升策略，以促进机械数控加工技术水平的快速提高，推动我国机械制造业的发展。关键词：机械加工；数控技术；机械制造业分类号：TG659；TH16机械数控加工技术作为我国工业领域的技术代表，广泛应用于机械生产过程中，能够快速处理复杂的工作任务，提升机械制造的水平和效率。但是，由于技术加工较为复杂，对机械数控加工技术的应用提出较高的要求。当前，在机械数控加工技术应用的过程中，仍然存在不规范的行为，导致产品生产质量和效率难以提升。对此，有必要深入探究机械数控加工应用的优势，分析影响数控加工水平的关键因素。聚焦关键问题，以创新思维构建全新数控加工技术应用模式，及时进行查漏补缺，从而全面地发挥数控加工技术的性能，为我国机械加工制造业的发展提供技术上的支持和保障1。1 机械数控加工技术的应用优势机械数控技术是指利用计算机系统代替传统的逻辑电路，发挥数控操作系统运转、储存、分析等功能，更好地控制机械生产的全流程。机械数控技术的应用，通过位置、速度、机械量的控制，实现生产自动化。结合生产的参数和内容，完成数控加工程序的编制，按照程序表进行控制和数学分析，能够使操作人员根据模具的材料、加工要求，有序地落实生产活动。而在加工的过程中，数控系统能够根据指令完成具体的操作，实现对数控系统的全面控制。将数控加工技术应用到机械加工制造中，能够解决传统生产过程中成本高、质量低、效率低的问题。一方面，全新的数控技术攻克传统生产加工中技术难点，针对复杂的零件，通过调整系统中的参数，使不同批次生产加工活动，能够保持同步生产，差异化的生产需求得到满足，同时提升生产的质效；另一方面，采用标准化的加工模具，能够在不改变刀具的情况下完成机械产品的快速生产，并使整个操作过程更加简便，机械模具的精度更高，从而最大限度地保障机械加工的稳定性2。2 机械数控加工水平的影响因素2.1 程序编写问题程序编写处在数控加工活动的前端环节，计算机程序编制情况会影响机械运行效率，优化后的程序能够减少人工调试的时间，避免出现空刀的情况，减少刀具的磨损，提高机械设备和各类工具的使用寿命，从而全面发挥数控机器的性能。但是，在机械数控加工生产的过程中，机床运行程序编写不合理的问题屡有发生，不但引发机床设备的故障，还增加机床调试的时间，降低整体运行的效率3。经过分析，该分析问题产生的原因如下：（1）专业人员技术水平不高。为保障参数与执行任务要求相符合，机械加工技术中融合多方面的专业知识，需要操作人员有着较高的技术水平，了解设备运行的规律，利用专业化知识解决机械加工过程中存在的不足。但是，机械制造企业专业人员配备不完善，理论和实践水平与实际需求不相符，在具体操作的过程中，很多操作人员不了解机床功能、设备构造、运行程序，导致机床程序编写不够合理，在机床运行的过程中频发走空刀的问题，增加设备检修和维护上的压力。（2）忽视分类加工。面对外部环境产生的影响，在对大量零部件进行加工时，可展开具体的分类，不机械数控加工水平的影响因素及提升策略周 伟江苏省溧阳中等专业学校，江苏 溧阳 213300文章编号：2096-3092（2024）02-0118-03作者简介：周伟，男，本科，讲师，研究方向为数控技术。造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月 技术与创新技术与创新119但满足精密加工的要求，也能够提升数控机床运行的效率。但是，在加工之前缺少对任务内容的分析，使资源无法得到合理的分配。操作人员针对不同的加工任务，采用统一化的程序，导致程序编写不合理，不能够满足实际生产加工的需求，也降低了数控机床的应用水平，无法体现出数控加工技术的优越性4。2.2 操刀问题在数控加工设备运转的过程中，合理规划操刀路线，设计最大的切换数值，能够提升机床设备运行效率，并降低设备切换的时间成本，使系统处在高效运转状态中，完成生产加工任务。但是，在具体生产制造过程中，相关部门没有制订相应的设备操作流程，忽视对操作人员专业化培训。同时，缺少定期的检查和监管，导致工作人员不规范的操作行为，容易引发人为操作上的问题，也降低生产工序的稳定性，对数控加工工作产生影响。在具体的实践中，由于工作人员缺少丰富的实践经验，不能够保证操作的熟练度。在选择刀具和控制的过程中，工作人员没有做好充足的准备，导致不合理的操刀路线，以及不够精准操刀的位置，增加换刀的难度，延长换刀的时间，从而降低生产效率5。3 机械数控加工水平的提升策略3.1 引进先进的制造软件及技术引进先进的制造软件及技术，能够有效把控机械数控加工过程中的误差率，提高机械数控加工精确度，高标准、高效率完成复杂零件加工作业，实现高精度生产。首先，先进的制造软件集成了产品设计、工程和制造等高性能产品数字化解决方案，将其应用到机械数控加工当中，能够弥补传统数控加工模式存在的不足，提升数控加工效率和水平。其中，可选择应用计算机辅助制造（CAM）软件，该软件具体功能包括零件建模、工装设计、模具设计、等。在机械数控加工中应用 CAM 软件，即便是面对复杂的零件加工，也能提高机床切削效率，保证工业机器人高效率运转。同时，CAM 制造软件还具有自动刀具倾斜、交互式碰撞避让以及自动方向矢量控制等功能，能够实现摆线加工、旋风铣粗加工以及 3+2 轴加工。为切实提高机械数控加工技术水平，在操作之前，工作人员应根据自身所要加工生产的产品特点、性能及各方面要求，科学选择恰当的数控机床与切削工具，尽量选择先进制造工具，来提升生产产品效率，增强数控加工技术水平6。其次，结合机械数控加工领域发展现状与目标，坚持促进创新与智能化转型，大力发展智能制造技术。努力克服技术瓶颈，开发具有自主知识产权的新关键产品，促进机器人工业发展。最后，通过积极引进五轴加工技术，设置科学合理的加工参数，满足机械加工实际需要，提高机械加工效率，延长刀具使用寿命。其中，要紧密结合机械数控加工对象、选用的加工方式、加工材料以及特殊要求等多方因素，科学选择刀具类型、主轴转速、下刀点、安全高度、走刀方式以及加工方式等。注重优化刀位轨迹，努力做到刀位轨迹分布均匀、效率高、误差小，真正满足高质量机械数控加工需求，提高零件表面光滑度与精度7。3.2 合理选用刀具型号与种类为真正发挥机械数控加工技术应有作用，提高技术应用水平，应合理选用刀具型号与种类，提高数控车床刀具自动化程度，进一步提高数控车床换刀速度，使之能够根据编程的程序完成自动化换刀，提升数控车床加工精度与效率。其中，可选择在数控刀库设计中加入机械手臂自动换刀装置，要求编程人员按照刀具自动化需求进行计算机编程。当计算机发出控制命令后，数控刀库能够实现自动取刀、自动换刀。而计算机没有发出指令时，机械手臂取刀的零部件会处于闭合状态，一切按照计算机系统发出的指令行动。当计算机系统发出自动取刀或换刀命令时，机械手臂会自动移动到需要更换刀具的位置，将刀库中需要的刀具通过传送带传送到相应位置，进行自动化安装。在刀具型号与种类选择方面，需针对不同刀具在用途、性能以及材质方面的差异性问题，将刀具按材料分为硬质合金、陶瓷与超硬刀具材质三大类型，按工艺用途分为孔加工刀具、螺纹刀具以及铣刀。根据不同数控加工产品要求选择对应刀具型号和种类，能够充分提高机械数控加工技术应用水平8。3.3 加大技术研发的投入力度高端数控作为促进我国制造业发展的核心要素，其产业与市场发展至今仍未完善，始终处于被外商巨头垄断的发展态势，导致国内制造业在应用高端数控机床时，仍需花高价购买，造成了不小的成本压力。针对这一问题，相关产业应加大投入力度，坚持走自主创新力度，成立专项资金用于搭建工程实验室与研发平台。紧密结合我国制造业发展现状、目标与需求，结合“中国制造 2025”国家战略，加大高端数控机床 技术与创新 技术与创新 2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料120研发力度。在研发中不断攻克技术难题，建立完整的技术链、人才链与产业链，掌握高端数控产业和新技术，着重研发能够实现多种联动加工与复杂零件加工的高端数控机床。此类机床只需要一次装夹便可完成零件加工，提升零件加工精度，保证数控机床稳定性与环保性。以此来真正实现高端数控机床中国制造，促进机械数控加工技术水平稳步提升9。3.4 加强编程人员技术培训编程人员职业素养、业务能力与技术水平的高低，在一定程度上影响着工作效果。因此，为更好地提升机械数控加工技术水平，提高此项技术的工作效率，推动机械数控加工技术高质量、高效化发展，必须重视加强对编程人员的技术培训，加强专业人才培养。努力组建一支技术精湛、素质良好、业务能力强的人才队伍，为提升数控加工技术水平打下坚实基础。基于此，可分别采取在职编程人员技术培训和外部人才引进、培养两种方式，组建一支应用型、复合型、高精尖人才团队，强化人才保障。一方面，加强编程人员技术培训，提高数控加工技术水平。与传统加工技术相比，机械数控加工技术仅需通过计算机编程便可指导后台数控加工技术高效率运转和完成，对编程人员数字化、信息化、自动化技术要求相对较高。因此，为保证编程人员能够更好地掌握计算机编程与机械数控加工技术操作方法，减少他们在操作过程中的失误，应定期组织开展专业化培训，与时俱进地更新培训内容。通过培训加强对编程人员专业理论知识、机械数控加工设备实际操作技术与流程、设备操作注意事项、技术应用标准与要求、国内外先进自动化技术、信息素养等多方面的综合培训。以此不断提升编程人员综合技能水平，实现精准的机械数控编程，真正让数控加工技术精准应用到工业生产中，发挥该项技术应用价值。另一方面，加大专业人才培养与引进力度，可选择与地方高等院校建立长期合作关系，共同制定有关机械数控加工领域的课程体系、人才培养方案、培养计划和实践实训方案，由企业为学校提供实训实践平台，学校则定期为企业输送高质量、创新型、复合型人才，满足机械数控加工领域人才需求，带动技术应用水平持续提升10。4 结束语在信息化时代背景下，数控加工技术的广泛应用，使机械生产作业模式逐步实现自动化的发展，推动生产制造的转型变革。在数控加工技术应用的过程中，不但需要做好设备的维护与管理，还需要操作人员掌握先进的数控技术，合理地编制运行程序，科学选择刀具，从而更好地发挥数控技术的性能，提高机械生产的效率。当前，在操刀和编写程序等环节中，因为操作人员技术水平不高，导致程序编写不合理，操刀存在较大的问题，难以保障机床设备的高效率运行。对此，需要生产制造产业引进先进的软件，并加强人员的技术培训，从而提高数控加工的精准水平。在操刀环节中，应合理地选用刀具类型和种类，减少换刀的时间，管控好机床设备的有序运行，从而压缩制造成本，机械制造企业创造更大的经济效益。参考文献1 杨根,张立昌,林何,等.航空叶片精锻模具设计与数控加工J.机床与液压,2020,48(15):109-113.2 韩红宇,李爱景,王磊杰,等.基于展成法的蜗轮数控铣削加工工艺研究J.机械传动,2022,46(7):139-143,166.3 金鑫,刘其广,吕杰,等.数控加工中多约束进给率规划算法研究J.制造技术与机床,2022(5):105-111.4 吴艳芳.数控机械加工中在机测量技术的应用研究D.淄博:山东理工大学,2022.5 李婷.机械数控加工技术水平提升策略J.造纸装备及材料,2022,51(2):121-123.6 魏文强,刘婷,程国飞.基于UG的拖拉机关键部件数控加工应用分析J.农机化研究,2022,44(8):248-251,257.7 韩军,熊风生,姚晟,等.复杂薄壁散热器零件数控加工技术研究J.制造技术与机床,2021(10):62-66,72.8 侯小兵.舰船机械部件数控加工精度控制方法研究J.舰船科学技术,2021,43(10):211-213.9 薛卫萍,熊俊,姚志文.机械臂数控加工过程动力学控制仿真J.计算机仿真,2021,38(5):287-291.10 王文豪.考虑刀具磨损的高效数控加工参数优化方法研究D.天津:天津大学,2021.