机械数控加工技术水平提升路径研究

石阶安

（无锡立信高等职业技术学校，江苏无锡 214000）

0 引言

科技的进步让制造业采用了大量的数字化、机械化的先进技术，机械数控加工技术作为近年来被广泛运用的技术之一，受到了许多企业的广泛关注，也被运用到企业的生产作业中。但是由于技术水平和管理方法的原因，许多企业在实际运用的过程中或多或少存在不同程度的问题，进而影响到了生产制造的效率，所以优化和解决此类问题就成为了许多企业的当务之急。

1 机械数控加工技术的概念

机械数控加工技术的应用极大的推动了现代化生产制造业的发展，在不断的完善和革新中，数控加工技术成为现代制造技术的基础，并逐步取代了传统的普通机械加工方法，使得制造业企业的生产效率有了极大提升。总体来看，数控加工技术是融合了传统机械加工方式、计算机技术、数字信息技术、检测传感、光机电技术等[1]，通过技术的糅合创新来不断优化和完善传统的加工工艺和自动化技术。我国工业和制造领域中所采用的机械数控加工技术，一般可以理解为将机械加工技术进行数字信息化处理，再结合相关的技术软件来进行操控，这样就可以满足更加精细化和复杂化的设计需要，这是传统手工和普通机械加工方式所难以做到的，因此机械数控加工技术是更加先进的技术方法。从目前的科技发展来看，机械数控加工技术还有很大的优化和革新空间，如全流程自动化、智能化的加工技术可以进一步减少人工的作业量和成本支出，同时也能极大提升生产效率和质量。

数控加工技术在未来有着非常光明的发展前景，我国的数控加工技术起步时间较晚，与国外的先进技术存在差距，总体的应用和管理技术还有不少的缺陷和问题，这些都是亟需解决的问题。所以要想大力发展相关的技术，需要引进和培养大量的技术人才，针对性地完善技术，才能促进数控加工技术的进步。

2 发展机械数控加工技术需要重点关注的问题

2.1 程序编写设计

机械数控加工技术在一定程度上结合了计算机程序设计，所以在器械设备运行之前，相关技术人员需要利用计算机软件对运行的程度方案进行设计编排，而程序方案的设计编排水平会在一定程度上影响到设备的运行效率。所以对程序计算，相关技术人员应该注意以下2 个方面：①工作开展前对数控机床设备进行充分了解，具体掌握设备的特点，熟悉机械的运行操作方法和相关的程序编写命令，从而减少程序设计时的失误率，同时还要不断优化编程方法来提高效率；②优化程序的模拟技术，增强程序的自动执行和优化功能，以减少人工调试所花费的时间和资源，同时能够尽量减少机床走空刀问题。

2.2 机床的使用维护

国内绝大多数制造业企业已经开始广泛运用机械数控技术，而一些引入设备和技术较早的企业，数控机床已经使用了一些年，会出现设备老化和磨损的问题，而且在人为的技术因素和外界环境影响下，这类问题会逐步加加。所以在日常的生产制造过程中，企业就需要针对性地优化资源配置，合理分配机床来执行生产加工任务，而不能只是追求生产效率。对于磨损严重、加工精度严重下降的机床可以用来生产粗制零件，如果还不能满足生产要求，企业应该尽早对其进行报废处理，引入新的设备。否则由于机床的问题而导致生产加工的零件达不到应有的质量标准，会影响企业的生产效率。

3 机械数控加工技术水平提升路径

3.1 加强人才队伍的培养和建设

进入新世纪以来，国家确定了“科学技术是第一生产力，人才也是推动建设发展的基础动力”，因此，在未来的发展中，企业就必须要重视人才的引进和培养。企业需要从完善自身的人力资源管理做起，通过制定科学合理的用人制度来为企业培养更多的技术人才。目前，制造业的竞争激烈，人才和技术就是拉大企业之间差距的重要因素，可为企业的长期发展提供可靠的支撑。机械数控加工技术对技术人员的专业能力有较高的要求，因此，企业需要将技术人员的培养放在长期的战略发展方案中。

（1）加强内部技术人员的“传帮带”，经验丰富的老员工需要在工作期间多多指导和锻炼新员工。企业还可以设置相应的奖励制度，如果新员工在老员工的带领下可以更快地发挥出自身作用、胜任工作任务，负责指导培训的老员工会获得一定比例的工资奖金。

（2）定期组织技术人员的交流研讨会，分析工作过程中的问题和缺陷，并制定方案及时解决处理。

（3）制定合理的技术人员晋升通道来满足员工对未来发展的期望，这样才能最大限度减少人才流失，保证企业的发展稳定。

3.2 科学选用适合的工具模型

要优化机械数控加工技术，就必须要考虑优化机床设备，合理地选择加工机床和作业流程。因此，企业在设计准备阶段，要根据不同的机械数控设备的精度来合理规划方案和阶段性的选择适合的作业刀具。合理的机床选择和设计不仅可以有效地改善机械CNC，而且相应的加工机械的作业效率和准确度也会有所提升。因为不同的工具模型在使用方法、性能结构和材料质量方面都有较大的差异，所以在加工作业前期就必须合理安排好工具模型，以减小不同工具模型对CNC 加工技艺的影响[2]。比如根据工具的材料工艺来看，一般可以将工具分为3 种类型，如高速钢、硬质合金、陶瓷等材料类型。因此在工具模型的选择上，要更加合理的规划安排，如陶瓷类工具加工质量较高、耐磨性较好，平头性工具切割效率高，将不同的工具模型运用到不同的加工阶段中，可以大幅提升加工制造的质量和效率。

3.3 引入先进的数控加工技术

要想顺应市场形势的发展，保证自身拥有足够的竞争力，企业就需要不断引入和革新自身的数控加工技术，这是保证企业可以长期发展的根本。在技术引进和学习方面，企业可以考虑以下3 个方面：

（1）可以将三维建模技术引入到零件设计加工当中。目前许多复杂零件的加工工艺并不是一个线性的加工流程，而是通过多线性的决策和计划方案构成的，整体的加工流程因此较为复杂。其中首要的任务环节就是设计零件的构造，以往的技术方案设计多数都是技术人员人工手绘的图纸，耗时耗力，也只能呈现二维的图像。而在计算机技术被广泛应用和开发以后，利用3D建模技术可以快速地模拟出零件的几何构造，通过输入相关的参数、导入计算机之后，就可以精确模拟、设计和修改，极大地提升了设计加工时的效率。同时模型的创建比例的好坏也在很大程度上影响到后期加工时刀具切割加工的轨迹好坏。所以对于3D 建模技术的优化应用，技术人员应该从曲面生成、曲线加工、裁剪、编辑、过渡等内容进行深入研究应用[3]。

（2）深入优化刀具路径轨迹的生成技术。从技术层面来理解，刀具路径轨迹的含义是指运用计算机模拟技术所提供的三维立体建模和数据作为模拟的分析对象，通过运用计算机的模拟算法来筛选计算各种加工方法、走刀方式、刀具类型等，通过对这些切削参数的计算分析来制定最优的刀具路径，从而作为实际加工时的设计图纸。在计算机模拟技术尚未深入应用到该领域时，零件加工往往需要不断的改进试错，增加了加工成本。而企业如果能够充分的将计算机模拟技术运用到刀具路径轨迹的生成研究中，就可以直接降低改进试错时所消耗的大量时间以及资金成本。刀具路径轨迹在加工工艺中是极为关键的环节，会直接影响到后期的加工效率和质量以及方案的最终可行性。所以企业在优化数控加工技术时，必须要引入和升级相关的技术手段。

（3）优化加工后处理器技术。后处理器技术是将计算机自动编程后所保留的刀轨数据转换成为机床所能应用的NC 代码，这是作为CAM 计算机编程软件与加工机床之间的沟通桥梁。企业为了提升两者之间的信息转换、传输的效率和准确性，可以引入当前较为先进的后置处理器。如拥有独立接口的后置处理器，这种处理器的特点在于它具有CAD 与CAM 等主流数控系统的接口[4]，而且后置的一系列功能都十分齐全，可以高效地对数控加工过程进行仿真模拟，还可以实时对其进行优化调整，应用价值极高。其缺点是价格相对比较昂贵，资金充裕的企业可以优先考虑引入。此外，还有通用性的后置处理器。但是由于当前市场中加工机床的种类形式较多，许多机床在操作系统、结构组成上都有较大的区别，因此这种通用性的后置处理器也只是勉强适用于一部分的加工机床，而目前也尚未有研究机构研发出可以适用于所有数控机床的后置处理器。因此，这种通用性后置处理器还是具有一定性价比的。

4 结语

在目前制造业内部竞争十分激烈的情况下，制造业企业必须为自身的生存发展谋求更多的动力和保障，不断引入和革新机械数控加工技术，不但有助于提升企业的生产加工效率，为企业未来的发展奠定基础，也顺应了时代发展和国家相关政策规划。未来的工业科技的发展趋势必然是以自动化、智能化为主流趋势，企业为了增强自身的核心竞争力，就必须抢占先机，积极引入新型技术来不断稳固自身的实力，这样才能保证企业长期的生存发展。