提高数控机床机械加工效率的方法探讨

王雪 陈蕊 丁志杰

黄河交通学院，焦作市数控铣床设备工程技术研究中心 河南省焦作市 454950

1 引言

我国自进入21 世纪以来，科学技术水平飞速发展，现阶段已实现了信息化技术的大范围普及。现阶段我国市场竞争压力巨大，各企业想实现持续发展，就必须结合实际情况进行相应的技术改革，充分引入信息化技术，对生产方式以及经营模式进行创新。机械加工质量对于我国国民生活水平造成直接影响，同时对于综合国力的发展起到至关重要的作用，传统的机械加工效率低下，无法满足市场需求，因此需要相关工作人员对传统数控技术进行全面分析，通过相应措施提高数控机床机械加工效率。

2 提高数控机床机械加工效率的重要意义

机械加工过程当中，需要相关工作人员充分引入信息化技术，提高自动化水平，充分发挥出我国社会主义现代化强国的优势。通过信息化技术以及自动化技术的引入，提高相关设备的稳定性，实现其高效运行。除此之外，充分利用自动化技术，还能够在保证机械加工效率得到显著提升的基础之上，降低机械设备的运行成本，同时提高企业的整体经济收入。传统的机械加工方式虽然也能够保证生产效率达到市场需求，但是相对来说，其所需要投入的时间、精力以及人力资源成本相对较高。现阶段我国部分企业内部的数控机床的相关运行机制不够完善，因此在实际加工过程当中，机械操作人员的综合水平不足，甚至存在部分企业为压低成本，减少操作人员数量，导致加工效率低下，无法满足市场需求。设备的长期运转会导致其出现相应损耗以及零部件损坏问题，大大延长了加工周期并降低加工效率。在这样的条件下加工出来零部件精准度较低，甚至无法投入使用。

相关工作人员如果综合素质以及专业水平是影响机床整体机械加工效率的主要因素，如果操作人员在实际操作过程当中操作不当，就会大大降低机床机械加工效率。在合理引入并全面应用信息化技术之后，数控机床能够在实现自动化控制，提高机械加工效率。

3 影响数控机床机械加工效率的主要因素

数控机床如今已经成为了机械加工企业的关键生产设备，但数控机床在实际运行过程中存在诸多的影响因素，若不给予有效的控制则可能会对企业的正常生产造成一定的负面影响，其主要包括以下几点：一是编程程序。数控机床的运行主要通过编程程序进行控制，操作人员需要通过计算机编程系统，依据实际的生产需求进行相应的编程工作，以实现对数控机床的有效控制。二是故障维修。从某种角度来看，故障问题是影响数控机床加工效率的核心因素。由于数控机床自身的结构复杂，且运行环境存在诸多不确定因素，导致数控机床的故障问题频繁。此外，目前多数机械加工企业针对数控机床的故障问题缺乏统一的判定标准，一旦数控机床出现故障问题，轻则会影响机械加工企业的正常生产效率，重则会直接造成生产线的运行停滞。三是加工制度不完善。尽管数控机床是具有高度自动化特征的现代机械加工设备，但其本质上依然是机械加工的组成部分，其在实际运行过程中需要与其他加工环节紧密结合，只有这样才能从根本上保障加工效率。从大部分机械加工企业的工作现状可以看出，多数企业在数控机床规范化操作方面存在一定的不足之处，没有紧跟时代发展潮流，没有及时调整加工制度，缺乏及时性的调整与监督，导致现行的加工制度与实际生产之间存在相互脱节的现状。此外，大部分机械加工企业并不重视对加工制度的制定与更新，其仅仅是片面强调加工效率，忽视了加工制度的根本性作用。四是生产管理不科学。从数控机床的运行环境角度来看，数控机床在实际运行过程中会受到管理、环境、设备质量等多方面因素的影响，而在诸多影响因素的牵制之下，施工机床的加工效率长期难以提升。从某种角度来看，在缺乏科学生产管理的基础上，加工程序混乱、加工指令反复出现的情况并不少见，这不仅在一定程度上浪费了时间，同时也会影响到数控机床的运行稳定性，导致其加工效率与性能下降，增加了数控机床的管理难度。五是刀具换刀点与路径规划不合理。在使用数控机床的过程中，刀具的路径规划的是一大重点环节，其将直接影响到数控机床的加工效率。在进行大规模生产时，数控机床往往需要长时间保持高负荷运转，前期应当依据实际的加工需求，对刀具的路径进行科学规划，且需要确定刀具的具体换刀点，减少换刀的频次和时间。这不仅可以减少机械加工过程中的实际耗时，同时也能够提升机械加工的效率。而在实际当中，刀具换刀点与路径规划不合理的现象并不少见，尤其是在生产任务繁重的情况下，操控人员没有充足的时间进行规划，这也直接影响到了数控机床的加工效率。

4 提升数控机床机械加工效率方案

4.1 运用先进的机床刀具

机床刀具的质量和先进性能够直接影响到数控机床机械加工效率，因此需要相关工作人员结合实际情况运用先进的机床刀具进行机械加工。我国相关工作人员对于机械加工行业协会内部进行了相应调查，调查结果显示，多数企业在应用数控机床进行机械加工时，都是采用金切数控机床，相对来说其能够有效地提高数控机床效率。金切数控机床的应用之所以能够提高机械加工的效率，主要是因为其能够减少机床的运行时间和整体计划切削时间。提高数控机床加工效率的主要方式就是在有限的时间内提高其对产品的切削效率，在同样的时间内，减少对机械的维修维护时间，就会增加对产品的切削时间。切削产品的时间周期增长，就越能够有效提高数控机床机械加工效率，在有限的时间内生产出更多的相应零部件。我国相关工作人员对于现阶段数控机床的切削效率进行分析，发现数控机床的总切削效率等于切削的基本速度乘进给量。相关工作人员想要在保证数控机床的工作质量的基础之上提升其整体工作效率，可以通过提高切削的基本速度或者是增加进给量的方式。随着近年来我国市场对于数控机床机械加工效率的要求越来越高，数控机床的加工环境的强度也越来越高，因此相关工作人员必须结合实际情况提高切削刀具的质量和先进性，保证其耐高温性等各方面性能。基于机械加工工程对于机床刀具的需求，现阶段我国多数施工团队在实际机械加工的过程当中，会采用硬质的合金材料或陶瓷的刀片，相对来说其耐磨性较其它类型的刀具更高。实验显示，硬质的合金材料或陶瓷的刀片的工作效率确实高于其他类型的刀具，但是其劣势也较为明显，那就是采用这类刀具，会大大增加加工成本。为在保证机械加工最终整体工作质量以及效率的基础之上降低加工成本，需要相关工作人员对于硬质的合金材料的刀具或陶瓷刀具的应用时间进行合理规划，充分发挥出其最大效率。实际加工过程当中所需要采用的刀具类型，需要相关工作人员结合实际情况以及工程的实际特点进行合理选择，不同类型的工程所需要的刀具的类型也有所不同。通常情况下，在同一个加工工程内，需要用到不同类型的数控刀具，需要相关工作人员结合实际情况对各类数控刀具的应用顺序进行合理规划。

提高机械加工的效率的主要方式就是通过相应手段提高数控机床的应用效率，通常情况下可以采用扬长避短的方式使数控机床在机械加工过程当中充分发挥出其作用。相对于其他类型的传统机床来说，数控机床在我国的起步相对较晚，但是其在机械加工行业中的应用效率却相对较高，因此至今其应用范围相对较广，主要是因为数控机床的整体功能以及性价比都更高，其不但能够对普通的零件实现高效率的生产，也能够对大规模的产品进行批量化的生产。除此之外，部分复杂零件是无法通过传统的机床进行加工的，而数控机床能够高效的完成这一工作。相对于其他类型的机床来说，数控机床的性能以及质量也相对较高，其在进行一些较复杂的工作过程当中不会因为外在因素而出现运行卡顿等情况，平稳的运行能够有效的提高其生产出来的零部件的精确度。根据相关工作人员对于现阶段我国机械加工过程的调查，发现在多数机械加工过程当中，都存在部分的操作人员对于机床运行原理的认知程度不足，从而在实际操作过程中出现疏忽，降低了整体工作质量的情况。比如在加工中心完成部分打孔工作后，立马转移到其他机械上进行切削以及钻孔，这会大大降低整体加工效率。针对以上问题，需要相关工作人员加强对于实际操作人员专业知识以及专业水平的培训，提高其对于机床运行原理的了解程度和实际操作水平，使数控机床充分发挥出其在机械加工中的作用。

4.2 提升工作运行的基本综合素质，建立完善员工基本制度

机械加工过程当中，实际操作人员的专业水平对整体机械加工效率造成直接影响。现阶段我国多数机械加工团队人员的综合素质以及专业水平不足，这主要是因为机械加工相对来说属于人员密集型作业，其对于操作人员的数量需求较大。目前我国人才市场上存在的专业相关人才数量无法填补其缺口，部分工厂内部会出现专业水平不足的工作人员。针对这一问题，需要相关工作人员充分重视，可以通过加强福利政策以及校企合作等方式，结合实际情况不断对外引进高质量人才。同时不断对于内部的工作人员的专业水平以及综合素质进行提升，具体可以从以下几方面进行：（1）需要管理阶层定期组织相关工作人员外出参加相应的培训以提高其专业理论知识，打造企业内部高标准、高素质且规范化的操作团队；（2）定期聘请相关领域的专家到企业内部进行讲座；（3）在每次培训过后进行相应的考核，除此之外在实际的工作过程当中，也需要定期对相关工作人员的专业水平进行考核，将其专业能力与绩效相挂钩，带动员工自主进行相关学习的积极性。

是否存在完善且系统的考核管理制度是各企业在其实际经营过程当中的管理模式是否达标的重要指标之一，如果相关工作人员想要提高操作人员的专业水平，从而提高机械加工整体效率，就需要相关工作人员结合实际情况建立完善的监督考核管理制度。保证各项措施能够实际落实在各个岗位以及各个环节上，通过完善的措施，对各操作人员在实际工作过程当中的不良行为进行约束，同时提高其责任意识和专业水平。

现阶段我国多数机械加工厂当中对于人员的管理的重视程度不足，因此其管理模式较为落后，需要管理阶层充分重视这一问题。结合数控机械兼顾新型电子计算机与传统机床的特性，对相关操作人员以及工作人员的管理方式进行创新以适应时代的发展。

4.3 提升软件开发与基础应用的效果

数控机床在机械加工过程当中的应用效率能否提高与相关软件和基础应用的先进性存在密不可分的关系。相关工作人员需要加大对于数控机床相关科技的研发力度，通过对编程序的基本设计以及维修维护，实现数控技术的自动化、数字化以及精密化。提升软件开发与基础应用的效果，在此基础之上提升操作人员的基本业务水平与熟悉掌握数控机床并使用知识技能的能力。在对其进行研发与设计的过程当中，需要相关工作人员结合实际情况按照标准的操作流程进行，避免出现重大失误，以保证数控机床的平稳运行和质量提升作为主要目标。

4.4 提高机床的断屑与冷却效果

数控机床在使用过程中，若是对钢材等进行加工，需要注重采用刀具几何参数与切削量的设计，确保刀具设计的参数满足钢材的加工要求。为了提高数控机床的加工效率，需要提高机床的断屑与冷却效果，从而提高机械生产效率。数控机床在加工过程中，经常会发生较长的带状切削现象，导致加工材料的表面不平整，同时对于刀具具有较大的损伤。带状切削的现象比较难以修复，并且机床加工环节处于封闭状态，增加了维修的难度。想要从根本上避免这类问题的出现，就需要提高机床的断屑与冷却效果。在实际开始加工之前，应当依据客户的实际需求，合理调整切削操作的具体设置，明确具体的切削形状、外观等，从而针对性的对数控机床参数进行调整，以达到提升加工质量和效率的目的。此外，合理的参数调整还能够保证数控机床的运行安全性，避免在加工过程中发生事故，而影响到正常的生产进度。

4.5 提高数控机床可靠性

为提升数控机床的实际应用价值，保证数控机床的稳定运行，就必须采取科学的方式，强化数控机床的可靠性。机械加工企业在选择数控机床时，应当优先考虑设备厂家的实际生产能力，在目标预算之内，选择质量、性能优异的数控机床，且需要与设备厂家之间构建长期性的合作关系，确保在数控机床出现故障问题时能够有所保障。而在实际使用数控机床的过程中，自动切换系统、数据控制中心是最易发生故障的部分，一旦其出现故障问题不仅会直接影响到生产安全性，同时也会影响到企业的经济效益。因此，为提高数控机床的可靠性，机械加工企业应当构建专业化的数控机床维护保养队伍，确保在数控机床发生故障问题后能够及时进行维修，以免影响到正常的生产进度。同时，机械加工企业还应当制定系统的检查和维护制度，定期对数控机床进行运行检修，分析其运行状态，及时发现潜在问题，避免问题扩大而导致故障的出现。

4.6 优化设备选型

机械加工企业在选择数控机床设备时，应当加强对数控机床设备选型的研究，以满足自身的实际生产需求，保证数控机床的运行稳定性和生产效率。在实际应用数控机床的过程中，应当优化数控机床的设备配置，选择先进的、高质量的零配件，以提升数控机床的使用寿命。在设备选型时，首先需要考虑数控机床的切削能力，而具有高速切削能力的数控机床则应当同步具有出色的稳定性。在选择刀具时，一般结合常规生产强度进行刀具规格的选择，刀具一般使用具有较强硬度的合金刀，且需要具有一定的耐磨性，避免因为频繁更换刀具而影响到数控机床的加工效率。

5 结语

数控机床在现阶段我国机械加工中的应用范围相对较广，其对于提高机械加工的效率起到至关重要的作用，但是在实际加工过程当中仍然存在着诸多缺陷，需要相关工作人员不断结合实际情况对相应技术进行研发与创新，提高机械加工的效率。机械加工的整体效率受到多种外在因素的影响，相关工作人员在对其进行提升的过程当中，需要综合考虑多方面的因素，从不同角度出发提出相应优化措施。