机械设备管理及维修保养技术分析

刘思明

中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，北京，100095

0 引言

随着现代工业的快速发展，机械设备在生产制造过程中发挥着越来越重要的作用。然而，机械设备在长期运行过程中，受到多种因素的影响，容易出现各种故障，影响生产效率和产品质量。因此，机械设备管理及维修保养技术分析的必要性愈发凸显。

1 数控半自动车床概述

数控半自动车床是一种先进的机械设备，在制造业中得到了广泛应用[1]。它主要通过数控技术对工件进行高精度加工，具有自动化程度高、加工精度稳定等优点。数控半自动车床主要由床身、主轴箱、进给系统、冷却系统等组成，各部分协同工作，实现高效的车削加工。车床加工设计图见图1。

图1 车床加工设计图

将原材料经过一系列的机械加工，其形状、尺寸等按照设计要求进行加工，最终得到合格的零件。车床加工设计图一般由设计部门根据产品要求设计出图纸，并将其交给制造部门进行加工。在设计图中要考虑到各种因素，包括工艺、材料、精度、成本等，以确保零件的加工质量和性能达到最佳状态。

2 数控半自动车床的机械设备管理

2.1 选型与购置管理

根据实际生产需要，选购适合的数控半自动车床，重点考虑典型零件的加工需求。在设备选型过程中，应关注机床的机械结构、控制系统的易操作性和易维修性[2]。优先选择本单位熟悉、性能先进且来自同一厂家的控制系统。在选择数控车床时，企业必须清晰地了解自己的生产需求。需要确定加工零件是简单的还是复杂的，生产规模是小批量还是大批量生产，零件的加工精度要求是否苛刻，企业在设备上的投资预算是否充裕。

在选择过程中，为了选择与企业适配度高、适合的选型策略，应了解企业文化和发展战略，选择与之相匹配的数控车床类型，根据企业的生产线布局和工艺流程，选择适合的数控车床规格和配置[3]。综合考虑设备的性能、价格、售后服务等因素，选择性价比高的数控车床供应商。在购置数控半自动车床之前，首先明确设备需要具备的功能。考虑加工工件的复杂程度、所需精度、加工效率等因素，以确定所需的坐标轴数、工作电机功率等。避免购买不必要的功能，以节省成本。详细了解数控半自动车床所使用的数控系统，优先选择具有智能化、自动化程度高、操作简便的数控系统，以降低操作难度和维护成本。在选购数控半自动车床时，优先考虑知名品牌和具有良好信誉的供应商，确保设备质量可靠、性能稳定，同时能够得到及时的售后服务和技术支持。

2.2 安装与调试管理

设备进厂后，组织专业人员进行安装调试，在安装调试过程中，对操作人员、编程人员、维修人员和管理人员进行培训，使其掌握设备操作技术和维修保养技术[4]。重点关注设备的各项技术参数和性能指标，与厂家提供的参数进行对比验证，确保设备的性能达标。数控机床装配和调试数据见表1。

表1 数控机床装配和调试数据

2.3 参数与数据管理

在进行数控半自动车床加工之前，可运用G代码编辑器和NC用友软件预先检查程序的正确性，仿真模拟数控半自动机床的加工过程，针对机床、刀具位置参数进行适当调整。如输入刀具参数及刀具补偿参数、输入或修改零点偏置、输入设定数据，以便在维修工作中参考使用。在进行加工之前，除了对机床和刀具进行调整外，还需要进行一系列的准备工作。首先，需要输入正确的参数，包括刀具参数、刀具补偿参数、零点偏置等，以确保加工的准确性和精度。其次，需要设定正确的参数数据，包括切削参数、切削液类型、切削速度等，以优化加工过程并提高加工效率。

在调整机床和刀具时，需要密切关注加工过程中的细节问题。例如，在选择刀具时，需要将被加工材料的硬度、加工精度、加工效率等因素计入考量，以确保选择的刀具能够满足加工要求。注意机床的坐标系、原点设置、坐标偏移等参数，通过查看NC用友软件上的历史记录和报警信息，了解机床的运行状态和加工过程，为维修工作提供有力的支持。

以A生产模具公司为例，由于机床在某些时段的进给倍率远低于正常值，机床各个轴的零点偏置异常，导致实际加工效率低下，数控系统对电源要求较高。为此，针对电网电压不稳定和波动大的问题，采用程序预先设置后，依照先外部后内部、先机械后电气、先静后动、先简单后复杂的检查步骤开展工作，及时解决此类问题，显著提高生产效率，降低成本，确保生产过程中的每一步都严格遵守相关的工艺规定和质量标准[5]。此外，还编写了一些小程序，将G、M、S、T功能的全部指令都包含在内。这些小程序可以在诊断故障时运行，通过判断数控半自动车床的加工进展，及时发现并解决问题。确保设备工作电压的稳定性和可靠性，配备自动补偿式电力稳压器，以保证系统的正常工作。对电源附近的干扰源进行排查和处理，减少电源波形的随机性畸变，提高CNC系统的稳定性。最终，该项目得到了妥善的处理，A生产磨具公司成功地完成了项目，并获得了客户的高度评价。

3 基于FMEA失效模式分析保养策略

3.1 电气系统防护与检查

定期检查电缆和插接头的状态，确保其连接良好，无破损和老化现象。如发现插接头进水，应立即处理并加强防护措施。对电气系统中的元器件进行定期检查，如继电器、接触器等，确保其工作正常。如发现触点碳化或线圈烧坏，应及时更换。提高电气系统的抗干扰能力，如采用屏蔽电缆、加装滤波器等措施。定期检查熔断器和空气开关，确保其工作正常。如发现熔断器熔断或空气开关跳闸，应查明原因并处理。定期检查电源电压稳定性，确保其符合设备要求。如发现电源电压不稳，应采取措施解决。此外，为了确保电气系统的正常运行，还需要注意以下几点。

（1）定期清理电气柜内的灰尘和杂物，保持柜内清洁。

（2）对电气系统中的接线端子进行定期紧固，防止松动和接触不良。

（3）定期检查电缆和插接头的绝缘性能，确保其符合电气安全要求。

（4）在安装和维护电气系统时，要遵循相关标准和规范，确保人员和设备的安全。

（5）对电气系统中的元器件进行备份和备件管理，确保在出现故障时能够及时更换。

总之，电气系统的维护和保养是极其重要的，需要定期进行检查和维修，确保其正常运行和安全使用。

3.2 机械部件保养与检查

定期对数控车床的机械部件进行检查和保养，如清洗、润滑、紧固等，确保各部件工作正常，无磨损和松动现象。对易损件进行定期检查和更换，如刀具、轴承等，确保其性能良好，不影响加工质量和效率。对液压系统进行定期检查和维护，如清洗油箱、更换液压油、检查密封件等，确保其工作正常，无泄漏和老化现象。对冷却系统进行定期检查和维护，如清洗散热器、检查冷却液等，确保其工作正常，能够有效地降低设备温度。

此外，还需要对数控车床的电气部件进行检查和保养，如检查电线、插头、插座等是否完好无损，确保其工作正常。对控制系统进行定期检查和维护，如更新软件、检查硬件等，确保其工作正常，能够准确地控制车床的加工过程。对测量系统进行定期检查和维护，如检查测量头、测量尺等是否准确可靠，确保其工作正常。对机床的防护装置进行检查和维护，如清洗滤清器、检查防护罩等，确保其工作正常，能够有效地保护机床免受灰尘、杂质等的影响。如果发现防护装置存在问题，应及时进行维修或更换，以确保机床的正常运行和延长其使用寿命。同时，还需要对机床的其他部件进行定期的维护和保养，如润滑机床、检查电气系统等，以确保机床始终处于良好的工作状态。

3.3 人为因素与环境因素控制

提高操作人员的技能和素质，减少误操作和设备损坏的可能性。对操作人员进行定期培训，使其熟练掌握设备操作和维护技能。改善设备的使用环境，如控制温度、湿度、灰尘等，确保设备在良好的环境下工作，延长其使用寿命。建立完善的设备管理制度和保养制度，确保设备的正确使用和及时维护。对设备进行定期的检查和维护保养，及时发现并处理潜在的问题。加强设备的日常巡视和检查，及时发现并处理设备的异常情况。对设备的运行状态进行实时监控，确保其处于良好的工作状态。为了确保设备的正常运行和延长其使用寿命，还需要注意以下几点。

（1）数控机床在工作过程中会产生大量的金属屑和废油等杂质，这些杂质容易堵塞机床的导轨和滑块，影响机床的精度和运行效率。应定期对设备进行维护和保养，包括清洁、润滑、调整等，确保设备的各个部件都处于良好的工作状态。

（2）对于一些关键设备，需要进行定期的精度检测和校准，以确保其测量准确度和工作稳定性。数控机床所需压缩空气的压力应符合标准，并保持清洁。管路严禁使用未镀锌铁管，防止铁锈堵塞过滤器。要定期检查和维护气、液分离器，严禁水分进入气路。

（3）对于一些高精度的设备，需要使用专业的工具和配件进行维护和保养，以确保其精度和稳定性。要定期清洁机床的外表面和内部，清除灰尘、碎屑等杂物，保持机床的干净整洁。

（4）在使用设备时，要严格遵守设备的操作规程和安全规程，避免出现误操作和安全事故。操作者必须熟悉本设备的结构、传动原理以及控制程序，经考试合格取得操作证后方可独立操作。

（5）对于一些需要长时间运行的设备，需要进行定期的停机检查和维护，以确保其正常运行。

4 结语

综上所述，数控半自动车床的机械设备管理和维修保养技术不仅关乎企业的生产效率和经济效益，更涉及整个生产线的稳定运行和产品质量的保障。通过本研究提出的优化方案，企业可以进一步提升设备管理水平，降低故障风险，为企业的稳健发展提供有力支撑。