挑战关键技术与创新能力不足

　　[摘 要] 随着我国“十二五”规划的实施，我国的机械制造业也有了很大的发展。数控加工技术能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题，是一种高精度、高效率与高柔性的加工方法。只有不断挑战数控加工的关键技术、不断加强创新能力，才能够大力发展我国的数控加工技术，增强企业的竞争力。 　　[关键词] 数控加工； 数控技术； 创新； 关键技术 　　一 前言 　　随着我国经济水平的提高，我国的机械制造业也有了很大的发展，数控加工技术一种高精度、高效率与高柔性的加工方法，能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题，只有不断挑战数控加工的关键技术、不断加强创新能力，才能够大力发展我国的数控加工技术，增强企业的竞争力。 　　二 数控加工技术的基本概念[1] 　　数控技术是指利用数字信息控制机械的工作过程的机床控制技术。数控机床是一种基于数控技术的机床，数控机床通过安装程序控制系统，从而对特定的编码程序进行处理，以实现机械制造的自动化、一体化。 　　数控加工是指数控机床根据编制好的数控加工程序，对机床的刀具和零件的相对运动进行控制，从而完成对工件的加工，以解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题。其中数控加工程序是根据零件的图样及工艺的要求等条件进行编制的。 　　数控程序指数控机床为加工零件而执行的一系列指令，该指令是由数控系统通过数控技术对加工零件的任务进行编码，并反馈给数控机床。数控编程是指在机械制造业中生成由数控机床对零件进行加工的数控程序生成过程。 　　数控加工技术包括零件上需要进行数控加工表面的确定；设计数控加工工艺；加工程序的编程；验收和修改加工的程序；运行加工的程序。数控加工的关键技术包括数控控机床加工的工艺及数控编程的技术两方面。数控加工技术的硬件基础是数控机床，数控编程的技术是数控加工顺利进行的重要保障。 　　数控加工技术的工作过程如图1所示，首先要确定需要进行数控加工的零件的表面，再根据零件的表面设计加工的图纸；根据图纸设计数控加工的工艺方法；编程加工工艺的程序；根据编程程序对零件进行数控加工。 　　三 我国数控加工技术的现状 　　我国数控加工技术广泛应用于我国的机械制造业。 　　（一）数控机床向多轴化和复合化发展 　　数控机床直接影响到加工工艺的时间，数控机床多轴化、复合化，可以以减少数控加工工序的时间，大大提高数控加工的效率。数控机床的复合化是指需要加工的零件在一台机床装夹完成后，通过转台或自动换刀旋转主轴头等措施，中间没有间断的进行多表面、多工序的复合加工。数控机床在今后的研究中应向高速、高精、高效化发展，只有高速、高精、高效化的数控机床才能适应不断发展的数控技术，才能增强企业的竞争力。 　　（二）数控机床的智能化 　　以前的数控系统只是为了加工任务的完成，并没有考虑实现数控机床的智能化。目前数控机床正向人工智能化发展。人工智能化的数控机床可以通过模拟人类的行为，从而实现数控加工的智能化。通常是在数控系统配制故障诊断系统、编程系统、刀具自动管理及补偿系统、参数自动设定系统等，通过系统的配制，可以将数控系统监测到的信息反馈到数控机床，从而实现数控机床的实时智能化模式。 　　（三）数控编程技术的现状 　　数控编程技术包括手工编程和自动编程两种。手工编程是指由人工完成的数控编程。例如简单阶梯轴的车削加工，通常可以由技术人员通过设计的图纸，编写数控加工的程序。而自动编程主要是采用CAD/CAM系统进行编程，如轮廓形状复杂的零件。编程人员根据设计的图纸，通过CAD/CAM系统，构建出加工零件的几何形状，再分析零件的设计图纸的工艺程序，最终确定加工工艺的方案、刀具及其参数、切削的用量，自动生成零件加工的程序。数控编程技术的操作是在屏幕命令驱动及菜单等交互途径下完成的，自动编程由于其本身具有直观、形象和高效等特点，所以被广泛应用于数控加工技术[2]。 　　（四）数控刀具的发展现状 　　目前很多企业还是倾向用价格比较低廉的刀具，而低廉的刀具往往不能有效的提高生产效率。很多企业配备有比较先进的数控机床，但是却没有配备相应的刀具，这样虽然省了小钱，却不能使数控机床的效率得到有效提高。所以企业应该引进先进的装备和技术，生产一些比较高效的刀具，并将刀具广泛应用于制造业，才能提高数控加工的效率。 　　四 数控加工技术存在的问题 　　目前还有很多因素制约着数控加工技术的发展，比如设计的图纸是否合理、数控机床的精度及其性能、加工的参数、加工工艺的步骤、刀具的选择、刀具运动的轨迹等。每一种因素控制不好，都会影响数控加工技术的顺利进行。影响数控加工技术的关键因素包括数控编程的技术、机床的操作以及机床的应用等。 　　（一）数控编程的技术不到位 　　数控加工技术是根据数控的编程程序对零件进行数控加工。数控编程的程序决定了数控机床的效率，数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。目前很多数控编程的工程师不熟悉数控机床的构造，不熟悉数控机床的内部结构，编程的程序不支持机床的高效运转。很多数控编程程序的可靠性不高，需要花费大量时间调试数控机床；数控编程的程序不合理，导致数控机床经常发生走空刀的情况。数控编程的技术不到位直接影响到数控加工技术的效率。 　　（二）数控加工技术的创新能力不足 　　目前很多企业没有建立健全有效的数控加工创新机制，很多企业只能依赖国外的技术，企业缺乏创新意识，就算引进先进的数控加工技术，消化吸收能力也比较弱，不能对引进的技术进行举一反三，创新适合自己企业的数控加工技术。很多企业不能形成一个创新的环境，企业之间也没有技术的竞争环境。这就导致了企业数控加工技术滞后，从而影响了企业的高效生产。 　　（三）数控机床的操作不当 　　数控加工技术的硬件基础是数控机床，数控机床的发展直接影响到数控加工技术的发展。目前很多企业的数控机床在操作上还是不够规范，机床也没有及时的保养，这就降低了机床的精度。很多企业不能定期检测维修数控机床及其相关的设备，对数控相关的设备的加工任务不明确，零件粗加工与细加工的设备混用经常发生。零件粗加工会对设备造成很大的精度损害，如果将细加工的设备误用成粗加工的设备，就会影响到零件细加工设备的精度，导致零件的细加工受到影响，而且混用设备还会降低设备的寿命，给企业带来经济损失。 　　五 提高数控加工技术的对策 　　我国的数控加工技术在数控机床的配置、创新能力、数控编程还存在很大的缺陷，提高数控加工技术的关键就是提高企业的创新能力，配置相当的数控机床、编程可靠的数控程序等。 　　（一）科学操作数控机床 　　企业应定期检测、维修数控设备，对数控相关设备的精度做好记录，将精度比较差、使用年限比较长的设备定为零件粗加工的设备，而精加工设备则应选用那些精度比较好、新购买的设备[3]。在进行零件的粗、细加工时应该按照零件需要的精度要求选用合适的设备。只有选用合适的机床设备，才能保证数控加工的高效进行。 　　（二）企业应培养数控加工技术人员 　　企业如果没有技术过关的数控人员，数控加工技术不可能真正发展。数控编程需要计算机软件的专业人员，企业只有吸纳相关的专业人员，才能编程出可靠的数控程序，进而提高数控加工的有效进行。除此之外，企业的领导应该加强对数控机床操作者的培训，只有科学操作数控机床，才能保证生产效率的有效的提高，也才能延长机床的使用寿命，为企业降低不必要的经济损失。企业应加强数控技术人员创新能力的培养，可以将数控技术人员到国外学习先进的数控技术，学以致用，研究出适合企业的数控加工技术。 　　（三）编制可靠的数控程序 　　数控编程的程序决定了数控机床的效率，数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。可靠的数控编程程序应该能保证零件加工的步骤、加工持续的时间、以及加工的质量。编程时为了提高数控加工的效率，可以同时执行编程的指令。例如将机床主轴的启动、定位、移动编程指令同时执行；将刀具的准备、切削指令同时编码执行，这样就把重合。这样就把非切削时间、次数减少了。技术人员应该及时检查编好的程序，并将编好的程序调试运行，以发现程序的问题并及时进行改正。自动编程比手工编程的出错率低，所以尽量使用自动编程来编程数控的程序。技术人员应该根据零件加工的工序，编程不同的子程序。加工工序的子程序有利于零件加工的顺利进行，也可以及时发现零件加工时程序的不足，可以及时改正。 　　（四）选择合适的切削刀具 　　选择合适的切削刀具是提高数控加工效率的前提条件。只有性能稳定、切削力强、能够承受高速切削的刀具才能适应数控大功率、高速的数控机床。所以企业在选择刀具时不要因为价格低廉就盲目选择，如果加工条件允许，可以考虑硬质合金刀具。企业如果有条件的，可以选择性能比较好的、耐磨的、比较耐用的刀具，如立方氮化的刀具、涂层刀具、陶瓷刀片等[4]。球头刀具在使用时由于其端部切削速度达到零，但是为了达到零件加工的精度，球头刀具在切削时会取很密的行距，所以球头刀具的效率是比较低的，建议慎用。平头刀具的切削效率比球头刀具好，可以考虑使用。平头刀如果能保证不切过头，可以应用于曲面的粗、细加工。在选择刀具时，应该结合数控加工工序的设计，选择合适的刀具，才能保证数控加工的高效进行。数控加工的技术人员可以根据零件加工的程序的编程、零件工序的进行生产符合企业的刀具，这样的刀具就会更加有针对性。比如三维槽型刀具、数控刀片等的研发就是顺应企业的需求而产生的，企业的数控加工技术就得到了很大的发展。 　　六 结语 　　数控加工技术能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题，是一种高精度、高效率与高柔性的加工方法。只有培养专业的数控加工技术人员、科学的操作数控机床、编制可靠的数控程序，才能大力发展我国的数控加工技术，增强企业的竞争力。 　　[参考文献] 　　[1]刘祖其.数控系统及发展趋势[J].制造业自动化，2009，31（12）：37―39 　　[2]张玉峰.浅谈我国数控机床的现状与发展趋势叨[J].金属加工，2010，（21）：22―23. 　　[3]余碧琼.试论数控技术的现状及发展趋势[J].应用科学，2009，（15）：16―17 　　[4]王勇.数控技术发展趋势――智能化数控系统[J].黑龙江科技信息，2010，（16）：65―67