数控技术中数控设备的程序管理研究

摘要：数控技术就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工，而这一类的机床称为数控机床。利用数控加工技术可以完成很多异形零件的曲面加工，而且加工的效率、准确性和精度都可以得到很好的保证。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、管理方式、生产结构等带来了深刻的变化，数控技术及数控装备已成为衡量一个企业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

【关键词】数控加工；效率；提升

1数控设备的正确选型

为保证加工效率的提高，产品质量和精度的提升，需根据产品的特点来选择合适的数控设备，设备的选型是一个非常谨慎的工作，是否得当，对后续的适用价值和全面管理起着决定性的作用。以湘电集团长沙水泵厂典型零件三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工为例来选择设备。1.1确定数控设备需承担的主要任务设备主要用于三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工，以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工。凝水增压泵为双联立式中开泵，由凝水泵和增压泵组成。其加工精度的高低，直接影响泵的各项技术性能指标。泵体、泵盖和轴承体的各项技术要求能否达到要求，是其产品质量能否得到保证的关键。循环泵为立式轴流泵，主要由循环泵转子、上下泵体、上下泵盖、上部橡胶轴瓦、下部橡胶轴瓦、两半导向器、密封环、进水部分、波纹补偿器、防蚀护板等组成。精度等级高、异形曲面，加工难度大。1.2分析加工零件的特点及要求凝水增压泵的泵体、泵盖是多蜗室结构，泵体、泵盖和轴承体中需加工的内圆、端面和定位槽数量多，各部位的位置精度要求高，各内圆的加工范围从Φ120mm至Φ608mm尺寸不一，精度等级从6级至11级不等，各蜗室的同轴度及端面的跳动值要求0.05mm，表面粗糙度要求最高值达Ra1.6。其中，多处有配合要求的内圆表面还要切槽，且在同一位置上，泵体上槽比泵盖上槽深，因此，更增加了加工的难度。如导叶蜗室内圆为基孔制配合（Φ608H9+0.175），槽表面粗糙度值为Ra3.2，由于泵体各蜗室（蜗室形状为曲面）铸造后需要再加工，在加工过程既要轴向进刀，又需要径向进刀。同时在加工过程中，还要保证各蜗室及端面的同轴度与跳动值在允许的公差范围内。由此在数控设备中五轴联动加工中心因一次装夹定位，能保证零件各尺寸加工精度和形位公差，从而满足图纸要求。1.3设备选型通过对国内外五轴联动加工中心生产厂家进行调研，国内调研厂家为沈阳机床集团，国外调研厂家为德国的德玛吉和意大利厂家。通过与生产厂家或其代理商进行当面交流与电邮、电话联系，对各生产厂家的产品情况有了一定程度的了解，在结合公司产品的实际需要，设备选型情况如下表所示：1.4确定主要技术参数工作台尺寸：≥1500×1500mm；主轴最高转速：>4000r/min；Z轴最大行程：>1000mm；Y轴最大行程：>2000mm；X轴最大行程：>2000mm；X轴定位精度：<0.05mmY轴定位精度：<0.025mm；Z轴定位精度：<0.03mmA轴定位精度：<5"；C轴定位精度：<5"；X轴重复定位精度：<0.025mm；Y轴重复定位精度：<0.015mm；Z轴重复定位精度：<0.015mm；A轴重复定位精度：<3"；C轴重复定位精度：<31.5确定主要功能和配置五轴联动加工中心是龙门式结构，能实现自动对刀功能，高精度原装进口导轨和丝杆保证了设备的加工精度，机床除具有铣、镗、钻孔、扩孔等基本加工功能外，配套高精度数控回转工作台、数控铣头、数控平旋盘等功能部件，可减少加工过程中的干涉现象，实现泵体内台阶面及内外圆的加工，同时可以实现曲面加工。机床可配带定时定量自动润滑冷却系统，滑枕端面可以安装各种功能附件，并能自动更换功能附件。通过一连串的分析和确认，层层管控到位，最终选定的数控设备将会满足生产的需求，达到高质、高效生产。

2设备的维护、维修及保养

2.1数控设备的维护数控设备的维护包括：预防性维护，以保证机床的正常运行；故障性维修，消除故障，恢复设备的正常运行；对老的数控机床进行改造，充分提高设备的使用效率。在条件允许下，改善数控加工车间或数控设备周边的环境条件，防高温，防灰尘，减少数控机床的故障率，提高其生产效率。2.2数控机床维修注意事项（1）从整机上取出模块时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。（2）维修时电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。（3）线路板测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。（4）测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。　　（5）不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线。（6）查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意。

3数控加工工艺优化

3.1分析零件的工艺性根据设计图纸应分析尺寸标注方法、零件图的完整性与正确性、零件精度要求、零件材质及零件的结构等技术要求。3.2拟定零件的工艺过程注意表面加工方法的选择，要保证加表面的加工精度和表面粗糙度的要求，同时应考虑生产率和经济性的要求，根据产品的结构和产品的数量，尽量采用高效率的先进加工方法，正确选用加工设备。3.3划分加工阶段加工阶段分粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段，中间根据需要还要进行热处理及着色、探伤等要求。粗加工阶段，高效地切除加工表面上大部分的余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品；半精加工阶段，减小粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽）；精加工阶段，保证各主要表面达到图样规定的质量要求。3.4切削用量的确定切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。切削速度vc是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方的瞬时速度单位为M/min。进给量f是指在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，单位mm/s。背吃刀量（切削深度）ap，是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位mm。

4刀具、夹具的正确选择

4.1合理选择切削刀具刀具的合理选择是保证加工质量和提高加工效率的重要环节。为了提高生产率，数控机床尤其是加工中心正向着高速、高刚性和大功率方向发展。在选用刀具材料时，凡加工情况允许选硬质合金刀具时，就不应选用高速钢刀具；甚至在条件允许下，选用性能更好更耐磨的刀具，如涂层刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。4.2工装夹具的应用与管理工装的选择和管理应从以下几方面进行考虑：（1）推广和改进组合夹具及组合真空夹具的应用，缩短辅助时间；（2）尽可能提高定位基准的统一性，减少工装定位的工作量和夹具的数量；（3）采用定力夹具，防止工件产生装夹变形，提高加工精度；（4）积极推广工装夹具的计算机辅助管理。5数控程序的现状管理（1）公司大部分技术人员采取的方式是每个人在计算机上建立不同的目录，随着人员的增加，程序量的膨胀，存在程序版本混乱、查找困难等问题，如果有人调动或跳槽，其程序能否安全地调用的确是个疑问，再者，程序的安全问题，自己已调好的程序有可能误操作，乃至别人无意更改了你的程序，这些都是经常发生的问题。（2）程序结构问题，数控程序要和对应的零件模型关联，还要有相应的刀具清单、刀具参数、工艺卡片等文档，随着数码的普及，最好把关键工序的加工状态、装夹状态、特殊刀具形状记录下来，并与程序一起存放，下一次调用就很形象、很直观，实现图文并茂。（3）最后一个是程序状态问题，有的刚刚编写的，有的是在调试的，有的是定型的，如何区分不同性质的程序，对不同的人设置不同的权限，也是非常重要的。总之，数控加工技术虽然是一种计算机集成制造技术，但它始终离不开相应的管理及配套技术。要提高数控加工效率，应提高认识、转变观念，完善和加强各种相应的配套技术措施和管理水平，提高及加强管理来进行。

作者：魏华

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