數(shù)控切削加工作為機(jī)械加工的先進(jìn)形式，在很多行業(yè)得到了推廣和應(yīng)用洼荡，但數(shù)控加工本身也面臨一個(gè)很大的問題赋芥，即數(shù)控設(shè)備的資產(chǎn)原值較大，一臺未能充分發(fā)揮其性能的數(shù)控設(shè)備不僅會成為制約產(chǎn)品加工的瓶頸角葱，也會成為企業(yè)經(jīng)營的負(fù)擔(dān)栓拜，因此，無論從技術(shù)進(jìn)步的角度還是從企業(yè)經(jīng)營的角度惠昔，提高數(shù)控效率都是一個(gè)永恒的話題幕与。

　　在汽車等大批量生產(chǎn)行業(yè)，生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)組織管理等工作的效率相對較高舰罚，其數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率也相對比較高纽门。但在飛機(jī)制造業(yè)，因其產(chǎn)品的批量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到大批量生產(chǎn)的規(guī)模营罢，頻繁的技術(shù)和生產(chǎn)準(zhǔn)備等因素造成數(shù)控設(shè)備的停機(jī)和輔助時(shí)間延長赏陵，在一定程度上導(dǎo)致了設(shè)備利用率相對較低，同時(shí)饲漾，對于國內(nèi)的飛機(jī)制造企業(yè)蝙搔，還存在著多品種、小批量和離散程度高等問題，數(shù)控設(shè)備維護(hù)吃型、數(shù)控工藝技術(shù)证鸥、數(shù)控程編技術(shù)和刀具技術(shù)等方面與國外存在著較大的差距，數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率明顯低于世界先進(jìn)的飛機(jī)零部件制造企業(yè)勤晚。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)四酱，世界先進(jìn)航空企業(yè)的數(shù)控設(shè)備利用率達(dá)到了60% ～ 80%、設(shè)備加工績效超過了90%倘粮、設(shè)備的綜合應(yīng)用效率達(dá)到了55% ～ 75%扑详，而國內(nèi)目前的平均設(shè)備利用率低于40%，平均設(shè)備加工績效低于80%乱一，數(shù)控設(shè)備的綜合應(yīng)用效率則更低涕留。備受關(guān)注的大飛機(jī)項(xiàng)目將是對國內(nèi)各機(jī)體制造企業(yè)零部件加工能力的一次考驗(yàn)和檢閱，本文就數(shù)控切削設(shè)備的應(yīng)用效率問題進(jìn)行初步的探討之搅，希望可以起到拋磚引玉的作用唁返。

　　數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率的評價(jià)

　　數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率的度量可以使車間清楚目前的現(xiàn)狀，進(jìn)而分析出影響設(shè)備效率發(fā)揮的主要問題丹叨，同時(shí)可以對采取措施后的效果進(jìn)行直觀的評價(jià)辨迷。數(shù)控設(shè)備的效能是否得到充分發(fā)揮，可以由設(shè)備利用率和零件產(chǎn)出率進(jìn)行綜合衡量饰址，同時(shí)坝给，即使設(shè)備的利用率和零件產(chǎn)出率均較高，如果設(shè)備所加工產(chǎn)品的合格率過低产舞，也會造成資源的無效使用魂奥。因此，簡單地說易猫，對數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率的評價(jià)可以分解為評價(jià)其在制度工時(shí)內(nèi)設(shè)備主軸有多少時(shí)間被用于切削加工耻煤，在主軸加工的時(shí)間段內(nèi)有多少材料被去除，在度量時(shí)間段內(nèi)加工的產(chǎn)品中合格品的數(shù)量是多少准颓。主軸用于切削的時(shí)間越長哈蝇、材料的去除率和產(chǎn)品的合格率越高，則設(shè)備的應(yīng)用效率越高攘已。

　　影響數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率提高的因素分析

　　影響數(shù)控設(shè)備利用率提高的因素包括：設(shè)備故障炮赦；非計(jì)劃停機(jī)，如機(jī)床操作工臨時(shí)辦理其他事情样勃、生產(chǎn)計(jì)劃安排不到位等均會造成數(shù)控設(shè)備的停機(jī)等待吠勘；輔助準(zhǔn)備時(shí)間，主要包括夾具換裝峡眶、零件裝卸剧防、刀具更換等耗費(fèi)的時(shí)間植锉；其他因素，如N C 程序空行程時(shí)間爹舱、自動(dòng)換刀時(shí)間奕截、停機(jī)測量零件等。

　　影響零件產(chǎn)出率提高的因素包括：刀具選型不合理皿遏；刀具系統(tǒng)的質(zhì)量較低或質(zhì)量不穩(wěn)定噪境；切削參數(shù)較為保守。

　　影響零件合格率提高的因素包括：加工工藝方案不合理日胖；N C 程序錯(cuò)誤瞎介；刀具使用錯(cuò)誤；操作失誤习荚。

　　國內(nèi)航空企業(yè)提高數(shù)控效率的途徑

　　1 國內(nèi)航空企業(yè)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用存在的差距

　　由前文的分析，影響數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率提高的因素可歸結(jié)為設(shè)備故障因素誓华、生產(chǎn)管理因素仁娱、工藝技術(shù)因素、數(shù)控刀具因素和人員技能因素等5 個(gè)方面菇唇。對于國內(nèi)各航空主機(jī)廠囊祝，雖然近年來數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用水平得到了快速的發(fā)展，尤其在數(shù)控工藝技術(shù)研究應(yīng)用方面取得了較大的進(jìn)步匪补，同時(shí)伞辛，國產(chǎn)數(shù)控刀具的品質(zhì)也有了大幅度提高，但從整體來說夯缺，仍與世界先進(jìn)航空企業(yè)存在較大差距蚤氏，具體表現(xiàn)如下：

　　（1）零件生產(chǎn)高度離散踊兜。國內(nèi)各主機(jī)廠的生產(chǎn)線建設(shè)基本以自主研制生產(chǎn)型號飛機(jī)為目標(biāo)竿滨，生產(chǎn)能力較為全面，同時(shí)在本廠內(nèi)部產(chǎn)品的分工上以機(jī)加捏境、鈑金于游、表面處理等專業(yè)為基本單位，數(shù)控車間承擔(dān)的產(chǎn)品幾乎涵蓋了從機(jī)頭至尾翼的所有復(fù)雜零件垫言，基本不存在結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工單元贰剥，結(jié)果一方面造成了廠際甚至廠內(nèi)能力的重復(fù)投資，更嚴(yán)重的是筷频，受到型號飛機(jī)批量的限制蚌成，同一臺數(shù)控設(shè)備承擔(dān)了大量結(jié)構(gòu)類型存在較大差異的零件，生產(chǎn)組織過程中大量的時(shí)間浪費(fèi)在了零件和夾具的換裝等重復(fù)性工作中退博，雖然在國內(nèi)A R J21 飛機(jī)自主研制的過程中各主機(jī)廠按分工承擔(dān)了飛機(jī)的不同部件颖助，但并未因此而進(jìn)行新的生產(chǎn)單元建設(shè)旋囤，各廠內(nèi)部的分工和組織仍然沿用了類似于型號研制生產(chǎn)的分工和生產(chǎn)組織形式，并未從根本上解決離散的生產(chǎn)模式問題戏筹。

　】隆（2）數(shù)控加工集成應(yīng)用處于起步階段。國內(nèi)目前在CAD缓万、CAPP甩楷、CAM、DNC蔫狰、MES 和ERP 等數(shù)字化工具和平臺的應(yīng)用和建設(shè)方面投入較大催锯，也取得了初步的成效，但在應(yīng)用過程中仍然不同程度上存在著信息孤島現(xiàn)象芋妻，并未實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化工廠孵熏，在生產(chǎn)計(jì)劃安排、生產(chǎn)組織和過程監(jiān)控等各個(gè)環(huán)節(jié)仍然以現(xiàn)場式的調(diào)度管理為主昭礁，不可避免地存在著計(jì)劃脫節(jié)捺氢、生產(chǎn)準(zhǔn)備滯后等問題，增加了數(shù)控設(shè)備的停機(jī)等待時(shí)間剪撬。

　∩闫埂（3）數(shù)控刀具系列化應(yīng)用層次相對較低。數(shù)控設(shè)備屬于制造企業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源残黑，為了充分發(fā)揮其資源優(yōu)勢馍佑，配套使用的刀具等工具的品質(zhì)應(yīng)得到嚴(yán)格保證，國外航空企業(yè)普遍使用了專業(yè)刀具制造商的系列化高品質(zhì)刀具梨水，而目前國內(nèi)各主機(jī)廠均有著一定規(guī)模的專用刀具設(shè)計(jì)制造能力拭荤，為了“有效”發(fā)揮自有刀具的設(shè)計(jì)制造能力，使得理應(yīng)實(shí)現(xiàn)通用化的數(shù)控刀具一直在專用化的道路上徘徊冰木，部分?jǐn)?shù)控車間僅能在一些關(guān)鍵產(chǎn)品上采用通用刀具穷劈，造成企業(yè)的數(shù)控切削參數(shù)庫建設(shè)難以實(shí)際開展，僅有的數(shù)據(jù)也難以推廣踊沸，材料切除率長期維持在較低的水平歇终，同時(shí)，低品質(zhì)刀具的長期使用也會在一定程度上影響設(shè)備主軸的壽命逼龟，對設(shè)備的完好率造成負(fù)面影響评凝。

　　（4）數(shù)控工藝技術(shù)和產(chǎn)品檢驗(yàn)技術(shù)積累有限秦代。改革開放以來潦号，國內(nèi)制造企業(yè)普遍對發(fā)展先進(jìn)的加工技西飛公司零件數(shù)控加工車間論壇FORUM50 航空制造技術(shù)·在數(shù)控加工技術(shù)方面有了相當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)積累，但在加工變形預(yù)測和控制等方面仍以經(jīng)驗(yàn)為主蚯景，在數(shù)控產(chǎn)品的過程控制和檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的發(fā)展上也滯后于工藝技術(shù)的進(jìn)步慨锅，目前前肥，在部分主機(jī)廠仍然存在著數(shù)字化加工的產(chǎn)品以模擬量進(jìn)行檢測的現(xiàn)象，也存在著對數(shù)控產(chǎn)品不加區(qū)分地完全使用三坐標(biāo)數(shù)控測量機(jī)進(jìn)行檢測的現(xiàn)象庐钱，工藝技術(shù)的有限積累和落后的檢驗(yàn)技術(shù)直接造成了加工流程的復(fù)雜化淀肿，既增加了零件裝卸等的輔助時(shí)間，也增加了停機(jī)測量等的輔助時(shí)間滴图，降低了設(shè)備的利用率讯谎。

　　（5）操作工技術(shù)水平和素質(zhì)參差不齊灸室。數(shù)控操作工的職責(zé)是換裝夾具乘硬、裝卸零件、準(zhǔn)備刀具和操作機(jī)床調(diào)用數(shù)控程序并監(jiān)控加工過程等鹿鳖，由于在生產(chǎn)過程中存在著誤操作引起的零件超差等事故扁眯，或使用同樣的設(shè)備加工同樣的產(chǎn)品時(shí)不同的操作工加工的產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)進(jìn)度存在較大差異等現(xiàn)象，管理層對數(shù)控操作工的機(jī)床操作資格栓辜、操作技能等已給以予了越來越多的重視恋拍，操作工的資格培訓(xùn)、技能培訓(xùn)等工作得到了關(guān)注藕甩。

　　（6）數(shù)控設(shè)備的維護(hù)和維修水平有待進(jìn)一步提高周荐。國內(nèi)在數(shù)控設(shè)備的維護(hù)管理上基本沿用了普通設(shè)備的管理模式狭莱，但因存在著在高檔數(shù)控設(shè)備領(lǐng)域自主研發(fā)能力上的瓶頸，設(shè)備使用單位更是缺乏高水平的維護(hù)概作、維修專業(yè)人才腋妙，長期對數(shù)控設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和故障的簡單化處理，使得整體設(shè)備完好狀況每況愈下讯榕。目前骤素，國內(nèi)航空企業(yè)的數(shù)控設(shè)備平均故障率大約在15% 左右，已經(jīng)成為影響數(shù)控設(shè)備應(yīng)用的瓶頸愚屁。

　　2 提高航空數(shù)控設(shè)備應(yīng)用效率的途徑

　　提高數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率撑枯，必須同時(shí)提高設(shè)備的利用率、材料去除率和零件的合格率蛹活，基于目前國內(nèi)航空企業(yè)在數(shù)控設(shè)備使用方面存在的差距簇抑，其根本的解決方法是同時(shí)提高管理水平和技術(shù)水平。具體途徑分析如下：

　∝鞍酢（1）管理途徑枢蜗。

　　建立結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工單元，實(shí)現(xiàn) “規(guī)幕纬眩”生產(chǎn)箍颗。一方面眉剿，基于現(xiàn)有的工藝布局，各企業(yè)內(nèi)部的零件加工路線分工和數(shù)控車間內(nèi)部的機(jī)床任務(wù)安排應(yīng)盡量按照零件的結(jié)構(gòu)特性分類來布置纲愁，建立成組生產(chǎn)單元团何，以提高生產(chǎn)準(zhǔn)備效率和操作工的熟練度；另一方面兑狱，在中航工業(yè)內(nèi)部進(jìn)行能力規(guī)劃荧孽，逐步在各主機(jī)廠建立工作包或部件加工單元，形成類似于空客公司的協(xié)作生產(chǎn)組織形式衣屏，以降低企業(yè)的重復(fù)投資躏升，并進(jìn)一步簡化同類型零件的數(shù)控加工流程，提高數(shù)控生產(chǎn)準(zhǔn)備效率和整體數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平狼忱。

　　嚴(yán)格用人制度膨疏，提高操作人員隊(duì)伍素質(zhì)。改變傳钻弄、幫佃却、帶的傳統(tǒng)數(shù)控操作工培訓(xùn)模式，建立嚴(yán)格的數(shù)控操作人員上崗制度窘俺，要求上崗前必須對所操作設(shè)備的各項(xiàng)性能饲帅、操作注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面掌握，對所加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)瘤泪、難點(diǎn)灶泵、加工流程以及加工注意事項(xiàng)在加工前全面了解，避免邊學(xué)邊干的現(xiàn)象对途，杜絕操作失誤赦邻、消除操作差異、提高設(shè)備利用率及產(chǎn)品合格率锉寿。

　　“借用”設(shè)備制造商能力轻樟，提高設(shè)備完好率。國內(nèi)各航空企業(yè)的數(shù)控設(shè)備目前基本以自主維護(hù)和維修為主泣虚，只在極個(gè)別的故障情況下才會向設(shè)備供應(yīng)商求援舟门，基于目前技術(shù)水平和設(shè)備完好率較低的實(shí)際狀況，各企業(yè)應(yīng)針對關(guān)鍵設(shè)備與設(shè)備供應(yīng)商簽訂定期維護(hù)的協(xié)議抽堵，并對關(guān)鍵零部件加大庫存构眶，一方面確保設(shè)備狀況的完好，另一方面可以通過現(xiàn)場的協(xié)作與溝通提高設(shè)備自主維護(hù)和維修的技術(shù)水平起忠。

　　加快數(shù)字化車間的建設(shè)步伐希金，提高綜合管理水平。

　×邸（2）技術(shù)途徑爵林。

　　加快工藝觅霉、程編及仿真技術(shù)的研究應(yīng)用步伐。簡單合理的工藝流程臣环、合理的加工刀具軌跡和準(zhǔn)確的加工預(yù)測是實(shí)現(xiàn)高效數(shù)控加工的前提和基礎(chǔ)绑警，可以通過廠所協(xié)作等模式將行業(yè)先進(jìn)的理論和世界先進(jìn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化為國內(nèi)航空業(yè)的自主技術(shù)，以盡快縮短與世界先進(jìn)水平的差距央渣。

　　加大數(shù)控刀具技術(shù)應(yīng)用及企業(yè)切削參數(shù)庫的建設(shè)力度计盒。提高設(shè)備的材料去除率，唯一的途徑就是在不影響設(shè)備正常使用的前提下提高切削用量芽丹，因此北启，一方面，在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量使用大直徑刀具拔第，對提高材料去除率非常有效咕村，同時(shí)，使用高品質(zhì)的刀具進(jìn)行高速切削也是控制變形蚊俺、提高材料去除率的有效方法懈涛。對高檔的數(shù)控設(shè)備，高品質(zhì)的數(shù)控刀具和合理的切削參數(shù)至關(guān)重要泳猬，但切削參數(shù)本身與機(jī)床性能批钠、刀具系統(tǒng)性能、被加工材料得封、加工方式甚至零件結(jié)構(gòu)等均有直接關(guān)系岂张，各企業(yè)必須建立針對本企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備和工具系統(tǒng)的切削參數(shù)粤沥，才能起到實(shí)際的效果。

　　加快檢驗(yàn)技術(shù)的研究應(yīng)用瘾夯，簡化加工流程索射。在產(chǎn)品加工已初步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的現(xiàn)實(shí)情況下，全尺寸檢驗(yàn)的主導(dǎo)思想和檢驗(yàn)手段必須改變巧嗡，以進(jìn)一步減少數(shù)控機(jī)床輔助停機(jī)時(shí)間虎铅、簡化工藝流程。加快機(jī)床維修技術(shù)的進(jìn)步恋鞋，不斷提高數(shù)控設(shè)備的完好率钟骏。

　　結(jié)束語

　　數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率不是一個(gè)單純的管理問題，也不能僅僅依靠提高技術(shù)應(yīng)用水平而達(dá)到理想的效果赵须，必須結(jié)合各企業(yè)的生產(chǎn)企鄙、經(jīng)營實(shí)際，在提高各方面技術(shù)應(yīng)用水平的同時(shí)业嗅，采用合適的管理平臺倘谢、制定合理的管理制度或政策唉侄，以減少主軸的非切削時(shí)間、提高主軸的加工績效和產(chǎn)品的合格率野建，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)的高回報(bào)属划。

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