分析CNC產(chǎn)能加工工藝提升的影響因素
發(fā)布時間：2015年05月25日 點擊數(shù)：
分析CNC產(chǎn)能加工工藝提升的影響因素
通過對CNC生產(chǎn)加工過程進行深入細(xì)致的工作研究，分析CNC產(chǎn)能有以下一些影響因素：產(chǎn)品的加工工藝性、CNC程序及工藝參數(shù)、CNC的加工工藝方式、生產(chǎn)現(xiàn)場管理、車間布局及物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、CNC的異常率、刀具損耗、生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的影響等方面。具體的CNC產(chǎn)能的影響因素及分析內(nèi)容如下：
一、產(chǎn)品的加工工藝性 產(chǎn)品的加工成本與其結(jié)構(gòu)的工藝性有直接關(guān)系，產(chǎn)品的加工工藝決定其加工成本，同時也限制了加工效率和產(chǎn)能。因此，從產(chǎn)品設(shè)計的角度出發(fā)，盡可能降低其加工工藝難度，從而可以降低加工成本，縮短CNC的加工CT時間，提高加工質(zhì)量及加工效率，最終提升CNC的產(chǎn)能。
二、刀具的影響 刀具對產(chǎn)品CNC加工的影響，不僅是體現(xiàn)在精度、質(zhì)量等方面，更重要的是反映在加工效率、產(chǎn)能及加工成本等方面。刀具在CNC的加工過程中出現(xiàn)磨損的頻次、程度，直接會影響到產(chǎn)品質(zhì)量，以及CNC主軸的利用率，進而影響到產(chǎn)能的提升。為了避免破損的刀具對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，CNC系統(tǒng)對刀具的壽命管理控制是以計算刀具加工次數(shù)，或用加工時間確定的。因此，當(dāng)?shù)毒邏勖_到系統(tǒng)預(yù)期規(guī)定的加工次數(shù)或時間時，CNC便自動停止動作。如果人工監(jiān)控不到位，無法提前更換刀具或重新設(shè)定刀具壽命時，CNC的加工產(chǎn)能便受到了影響。因此，刀具壽命是影響主軸利用率的一項關(guān)鍵因素。尤其是當(dāng)某產(chǎn)品的CNC加工工序多，加工量大，加工尺寸精度要求較高時，所需刀具種類就會較多。這時CNC刀庫自動更換刀具，以及對刀動作較頻繁，而且刀具磨損量較大，從而使人工換刀、調(diào)機較頻繁。因此，刀具磨損是影響CNC的正常生產(chǎn)節(jié)拍、產(chǎn)能的一個重要指標(biāo)。通過技術(shù)改進，提高刀具的壽命，不僅可以節(jié)約刀具的成本，更為重要的是可減少CNC主軸的停歇時間 ，從而提高CNC的利用率，提升產(chǎn)能，有效降低加工成本。
三、優(yōu)化CNC程序及工藝參數(shù) 在產(chǎn)品加工工藝確定過程中，應(yīng)充分考慮CNC等數(shù)控機床的所有功能，以此做到縮短加工路線，減少走刀次數(shù)和換刀次數(shù)等，從而提升產(chǎn)能。通過選擇合理的切削用量，充分發(fā)揮刀具的切削性能，優(yōu)化CNC的各項加工工藝參數(shù)，確保主軸高速加工，以減少零件加工的CT時間，最終提高產(chǎn)品的加工效率。
四、生產(chǎn)現(xiàn)場管理 雖然CNC在按既定的程序加工過程中，不需要人工直接干預(yù)，不需要人工多次裝夾產(chǎn)品，即可獲得所需加工精度、尺寸、一定切削量的產(chǎn)品，但是由于人員素質(zhì)，人工作業(yè)方式，以及生產(chǎn)現(xiàn)場管理等諸多因素會影響到產(chǎn)品的加工質(zhì)量及產(chǎn)能。因此，制定并嚴(yán)格實施生產(chǎn)作業(yè)SOP，以規(guī)范人工作業(yè)動作，減少消極怠工現(xiàn)象以及不必要的動作時間浪費的發(fā)生。設(shè)立激勵制度，提高操作員的工作積極性，以提升產(chǎn)能及產(chǎn)品加工質(zhì)量。
五、優(yōu)化CNC的加工工藝方式以提高產(chǎn)能 主軸在刀庫自動換刀所需時間較長，約3s。產(chǎn)品在某工序加工中，所需刀具種類較多時，換刀頻率較高，而且刀檢次數(shù)也較多，最終導(dǎo)致CNC自身的“非切削時間”在整個加工CT時間中占的比重較大，由此影響了CNC產(chǎn)能的最大發(fā)揮。傳統(tǒng)的CNC加工工藝的制定存在較大的產(chǎn)能改善空間，因此，在編制CNC加工工藝時，不僅應(yīng)重點考慮加工的可行性，還應(yīng)重點關(guān)注加工工藝的制定對加工效率的影響。通過合理排配加工工藝順序，減少換刀次數(shù)，可有效縮短CNC的加工CT時間，提升產(chǎn)能。
六、CNC的加工異常 CNC在加工過程中難免會出現(xiàn)各種異常，如刀具斷刀、產(chǎn)品加工異常、設(shè)備異常和夾具異常等。當(dāng)這些異常的頻繁出現(xiàn)，需要人工換刀、調(diào)機，從而導(dǎo)致主軸停歇，產(chǎn)能下降。因此，在保證刀具壽命正常的基礎(chǔ)上，經(jīng)常點檢設(shè)備及夾具狀況，減少CNC本身潛在的異常，以及確保工裝夾具上的氣缸、電磁閥、電動機等電氣元件在油液環(huán)境下的使用壽命，以減少CNC主軸的生產(chǎn)中斷情況的發(fā)生，提高主軸利用率。
七、物流及時性 生產(chǎn)過程中待加工產(chǎn)品無法及時到位，導(dǎo)致CNC主軸停歇，從而影響產(chǎn)能。影響待加工產(chǎn)品加工及時性的因素有很多，其中，物流人員的JIT意識不足，CNC操作人員消極怠工，以及車間布局及物流系統(tǒng)不科學(xué)、不合理，各工序間產(chǎn)能不匹配，上工段來料不及時等問題，都會影響到CNC的產(chǎn)能發(fā)揮。在車間生產(chǎn)布局規(guī)劃時，產(chǎn)品的完工區(qū)及待加工區(qū)應(yīng)盡量靠近CNC，以減少操作員取放產(chǎn)品時動作時間的浪費。考慮到刀具磨損頻繁，各臺CNC應(yīng)備有一定量的刀具備品，以減少人工去刀庫協(xié)調(diào)刀具，造成設(shè)備等待的浪費。因此，通過優(yōu)化車間生產(chǎn)布局及物流方式，提高待加工產(chǎn)品的物流及時性，同時，強化人員管理，提高人員JIT意識，從而提升產(chǎn)能。
CNC加工方法的選擇與加工方案的確定
(A)加工方法的選擇
加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。常用加工方法的經(jīng)濟加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。
(B)加工方案確定的原則
零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。
確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，最終加工方法取精鉸時，則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。
通過對CNC生產(chǎn)加工過程進行深入細(xì)致的工作研究，分析CNC產(chǎn)能有以下一些影響因素：產(chǎn)品的加工工藝性、CNC程序及工藝參數(shù)、CNC的加工工藝方式、生產(chǎn)現(xiàn)場管理、車間布局及物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、CNC的異常率、刀具損耗、生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的影響等方面。具體的CNC產(chǎn)能的影響因素及分析內(nèi)容如下：
一、產(chǎn)品的加工工藝性 產(chǎn)品的加工成本與其結(jié)構(gòu)的工藝性有直接關(guān)系，產(chǎn)品的加工工藝決定其加工成本，同時也限制了加工效率和產(chǎn)能。因此，從產(chǎn)品設(shè)計的角度出發(fā)，盡可能降低其加工工藝難度，從而可以降低加工成本，縮短CNC的加工CT時間，提高加工質(zhì)量及加工效率，最終提升CNC的產(chǎn)能。
二、刀具的影響 刀具對產(chǎn)品CNC加工的影響，不僅是體現(xiàn)在精度、質(zhì)量等方面，更重要的是反映在加工效率、產(chǎn)能及加工成本等方面。刀具在CNC的加工過程中出現(xiàn)磨損的頻次、程度，直接會影響到產(chǎn)品質(zhì)量，以及CNC主軸的利用率，進而影響到產(chǎn)能的提升。為了避免破損的刀具對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，CNC系統(tǒng)對刀具的壽命管理控制是以計算刀具加工次數(shù)，或用加工時間確定的。因此，當(dāng)?shù)毒邏勖_到系統(tǒng)預(yù)期規(guī)定的加工次數(shù)或時間時，CNC便自動停止動作。如果人工監(jiān)控不到位，無法提前更換刀具或重新設(shè)定刀具壽命時，CNC的加工產(chǎn)能便受到了影響。因此，刀具壽命是影響主軸利用率的一項關(guān)鍵因素。尤其是當(dāng)某產(chǎn)品的CNC加工工序多，加工量大，加工尺寸精度要求較高時，所需刀具種類就會較多。這時CNC刀庫自動更換刀具，以及對刀動作較頻繁，而且刀具磨損量較大，從而使人工換刀、調(diào)機較頻繁。因此，刀具磨損是影響CNC的正常生產(chǎn)節(jié)拍、產(chǎn)能的一個重要指標(biāo)。通過技術(shù)改進，提高刀具的壽命，不僅可以節(jié)約刀具的成本，更為重要的是可減少CNC主軸的停歇時間 ，從而提高CNC的利用率，提升產(chǎn)能，有效降低加工成本。
三、優(yōu)化CNC程序及工藝參數(shù) 在產(chǎn)品加工工藝確定過程中，應(yīng)充分考慮CNC等數(shù)控機床的所有功能，以此做到縮短加工路線，減少走刀次數(shù)和換刀次數(shù)等，從而提升產(chǎn)能。通過選擇合理的切削用量，充分發(fā)揮刀具的切削性能，優(yōu)化CNC的各項加工工藝參數(shù)，確保主軸高速加工，以減少零件加工的CT時間，最終提高產(chǎn)品的加工效率。
四、生產(chǎn)現(xiàn)場管理 雖然CNC在按既定的程序加工過程中，不需要人工直接干預(yù)，不需要人工多次裝夾產(chǎn)品，即可獲得所需加工精度、尺寸、一定切削量的產(chǎn)品，但是由于人員素質(zhì)，人工作業(yè)方式，以及生產(chǎn)現(xiàn)場管理等諸多因素會影響到產(chǎn)品的加工質(zhì)量及產(chǎn)能。因此，制定并嚴(yán)格實施生產(chǎn)作業(yè)SOP，以規(guī)范人工作業(yè)動作，減少消極怠工現(xiàn)象以及不必要的動作時間浪費的發(fā)生。設(shè)立激勵制度，提高操作員的工作積極性，以提升產(chǎn)能及產(chǎn)品加工質(zhì)量。
五、優(yōu)化CNC的加工工藝方式以提高產(chǎn)能 主軸在刀庫自動換刀所需時間較長，約3s。產(chǎn)品在某工序加工中，所需刀具種類較多時，換刀頻率較高，而且刀檢次數(shù)也較多，最終導(dǎo)致CNC自身的“非切削時間”在整個加工CT時間中占的比重較大，由此影響了CNC產(chǎn)能的最大發(fā)揮。傳統(tǒng)的CNC加工工藝的制定存在較大的產(chǎn)能改善空間，因此，在編制CNC加工工藝時，不僅應(yīng)重點考慮加工的可行性，還應(yīng)重點關(guān)注加工工藝的制定對加工效率的影響。通過合理排配加工工藝順序，減少換刀次數(shù)，可有效縮短CNC的加工CT時間，提升產(chǎn)能。
六、CNC的加工異常 CNC在加工過程中難免會出現(xiàn)各種異常，如刀具斷刀、產(chǎn)品加工異常、設(shè)備異常和夾具異常等。當(dāng)這些異常的頻繁出現(xiàn)，需要人工換刀、調(diào)機，從而導(dǎo)致主軸停歇，產(chǎn)能下降。因此，在保證刀具壽命正常的基礎(chǔ)上，經(jīng)常點檢設(shè)備及夾具狀況，減少CNC本身潛在的異常，以及確保工裝夾具上的氣缸、電磁閥、電動機等電氣元件在油液環(huán)境下的使用壽命，以減少CNC主軸的生產(chǎn)中斷情況的發(fā)生，提高主軸利用率。
七、物流及時性 生產(chǎn)過程中待加工產(chǎn)品無法及時到位，導(dǎo)致CNC主軸停歇，從而影響產(chǎn)能。影響待加工產(chǎn)品加工及時性的因素有很多，其中，物流人員的JIT意識不足，CNC操作人員消極怠工，以及車間布局及物流系統(tǒng)不科學(xué)、不合理，各工序間產(chǎn)能不匹配，上工段來料不及時等問題，都會影響到CNC的產(chǎn)能發(fā)揮。在車間生產(chǎn)布局規(guī)劃時，產(chǎn)品的完工區(qū)及待加工區(qū)應(yīng)盡量靠近CNC，以減少操作員取放產(chǎn)品時動作時間的浪費。考慮到刀具磨損頻繁，各臺CNC應(yīng)備有一定量的刀具備品，以減少人工去刀庫協(xié)調(diào)刀具，造成設(shè)備等待的浪費。因此，通過優(yōu)化車間生產(chǎn)布局及物流方式，提高待加工產(chǎn)品的物流及時性，同時，強化人員管理，提高人員JIT意識，從而提升產(chǎn)能。
CNC加工方法的選擇與加工方案的確定
(A)加工方法的選擇
加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。常用加工方法的經(jīng)濟加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。
(B)加工方案確定的原則
零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。
確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，最終加工方法取精鉸時，則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。
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