分析CNC产能加工工艺提升的影响因素

通过对CNC生产加工过程进行深入细致的工作研究，分析CNC产能有以下一些影响因素：产品的加工工艺性、CNC程序及工艺参数、CNC的加工工艺方式、生产现场管理、车间布局及物流系统的规划设计、CNC的异常率、刀具损耗、生产作业环境的影响等方面。具体的CNC产能的影响因素及分析内容如下：

一、产品的加工工艺性 产品的加工成本与其结构的工艺性有直接关系，产品的加工工艺决定其加工成本，同时也限制了加工效率和产能。因此，从产品设计的角度出发，尽可能降低其加工工艺难度，从而可以降低加工成本，缩短CNC的加工CT时间，提高加工质量及加工效率，最终提升CNC的产能。

二、刀具的影响 刀具对产品CNC加工的影响，不仅是体现在精度、质量等方面，更重要的是反映在加工效率、产能及加工成本等方面。刀具在CNC的加工过程中出现磨损的频次、程度，直接会影响到产品质量，以及CNC主轴的利用率，进而影响到产能的提升。为了避免破损的刀具对产品质量造成影响，CNC系统对刀具的寿命管理控制是以计算刀具加工次数，或用加工时间确定的。因此，当刀具寿命达到系统预期规定的加工次数或时间时，CNC便自动停止动作。如果人工监控不到位，无法提前更换刀具或重新设定刀具寿命时，CNC的加工产能便受到了影响。因此，刀具寿命是影响主轴利用率的一项关键因素。尤其是当某产品的CNC加工工序多，加工量大，加工尺寸精度要求较高时，所需刀具种类就会较多。这时CNC刀库自动更换刀具，以及对刀动作较频繁，而且刀具磨损量较大，从而使人工换刀、调机较频繁。因此，刀具磨损是影响CNC的正常生产节拍、产能的一个重要指标。通过技术改进，提高刀具的寿命，不仅可以节约刀具的成本，更为重要的是可减少CNC主轴的停歇时间 ，从而提高CNC的利用率，提升产能，有效降低加工成本。

三、优化CNC程序及工艺参数 在产品加工工艺确定过程中，应充分考虑CNC等数控机床的所有功能，以此做到缩短加工路线，减少走刀次数和换刀次数等，从而提升产能。通过选择合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，优化CNC的各项加工工艺参数，确保主轴高速加工，以减少零件加工的CT时间，最终提高产品的加工效率。

四、生产现场管理 虽然CNC在按既定的程序加工过程中，不需要人工直接干预，不需要人工多次装夹产品，即可获得所需加工精度、尺寸、一定切削量的产品，但是由于人员素质，人工作业方式，以及生产现场管理等诸多因素会影响到产品的加工质量及产能。因此，制定并严格实施生产作业SOP，以规范人工作业动作，减少消极怠工现象以及不必要的动作时间浪费的发生。设立激励制度，提高操作员的工作积极性，以提升产能及产品加工质量。

五、优化CNC的加工工艺方式以提高产能 主轴在刀库自动换刀所需时间较长，约3s。产品在某工序加工中，所需刀具种类较多时，换刀频率较高，而且刀检次数也较多，最终导致CNC自身的“非切削时间”在整个加工CT时间中占的比重较大，由此影响了CNC产能的最大发挥。传统的CNC加工工艺的制定存在较大的产能改善空间，因此，在编制CNC加工工艺时，不仅应重点考虑加工的可行性，还应重点关注加工工艺的制定对加工效率的影响。通过合理排配加工工艺顺序，减少换刀次数，可有效缩短CNC的加工CT时间，提升产能。

六、CNC的加工异常 CNC在加工过程中难免会出现各种异常，如刀具断刀、产品加工异常、设备异常和夹具异常等。当这些异常的频繁出现，需要人工换刀、调机，从而导致主轴停歇，产能下降。因此，在保证刀具寿命正常的基础上，经常点检设备及夹具状况，减少CNC本身潜在的异常，以及确保工装夹具上的气缸、电磁阀、电动机等电气元件在油液环境下的使用寿命，以减少CNC主轴的生产中断情况的发生，提高主轴利用率。

七、物流及时性 生产过程中待加工产品无法及时到位，导致CNC主轴停歇，从而影响产能。影响待加工产品加工及时性的因素有很多，其中，物流人员的JIT意识不足，CNC操作人员消极怠工，以及车间布局及物流系统不科学、不合理，各工序间产能不匹配，上工段来料不及时等问题，都会影响到CNC的产能发挥。在车间生产布局规划时，产品的完工区及待加工区应尽量靠近CNC，以减少操作员取放产品时动作时间的浪费。考虑到刀具磨损频繁，各台CNC应备有一定量的刀具备品，以减少人工去刀库协调刀具，造成设备等待的浪费。因此，通过优化车间生产布局及物流方式，提高待加工产品的物流及时性，同时，强化人员管理，提高人员JIT意识，从而提升产能。

CNC加工方法的选择与加工方案的确定

    (A)加工方法的选择
    加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。
 
    (B)加工方案确定的原则
    零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
    确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。