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机械加工数字化制造技术探究摘要：针对军工企业多品种、小批量、交期短、难度大机械零件车铣加工传统生产方式生产效率低的现状，从人员配置模式、加工流程、技术措施等方面分析了多品种、小批量零件狭义实施数字化制造的可行性，对提高零件生产效率具有一定积极意义。 关键词：数字化制造 机械加工 多品种 小批量 中图分类号：TQ1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0207-02 1、引言 广义的数字化制造涵盖了产品的生命周期的全过程，目前涉及数字化设计和数字模拟较多，而具体到车间数字化管理和数字化制造则相对显得比较薄弱。 十一五以来，军工企业主要由批产任务为主转化为型号研制任务为主的经营模式，直接决定了军工企业生产模式以多品种、小批量、交付周期短、高难度等为主的特点，对生产组织管理、合同履约率、成本控制、质量管控都带来严峻挑战。面对日益严峻的市场激烈竞争，只有按时交付高质量、低成本的产品才能赢得市场的青睐。 作为机械制造型的电子元器件为主的企业生产当前存在的关键瓶颈无疑是多品种、小批量、高难度的零件制造能力严重不足，后续装配零件齐套率低、产品制造周期长、无法满足市场要求。如何充分利用现有设备资源，提高机械加工零件生产效率成为当务之急，数字化制造（仅指狭义的计算机三维建模、计算机NC编程、仿真及程序传输、校车等）正是解决当前问题的最好途径。 2、数字化制造发展态势及方向 2.1 数字化制造定义 指将飞速发展的计算机技术应用于产品设计、制造以及管理等产品全生命周期中，以达到提高制造消息和质量，降低制造成本、实现快速响应市场的目的所涉及一系列活动的总称，本文所涉及的数字化制造仅指狭义的数字化制造（零件机械加工过程）。 2.2 数字化制造的起源及发展 20世纪中期，简易数控机床首次出现，60年代中后期计算机辅助设计软件及柔性制造系统诞生，80年代初，计算机辅助设计和计算机辅助制造融合，到了2000年，CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/MES/ERP高度集成运用于生产。 2.3 国内外数字化制造现状及发展方向 随着现在制造业的飞速发展，近几年来，我国数字化制造有了显著发展，尤其表现为数控机床的年产量（包括从国外进口的数控机床）在不断的上升，机床的产值数字控制化率将近30％。但我国数控设备总体运行效率还很低，即使在数控技术应用较好的航空航天部门，开机率仅50%～80%（工业发达国家95%）、主轴利用率仅40%～60%（工业发达国家95%）、加工效率仅达3 Kg/h～5Kg/h（工业发达国家30 Kg/h～50Kg/h），主要表现为数控机床性能没有完全发挥、多轴单用、数控普用、工艺水平落后等，其中影响机床利用率的一个最核心原因就是，机床停机时间太长。 在国外，以空客、波音为首的欧美航空企业很早就开始接触数字化制造领域，其数字化制造涵盖了整个产品生命周期的全过程，已经将CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/MES/ERP高度集成，系统运用于实际生产，数控生产也早已分工细化、并行实施到零件制造过程中。 3、军工企业实施数字化制造具备的基础 3.1 硬件平台 在十五、十一五期间，国家加强了对军工企业的建设投入，多数军工企业机械加工设备进行了淘汰升级，部分企业数控化率高达90%，尤其引进了大量的先进进口数控设备，为提高制造能力和开展数字化制造奠定了基础。 3.2 软件平台 现阶段，大多数军工企业软件建设基本齐全，包含了二维计算机辅助设计软件，三维设计软件，实现了数控机床DNC系统，借助计算机技术、通讯技术、数控技术等为基础，把数控机床与控制计算机集成起来，从而实现数控机床的集中控制管理，它有效的解决了计算机编程的在线加工，数控加工程序的输入、输出、调用、归档、管理。同时还开展实施了ERP系统、PDM、PLM系统，引进了计算机编程软件、仿真软件等，但是各环节未形成有机组合，系统集成运用效果差。 4、军工企业机械制造存在的主要问题 现阶段多数军工企业机加零件生产流程主要为：接收零件生产计划→二维工艺图纸消化→刀具、量具、原材料准备→手工编程、校车→首件加工鉴定→批量加工的传统生产模式，该生产流程主要存在如下的不足。 4.1 二维图纸消化 操作人员掌握技术图纸信息是零件生产的前提基础，快速、高效的掌握图纸技术信息无疑对组织后续生产起到事半功倍的效果，现在企业发放用于指导零件生产的均是二维图纸，由于需要实体形象向抽象的视图表达方式的互相转换的思维，理解图纸困难，特别是一些新品零件，大部分需借助技术人员指导，对一些复杂的组件壳体零件，消化图纸的时间至少需要1小时以上，更有甚者需要工艺人员将二维图纸转化为三维图纸指导生产。 二维图纸本身也存在