導語：高壓開關(guān)的新工藝工作研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

在國家“裝備制造業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃”政策的引導下，高壓開關(guān)行業(yè)制造資源狀況得到大幅改善，數(shù)控加工水平不斷提高，信息化建設大力推進。在新的制造資源條件下，機械加工工藝工作如何適應新形勢的發(fā)展，在此筆者談一點自己粗淺的看法。

1當前高壓開關(guān)行業(yè)制造資源狀況分析

不管是軍工行業(yè)、能源領(lǐng)域，還是航空航天、船舶工業(yè)，無論國內(nèi)外任何企業(yè)的生產(chǎn)過程都離不開零件的切削加工。零件的切削加工過程實際是去除多余材料的過程，可以說，切削加工不僅現(xiàn)在而在整個21世紀仍是機械制造業(yè)的主導加工方法，絕大部分機械零件需機械加工完成。據(jù)統(tǒng)計，目前75%～85%的零件成型是通過機械加工來實現(xiàn)的，切削加工約占整個機械加工工作量的95%。因此，在工藝設計中，機加工工藝設計占有十分重要的位置。

數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使數(shù)控機床已經(jīng)取代普通機床并在國內(nèi)各行各業(yè)得到廣泛應用。隨著數(shù)控機床向高速、高精度、復合化、智能化和柔性化方向的快速發(fā)展，以及我國旨在促進國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)展的一系列政策導向的出臺和。自“九五”以來，國內(nèi)許多企業(yè)投入了大筆資金進行技術(shù)改造，力求提高企業(yè)工藝裝備水平，尤其是軍工、航空航天及能源裝備企業(yè)等表現(xiàn)突出，投入的技術(shù)改造資金最大，許多企業(yè)淘汰了原有的普通機床而購買了大量高效數(shù)控機床，設備數(shù)控化率大幅提升，有的已達60%，甚至80%，已接近國外數(shù)控機床的使用水平。同樣，國內(nèi)高壓開關(guān)行業(yè)也不甘落后，技術(shù)改造的規(guī)模和力度也隨產(chǎn)品產(chǎn)量的大幅度增長而快速提升。特別是在國家“裝備制造業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃”和“加快建設以百萬伏級交流和±800kV級直流系統(tǒng)特高壓電網(wǎng)為核心的堅強的國家電網(wǎng)”的政策指導下，高壓開關(guān)行業(yè)在企業(yè)多次的技改工作和“十五”、“十一五”技術(shù)改造中相繼注入了不少資金以提高自己的工藝裝備水平。圖1和表為某高壓開關(guān)企業(yè)在2000年前和2000年至今的數(shù)控設備狀況對比。從圖1可以看出，進入21世紀以來，高壓開關(guān)企業(yè)數(shù)控設備的數(shù)量明顯增多。由于數(shù)控設備比普通設備精度高、效率高和加工零件質(zhì)量好等優(yōu)點，企業(yè)投入的機械加工設備總臺數(shù)雖有明顯下降，但設備的數(shù)控化率大幅度提高。在加工刀具方面，隨著數(shù)控機床的廣泛應用，國外刀具企業(yè)進入高壓開關(guān)行業(yè)，帶來了先進刀具和經(jīng)營理念，如可轉(zhuǎn)位刀片、整體硬質(zhì)合金刀具、涂層刀具、模塊化刀具系統(tǒng)、多功能刀具和高效專用刀具等。國外刀具制造廠家如瑞典山特維克可樂滿，美國肯納飛碩，德國的瓦爾特，日本日研、大昭和等，無論車刀、鏜刀、銑刀，還是鉆頭、卡套、螺紋刀具、刀柄等，不但刀具技術(shù)性能好，而且制造廠家都提供了完善的選型手冊和切削參數(shù)推薦表，使用起來十分便利。伴隨高速加工技術(shù)的應用，多功能刀具和高效專用刀具也紛紛進入國內(nèi)企業(yè)，如以色列依斯卡的“霸王刀”，即在一個刀頭的幾個方向上都有切削刃，可在一次裝卡中完成左右車外園、車端面、切槽和倒角等多道工序，既節(jié)省了刀具數(shù)量，又減少了換刀時間。雖然國內(nèi)刀具發(fā)展起步晚，但也出現(xiàn)了如成量公司、哈量公司及株洲鉆石等一批國產(chǎn)數(shù)控刀具生產(chǎn)廠家。通過引進、消化和吸收國外先進技術(shù)，具有同等性能且價格低廉的國產(chǎn)刀具也開始廣泛應用，使得國內(nèi)、國外刀具目前處于并行使用的態(tài)勢。

工裝使用方面，一些企業(yè)除了專用夾具外，在數(shù)控機床上也開始采用標準化、通用化程度高的組合夾具及模塊化可重組夾具等，復雜零件的加工基本都依靠這些高效夾具來保證加工精度和加工質(zhì)量。甚至有些企業(yè)還采用多夾具交換、多工位夾具來提高生產(chǎn)效率，以確保工件在一次安裝中，盡可能實現(xiàn)多表面加工，既減少了工件的安裝次數(shù)，也減少了工件因多次裝夾所帶來的誤差。經(jīng)驗證明，工裝夾具的使用可提高生產(chǎn)效率20%左右，所以，工裝夾具的使用率明顯提高。零件質(zhì)量檢驗方面，由于數(shù)控機床性能穩(wěn)定，因此，零件的加工質(zhì)量可靠，穩(wěn)定性好，只要送首檢工件即可，極大地減少了檢驗工序。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)曾經(jīng)廣泛使用的二維CAD軟件正被CAD三維軟件所替代，如UG、Solidwork和Pro/E等在高壓開關(guān)企業(yè)應用已趨于成熟和普及。三維的CAD/CAM軟件已經(jīng)開始嘗試。高性能的CAD/CAM軟件不僅提供了由設計（CAD）到制造信息（NC程序、刀具清單）的轉(zhuǎn)變功能，而且CAM軟件可以通過切削參數(shù)和軌跡數(shù)據(jù)計算輸出工時定額。

2數(shù)控機床的加工特點

數(shù)控機床是一種高度自動化的機床，有一般普通機床不具備的許多特點。

1）機床的適應性強。普通機床加工復雜異形零件往往需要很多的工裝或夾具，而數(shù)控機床加工此類零件只要不同的程序即可實現(xiàn)。尤其在曲線加工和型腔加工中，更是普通機床無法比擬的，較之普通機床有較大的柔性和適應性。

2）加工精度高。數(shù)控機床是由數(shù)控系統(tǒng)控制的自動化機床，一般輸出當量為0.001mm，機床的傳動誤差和反向間隙都可以得到有效補償。由于數(shù)控機床是按照所編程序自動進行加工，消除了操作者的人為誤差。對于需多道工序完成的零件，特別是箱體類零件、使用加工中心，一次安裝就能進行多道工序連續(xù)加工，減少了安裝誤差，使零件加工精度提高，加工零件一致性好，互換性高。

3）生產(chǎn)效率高。數(shù)控機床轉(zhuǎn)速比普通機床要大的多，快速定位和換刀等輔助時間短，主軸輸出扭矩較大。特別是近幾年電主軸、直線電動機等高新技術(shù)的應用，現(xiàn)在較先進的機床轉(zhuǎn)速都在12000r/min，快移速度都在30～50m/min，換刀速度達1.3s，若配上內(nèi)冷等先進刀具，極大改善了切削條件，生產(chǎn)效率明顯提高。

4）可減輕勞動強度，改善勞動條件。從事數(shù)控機床操作的工人，只要正確裝夾工件，掌握了正常的操作順序就可以使機床正常加工，與普通機床操作者比較，勞動強度大大減輕。由于數(shù)控機床一般具備自動排屑、全封閉保護裝置，機床無論從外觀和結(jié)構(gòu)都比普通機床優(yōu)越得多，因此，勞動條件和工作環(huán)境大大改善。

5）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。利用數(shù)控機床加工，能準確地計算零件的加工工時，簡化檢驗等管理工作，易于實現(xiàn)柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。

3新的制造資源條件下高壓開關(guān)行業(yè)機械

加工工藝工作的幾點思考綜合上述，高壓開關(guān)行業(yè)制造資源狀況的分析和數(shù)控機床的加工特點，先進的數(shù)控化加工設備、刀具及三維CAD/CAM軟件的廣泛使用，使得傳統(tǒng)的工藝設計內(nèi)容將發(fā)生改變。原以工藝過程卡、工序卡為主要內(nèi)容的工藝規(guī)程設計將轉(zhuǎn)變?yōu)橐訬C程序編制、NC刀具的選擇、對刀點與換刀點的確定、裝夾方案的確定為主要內(nèi)容的數(shù)控加工工序卡、數(shù)控加工程序說明卡、數(shù)控加工刀具單和數(shù)控加工走刀路線圖的工藝設計。工藝設計不再像傳統(tǒng)的工藝設計那樣必須經(jīng)過工藝過程設計才能達到設計信息向制造信息的轉(zhuǎn)化，設計信息通過CAD/CAM平臺轉(zhuǎn)化為制造信息已成為可能。通過CAD設計好的三維零件只要給定切削軌跡、切削參數(shù)及入刀點等，便自動生成NC程序直接用于機床加工。在裝配方面，隨著加工過程自動化程度的提高，零件的互換性好，減少了對工人經(jīng)驗的依賴。另外，三維CAD通過軟件的仿真模擬，可以提供可視化、可操作的加工及裝配過程分析，這樣以來，不僅工藝流程得到簡化，而且大大減少了對工藝規(guī)程、工藝文件的依賴，企業(yè)對CAPP、TeamCenterManufacturing等計算機輔助工藝過程設計功能的依賴性也將大大降低。加工裝配傳統(tǒng)的串行模式也將逐步被并行模式所取代。在并行模式下，自動化制造系統(tǒng)作業(yè)信息通過MIS系統(tǒng)及時反饋，上游CAM生成的刀位軌跡文件根據(jù)下游制造設備狀態(tài)生成基于不同機床的NC程序，在設計階段就能充分考慮到下游的可制造性，可大大提高整個企業(yè)制造的柔性和適應性。

從圖2和圖3可以看出，串行模式下工藝工作具有一定的被動性，不能適應目前市場的發(fā)展。而并行模式對發(fā)生問題可以實時進行反饋并加以改進，對縮短新品研發(fā)速度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，快速適應市場具有明顯的優(yōu)勢。國內(nèi)高壓開關(guān)行業(yè)可以說在上述方面率先做了不少研究和積極的探索。2009年，某高壓開關(guān)企業(yè)在TeamCenterManufacturing的平臺上利用UGCAM軟件3D自動化編程，通過真實零件的導航加工，完成了整個零件從三維造型到數(shù)控編程再到現(xiàn)場加工的整個過程，有效地利用先進數(shù)控設備，從而實現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)的CAD/CAM一體化，為提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期做出了有益的嘗試。圖4為某一零件的導航實例。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，高壓開關(guān)行業(yè)制造資源狀況的不斷改善。在新的制造資源條件下，傳統(tǒng)的手工工藝管理將不再適應新形勢的要求，工藝管理的數(shù)字化將成為關(guān)鍵。

產(chǎn)品品種多、批量小以及交貨期短已成為當前市場的發(fā)展要求。在這種情形之下，任何企業(yè)都面臨著繁重的產(chǎn)品工藝工作，工作量大、與其他部門信息溝通頻繁是工藝工作的特點，因此，只有提高企業(yè)工藝管理水平，才能提高企業(yè)對市場的響應能力和競爭力?，F(xiàn)有的工藝管理多為手工管理，對人的依賴性強，管理的效率低下，質(zhì)量不高。其次，孤島式的CAPP、TeamCenterManufacturing、CAM和DNC等不能滿足工藝管理系統(tǒng)信息集成化的需要。另外，工藝工作涉及的面很廣，它與企業(yè)許多部門的聯(lián)系十分密切，要求與其他部門的信息集成，如車間的MIS系統(tǒng)、生產(chǎn)管理部門的MRPII/ERP系統(tǒng)、金蝶財務系統(tǒng)和質(zhì)量檢測系統(tǒng)等。隨著企業(yè)不斷采用精益生產(chǎn)、敏捷制造及并行工程等生產(chǎn)模式，要求信息在部門間、企業(yè)間實現(xiàn)集成。因此，工藝管理的數(shù)字化研究已成為當務之急。數(shù)字化，通俗地說就是將許多復雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼，引入計算機內(nèi)部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和管理科學的交叉、融和、發(fā)展與應用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。工藝管理的數(shù)字化就是在工藝標準化的基礎上，從企業(yè)的工藝規(guī)劃、工藝設計、工裝設計、生產(chǎn)技術(shù)準備、加工制造、制造過程管理與控制、售后工藝服務等方面來進行數(shù)字化、計算機化，從而達到縮短產(chǎn)品工藝準備周期，優(yōu)化工藝設計與管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率，降低產(chǎn)品制造成本的目的。實現(xiàn)工藝管理的數(shù)字化，可為企業(yè)管理的數(shù)字化奠定基礎，也可加快企業(yè)信息化的步伐。

這幾年，高壓開關(guān)行業(yè)在大規(guī)模的企業(yè)技術(shù)改造中，信息化建設步伐很快。企業(yè)孤島式的產(chǎn)品設計軟件（UG/Solidwork/Pro/E）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）、TCM工藝制造系統(tǒng)、工時與材料定額系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、財務價格系統(tǒng)、車間裝配系統(tǒng)、車間MIS系統(tǒng)和DNC系統(tǒng)等建設一應俱全。有些先進企業(yè)基于PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的三維UG設計、TCM/CAPP工藝制造系統(tǒng)的集成已初見成效，制造過程各種信息的網(wǎng)絡化管理已成為趨勢。所以，高壓開關(guān)行業(yè)目前不僅已具備數(shù)字化制造的基礎，而且有條件和能力進行工藝數(shù)字化管理的嘗試。盡管在數(shù)字化制造與工藝數(shù)字化管理方面可能還存在許多各種無法預計的困難，需要進一步探索和研究的課題，但它畢竟是高壓開關(guān)行業(yè)的一大進步，代表了制造業(yè)的先進水平和發(fā)展方向。

4結(jié)束語

通過對高開關(guān)行業(yè)制造資源環(huán)境的分析，隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，高壓開關(guān)行業(yè)制造資源狀況不斷改善，數(shù)控加工水平不斷提高，以及三維CAD/CAM軟件應用的普及，本文對高壓開關(guān)行業(yè)機械加工工藝工作今后的發(fā)展提出了幾點思考，對高壓開關(guān)行業(yè)在新的制造資源條件下所做的一些初步嘗試進行了簡述。網(wǎng)絡化、集成化的數(shù)字化制造不僅將成為未來高壓開關(guān)行業(yè)機械加工的主流和發(fā)展方向，而且會引領(lǐng)整個制造業(yè)的發(fā)展。信息化的建設將有力推動工藝管理由傳統(tǒng)手工工藝管理向數(shù)字化管理的巨大轉(zhuǎn)變。工藝工作如何適應新形勢的發(fā)展、如何以高質(zhì)量的工藝管理水平促進企業(yè)管理水平的升級，還有待于進一步研究和探索。