1 数控生产效率提升概论
数控加工过程中，诸多因素制约着数控加工的效率，汇编了要素进行简述：（见表1）
表1 机械数控加工效率提升因子综合分析表
1.1 表1：机床-工艺-刀具-程序-操作-测量-治具-周转-吊装-布局-切换
●生产效率由OEE（Overall Equipment Effectiveness，即设备综合效率）决定，OEE本质就是设备负荷时间内实际产量与理论产量的比值；
●实际生产过程单件生产的时间由切换时间TQ加上单件生产时间TD；
●单件生产时间由单件加工时间T1加上单件装夹时间T2；
●本文探讨的就是怎样提升OEE，缩短切换时间，缩短单件加工时间T1，缩短单件装夹时间T2；
●缩短加工时间及单件辅助时间及切换（换产换模）时间，这样可以整体提高生产效率；
●降低加工时间主要有机床-治具-刀具-程序等因子组成；
●降低辅助装夹时间主要有操作-装夹-测量-周转-吊装等因子组成；
●降低切换时间有工艺-程序-刀具-操作-测量--治具-周转等因子组成；
●机床-治具-刀具-程序这些因子归根结底目的是为了提高切削三要求：切削速度Vc、背吃刀量-切削深度Ap及切削宽度Ae、走刀速度-Fz(齿进给)Fm(分进给)。
1.2 这里探讨的是治具（工装夹具）-刀具-程序三方面因素，从而提升切削三要素，来提升加工效率，降低单件加工时间；
●提高夹具的刚性；
●科学合理选用刀具；
●程序编制标准化、合理化；
2 刀具选择技术对加工效率的提升
2.1在多年数控加工时间中，总结到数控加工刀具选择的规律，汇编成表格形式加以说明：（见表2）
表2 常见材质、工序、刀具推荐材质表
●绿色以效率最佳选择刀具材质；
●蓝色以刀具成本最佳选择刀具材质；
●考虑效率，需要选择涂层硬质合金为准的刀具，来提升加工效率。
2.2常见的工件的材质、工序、刀具切削速度Vc对应表：（见表3）
表3 常见材质、工序、刀具推荐材质表
●本表常年总结（铣削工序还未普遍采取陶瓷、CBN等刀具。不做探讨）；
●蓝色是考虑刀具本身的第一选择；
●绿色考虑加工效率的第一选择；
2.3 刀具悬伸对加工效率的影响：
●尽量粗的刀杆直径；
●尽量短的刀杆悬伸；
●尽可能的增加刀具刚性；
●使用合金刀杆；
●使用减震刀杆；
●使用减震技术；
●使用液压刀柄；
●使用热涨缩刀柄；
●刀杆的震动倾向会降低切削速度，从而影响加工效率；
●刀具震动倾向会提高表面粗糙度，从而影响产品质量。
2.4 刀具悬伸与切削速度的关系汇集（见表4）
表4 刀具悬伸与切削速度的关系汇集
2.5 齿数与加工效率的关系：
1)在机床效率、工件装夹、工件刚性允许的条件下，齿数与进给量成正比；
2)Fn=Zc*Fz分进给等于齿数乘以齿进给；
3)所以尽可能使用齿数较多的刀具来提升加工效率，缩短加工时间；
2.6 刀具齿数与加工条件及进给速度的情况汇总（见表5）
表5 刀具齿数进给速度的关系汇集
●齿数与效率成正比；
2.7 齿距与加工效率的关系：
●一般情况下，齿数与齿距成反比；
●齿距主要有等距及不等距之分；
●工件、刀具发生震动时，尽量采取刀片不等距的刀具；
●等距刀具一般在稳定刚性切削时使用；
●齿距越小，进给速度越高，当然加工效率越高；
●齿数选择需要考虑机床的功率、刚性、排屑情况；
2.8 舍弃式铣刀刀片、镗刀刀片断削槽与加工状态的对应表（见表6）
表6 舍弃式铣刀刀片、镗刀刀片断削槽与加工状态的对应表
2.9 小结
●刀具选择、使用对切削三要素的影响是直接的，也是最大的；
●七分刀具，三分技术是对刀具选择的最好的写照；
●科学的根据工件的材质、工件的结构选择合理的刀具材质、刀具涂层、刀具参数、刀具齿数、刀片断削槽、刀具的悬伸等，是技术要素；
●当然还有刀具的涂层方面，在这里不再赘述，这些因素一般是在刀具试用过程中进行总结，适合的就是最佳的，首先保证产品质量，再保证产品效率。
3 加工程序编制标准化对加工效率的提升
3.1 首先需要认识加工程序编制标准化的重要性；
●便于统一程序的名称，便于查找、检索、版本变更、管理；
●工步的注释便于加工审核与工艺统一性，便于审核程序，便于产前准备，缩短换产时间；提高OEE；
●刀具注释便于缩短产前刀具准备时间，提升OEE效率，程序与刀具统一性；
●切削参数数据库标准化，便于统一程序编制的参数，缩短加工阶段差别；
●程序格式的标准化有利于统一语言，检索，程序修正，程序优化；
●BOM清单的统一，便于在调试切换阶段、缩短准备时间、换产时间，对于生产作业辅料刀具计划的申请、采购、管理、BOM的管控做好准备；
3.2 程序标准化项目表：（可以采取英文或中文拼音简码）（见表7）
表7 程序注释标准化表
3.3 数控铣削中心刀具（工步）编码表：
●加工中心工步因较多，采取刀具编码进行工步识别的办法，刀具及是工步的标识法；
●如：FA是FACE MILL面铣刀就是铣面即是工步；
●英文中文结合简码的办法；当然可以采取拼音简码的原则。
3.4 加工中心旋转刀具图册如下：见图1、图2、图3、图4、图5；
图1 加工中心旋转刀具英文名称
图2 加工中心刀具中文名称
图3 加工中心刀具孔加工刀具英文名称
图4 加工中心孔加工刀具中文名称
图5 加工中心旋转刀具简码
图6 孔加工方案刀具英文简码
3.5 案例：面铣刀简易编码见：图7、图8
●请参考各类刀具编码规则表；
图7 面铣刀编码规则
图8 钻头编码规则
●其它编码说明不再赘述，可以借鉴本人《数控旋转刀具指导手册》论文作品；
3.6 标准化格式的工艺BOM、标准化程序、刀具BOM表：见图9、图10、图11；
图9 程序名称、工步、刀具注释的标准化程序
图10 CAM/软件自动生成的刀具工艺列表
图11 根据程序制作的刀具BOM清单
3.7 小论：
●通过程序编制的切削参数的标准化；
●程序刀具清单的BOM标准化；
●程序名称、程序注释、工步编码、工时节拍的标准化；
●能快速的降低刀具准备时间；
●审核程序的准备时间；
降低了数控加工切换时间，降低了刀具BOM管理的难度，降低了生产工时管理的难度，降低了操作人的技能要求；对于提升数控加工的效率是显而易见的。
4 IE研究之提升数控铣削效率
4.1 IE是工业工程IE英文为(industrial engineering)，中文翻译为工业工程。就是运用人、机、料、能、信做最有效的组合，以达到低成本的输入高效益的产出(OUT PUT)。
工业工程是改善效率、成本、品质的科学方法，是对人、物料、设备、能源和住处进行规划、设计、管理、改进和创新等活动，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的的一项活动。IE（工业工程）在日本也被称为"生产技术"或"管理工学"。IE的基础是最早来自于"工作研究"。现阶段的IE（工业工程）的主要工作范围大致是：工程分析、工作标准、动作研究、时间研究、时间标准、时间价值、价值分析（V.A）、流程优化、工厂布置、搬运设计等。
4.2 IE工程实务总结表：(表8：工业工程因子前后效果分析对比)
表8 工业工程因子前后效果分析对比
4.3 小结
对人、机、料、法、环、测、信息等一系列提效因子进行研究、观察、梳理、进行有效的改善、优化、提升，做到缩短辅助时间，缩短加工节拍的目的；从而提升数控加工的效率；
总结：在数控加工实践中，不断地学习新知识、新理论，从而融会贯通，采取技术、管理相结合的方法。科学选用切削参数、刀具，科学设计制造工装夹具、程序编制的标准化、不断的进行IE工程优化改善。产品数控加工的效率提升是显著的，从10%到500%提效不等，从而为企业创造更多的利润，提升数控加工的能力奠定基础。在实践中总结的这些经验及心得，希望能给广大的读者带来抛砖引玉的作用。
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本文标题：数控加工中心提效实务谈
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