1 數控生產效率提升概論
數控加工過程中，諸多因素制約著數控加工的效率，匯編了要素進行簡述：（見表1）
表1 機械數控加工效率提升因子綜合分析表
1.1 表1：機床-工藝-刀具-程序-操作-測量-治具-周轉-吊裝-布局-切換
●生產效率由OEE（Overall Equipment Effectiveness，即設備綜合效率）決定，OEE本質就是設備負荷時間內實際產量與理論產量的比值；
●實際生產過程單件生產的時間由切換時間TQ加上單件生產時間TD；
●單件生產時間由單件加工時間T1加上單件裝夾時間T2；
●本文探討的就是怎樣提升OEE，縮短切換時間，縮短單件加工時間T1，縮短單件裝夾時間T2；
●縮短加工時間及單件輔助時間及切換（換產換模）時間，這樣可以整體提高生產效率；
●降低加工時間主要有機床-治具-刀具-程序等因子組成；
●降低輔助裝夾時間主要有操作-裝夾-測量-周轉-吊裝等因子組成；
●降低切換時間有工藝-程序-刀具-操作-測量--治具-周轉等因子組成；
●機床-治具-刀具-程序這些因子歸根結底目的是為了提高切削三要求：切削速度Vc、背吃刀量-切削深度Ap及切削寬度Ae、走刀速度-Fz(齒進給)Fm(分進給)。
1.2 這里探討的是治具（工裝夾具）-刀具-程序三方面因素，從而提升切削三要素，來提升加工效率，降低單件加工時間；
●提高夾具的剛性；
●科學合理選用刀具；
●程序編制標準化、合理化；
2 刀具選擇技術對加工效率的提升
2.1在多年數控加工時間中，總結到數控加工刀具選擇的規(guī)律，匯編成表格形式加以說明：（見表2）
表2 常見材質、工序、刀具推薦材質表
●綠色以效率最佳選擇刀具材質；
●藍色以刀具成本最佳選擇刀具材質；
●考慮效率，需要選擇涂層硬質合金為準的刀具，來提升加工效率。
2.2常見的工件的材質、工序、刀具切削速度Vc對應表：（見表3）
表3 常見材質、工序、刀具推薦材質表
●本表常年總結（銑削工序還未普遍采取陶瓷、CBN等刀具。不做探討）；
●藍色是考慮刀具本身的第一選擇；
●綠色考慮加工效率的第一選擇；
2.3 刀具懸伸對加工效率的影響：
●盡量粗的刀桿直徑；
●盡量短的刀桿懸伸；
●盡可能的增加刀具剛性；
●使用合金刀桿；
●使用減震刀桿；
●使用減震技術；
●使用液壓刀柄；
●使用熱漲縮刀柄；
●刀桿的震動傾向會降低切削速度，從而影響加工效率；
●刀具震動傾向會提高表面粗糙度，從而影響產品質量。
2.4 刀具懸伸與切削速度的關系匯集（見表4）
表4 刀具懸伸與切削速度的關系匯集
2.5 齒數與加工效率的關系：
1)在機床效率、工件裝夾、工件剛性允許的條件下，齒數與進給量成正比；
2)Fn=Zc*Fz分進給等于齒數乘以齒進給；
3)所以盡可能使用齒數較多的刀具來提升加工效率，縮短加工時間；
2.6 刀具齒數與加工條件及進給速度的情況匯總（見表5）
表5 刀具齒數進給速度的關系匯集
●齒數與效率成正比；
2.7 齒距與加工效率的關系：
●一般情況下，齒數與齒距成反比；
●齒距主要有等距及不等距之分；
●工件、刀具發(fā)生震動時，盡量采取刀片不等距的刀具；
●等距刀具一般在穩(wěn)定剛性切削時使用；
●齒距越小，進給速度越高，當然加工效率越高；
●齒數選擇需要考慮機床的功率、剛性、排屑情況；
2.8 舍棄式銑刀刀片、鏜刀刀片斷削槽與加工狀態(tài)的對應表（見表6）
表6 舍棄式銑刀刀片、鏜刀刀片斷削槽與加工狀態(tài)的對應表
2.9 小結
●刀具選擇、使用對切削三要素的影響是直接的，也是最大的；
●七分刀具，三分技術是對刀具選擇的最好的寫照；
●科學的根據工件的材質、工件的結構選擇合理的刀具材質、刀具涂層、刀具參數、刀具齒數、刀片斷削槽、刀具的懸伸等，是技術要素；
●當然還有刀具的涂層方面，在這里不再贅述，這些因素一般是在刀具試用過程中進行總結，適合的就是最佳的，首先保證產品質量，再保證產品效率。
3 加工程序編制標準化對加工效率的提升
3.1 首先需要認識加工程序編制標準化的重要性；
●便于統(tǒng)一程序的名稱，便于查找、檢索、版本變更、管理；
●工步的注釋便于加工審核與工藝統(tǒng)一性，便于審核程序，便于產前準備，縮短換產時間；提高OEE；
●刀具注釋便于縮短產前刀具準備時間，提升OEE效率，程序與刀具統(tǒng)一性；
●切削參數數據庫標準化，便于統(tǒng)一程序編制的參數，縮短加工階段差別；
●程序格式的標準化有利于統(tǒng)一語言，檢索，程序修正，程序優(yōu)化；
●BOM清單的統(tǒng)一，便于在調試切換階段、縮短準備時間、換產時間，對于生產作業(yè)輔料刀具計劃的申請、采購、管理、BOM的管控做好準備；
3.2 程序標準化項目表：（可以采取英文或中文拼音簡碼）（見表7）
表7 程序注釋標準化表
3.3 數控銑削中心刀具（工步）編碼表：
●加工中心工步因較多，采取刀具編碼進行工步識別的辦法，刀具及是工步的標識法；
●如：FA是FACE MILL面銑刀就是銑面即是工步；
●英文中文結合簡碼的辦法；當然可以采取拼音簡碼的原則。
3.4 加工中心旋轉刀具圖冊如下：見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5；
圖1 加工中心旋轉刀具英文名稱
圖2 加工中心刀具中文名稱
圖3 加工中心刀具孔加工刀具英文名稱
圖4 加工中心孔加工刀具中文名稱
圖5 加工中心旋轉刀具簡碼
圖6 孔加工方案刀具英文簡碼
3.5 案例：面銑刀簡易編碼見：圖7、圖8
●請參考各類刀具編碼規(guī)則表；
圖7 面銑刀編碼規(guī)則
圖8 鉆頭編碼規(guī)則
●其它編碼說明不再贅述，可以借鑒本人《數控旋轉刀具指導手冊》論文作品；
3.6 標準化格式的工藝BOM、標準化程序、刀具BOM表：見圖9、圖10、圖11；
圖9 程序名稱、工步、刀具注釋的標準化程序
圖10 CAM/軟件自動生成的刀具工藝列表
圖11 根據程序制作的刀具BOM清單
3.7 小論：
●通過程序編制的切削參數的標準化；
●程序刀具清單的BOM標準化；
●程序名稱、程序注釋、工步編碼、工時節(jié)拍的標準化；
●能快速的降低刀具準備時間；
●審核程序的準備時間；
降低了數控加工切換時間，降低了刀具BOM管理的難度，降低了生產工時管理的難度，降低了操作人的技能要求；對于提升數控加工的效率是顯而易見的。
4 IE研究之提升數控銑削效率
4.1 IE是工業(yè)工程IE英文為(industrial engineering)，中文翻譯為工業(yè)工程。就是運用人、機、料、能、信做最有效的組合，以達到低成本的輸入高效益的產出(OUT PUT)。
工業(yè)工程是改善效率、成本、品質的科學方法，是對人、物料、設備、能源和住處進行規(guī)劃、設計、管理、改進和創(chuàng)新等活動，使其達到降低成本，提高質量和效益的目的的一項活動。IE（工業(yè)工程）在日本也被稱為"生產技術"或"管理工學"。IE的基礎是最早來自于"工作研究"�，F階段的IE（工業(yè)工程）的主要工作范圍大致是：工程分析、工作標準、動作研究、時間研究、時間標準、時間價值、價值分析（V.A）、流程優(yōu)化、工廠布置、搬運設計等。
4.2 IE工程實務總結表：(表8：工業(yè)工程因子前后效果分析對比)
表8 工業(yè)工程因子前后效果分析對比
4.3 小結
對人、機、料、法、環(huán)、測、信息等一系列提效因子進行研究、觀察、梳理、進行有效的改善、優(yōu)化、提升，做到縮短輔助時間，縮短加工節(jié)拍的目的；從而提升數控加工的效率；
總結：在數控加工實踐中，不斷地學習新知識、新理論，從而融會貫通，采取技術、管理相結合的方法。科學選用切削參數、刀具，科學設計制造工裝夾具、程序編制的標準化、不斷的進行IE工程優(yōu)化改善。產品數控加工的效率提升是顯著的，從10%到500%提效不等，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤，提升數控加工的能力奠定基礎。在實踐中總結的這些經驗及心得，希望能給廣大的讀者帶來拋磚引玉的作用。
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本文標題：數控加工中心提效實務談
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