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摘要：本文對應用切削技術(shù)提高加工效率進行系統(tǒng)論述，從組織機構(gòu)、推廣應用工作體系、等方面闡述了提高刀具應用水平的措施。

1、前言

中國刀協(xié)在第一屆先進切削技術(shù)高層論壇確立了“發(fā)展切削技術(shù)、建設制造強國”的奮斗目標，并于次年在全國刀協(xié)工作會議上提出了“以提高效率為中心、開展中國刀協(xié)20工程”的號召。時經(jīng)三年，我國機械行業(yè)在研發(fā)和推廣應用先進高效刀具，解決加工難題，提高切削效率和降低制造成本等方面取得了非凡的成效。東方汽輪機廠作為我國電力設備龍頭企業(yè)之一，在產(chǎn)值產(chǎn)能上也有較大的提升。04年產(chǎn)值近30億，05年產(chǎn)值逾60億，而今年工廠產(chǎn)值產(chǎn)量又將實現(xiàn)歷史性突破。這幾年工廠有什么不同呢？——那就是優(yōu)化生產(chǎn)管理，提升加工能力。

2、應用高效刀具是提高生產(chǎn)效率不可代替的手段

近年東方汽輪機廠為適應高速發(fā)展的需要，引進大量先進數(shù)控金切設備，包括增建葉片加工中心、建立汽輪機中小件數(shù)控設備機群、添置超大規(guī)格重型數(shù)控設備，在三年左右時間設備總投資逾二十億。金切設備的更新為先進高效刀具的廣泛應用起到了極大的推動作用。

同時，工廠也非常重視先進刀具的應用，特別是在數(shù)控加工中提倡采用先進高效刀具提高機床產(chǎn)能。在數(shù)控加工的帶動下，許多普通機床也大量應用了先進適用的刀具，加工效率也得到了較大提高，比如用普通機床加工汽輪機隔板，在采用了可轉(zhuǎn)位數(shù)控刀具后切削效率提高了50%以上，返修率降低1倍。在汽封圈和轉(zhuǎn)子的普通車削加工中90%采用了可轉(zhuǎn)位刀具（包括自主開發(fā)的高效專用刀具），加工效率和質(zhì)量都有較大程度的提高。在螺紋攻絲中推廣應用一錐成高效絲錐，螺孔加工效率提高4倍以上，刀具費用降低70%。目前先進高效刀具已在工廠汽輪機零件金屬切削加工中廣泛應用，小到一個螺栓，大到加工汽輪機轉(zhuǎn)子、汽缸，這些先進適用的刀具在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。在關鍵數(shù)控設備、關鍵工序加工中以進口刀具為主，在普通加工工序及一般數(shù)控設備優(yōu)先選用國產(chǎn)數(shù)控刀具。數(shù)控刀具占總費用的比例由2003年的1.2%提高到05年的2%。而05年在職工人數(shù)略有下降的情況下，生產(chǎn)總值比03年提高了一倍。實踐告訴我們，僅僅依靠先進設備提高金切效率是不夠的，一定要加大高效刀具的應用。

3、開展系統(tǒng)性工作，提高刀具應用水平

有了先進高效刀具在手，并不意味著提高產(chǎn)品的加工效率就得到了保障。刀具應用合理性由機床、工件和人等因素決定。作為一個系統(tǒng)工程，要正確認識刀具、機床、工件、人四個因素的相互關系，最大限度提高加工效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

目前刀具產(chǎn)品跨入一個高速發(fā)展時期，許多知名刀具品牌僅隔兩年左右就推出升級換代的產(chǎn)品，為刀具用戶提供了豐富的市場資源。新的刀具產(chǎn)品如何有效地適應各種復雜切削加工狀態(tài)的需要，不僅是對刀具廠商產(chǎn)品性能的又一次提升，也是刀具用戶企業(yè)降本增效十分重要的環(huán)節(jié)。開展刀具創(chuàng)新和應用的系統(tǒng)性研究，最大限度發(fā)揮刀具切削性能對供求雙方都有著重要的意義。

工廠在全面推進數(shù)控刀具應用之初就充分認識到，刀具配置及選用的合理與否將直接影響產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量，并在全廠上下達成了共識。工廠為此建立相關制度對新刀具進行規(guī)范性切削試驗，為刀具的合理應用儲備技術(shù)參數(shù)。充分發(fā)揮先進高效刀具的作用，需從刀具的選擇配置到現(xiàn)場使用的全過程給予高度重視，并組織專業(yè)人員進行系統(tǒng)性研究。

3.1加強刀具系統(tǒng)研究，合理配置先進刀具

高性能數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)不可缺少的硬件設施，不過“好馬配好鞍”是經(jīng)久不變的真理。一臺汽輪機包括十余萬個零件的不同加工要求，在刀具配置方面要分析零件結(jié)構(gòu)特點和各車間加工模式，既要滿足各車間的生產(chǎn)要求又要考慮全廠內(nèi)的互補性和統(tǒng)一性，在滿足切削效率和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低刀具費用，提高刀具系統(tǒng)的性價比。

在設計刀具配置方案時，要深入研究加工產(chǎn)品工藝性、機床-工件工藝系統(tǒng)條件以及當前生產(chǎn)中刀具應用情況。

第一，分析機床結(jié)構(gòu)、功能技術(shù)條件，合理匹配機床刀具系統(tǒng)。

仔細分析了機床結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)中刀具應用情況，合理配置刀具系統(tǒng)。用最少的費用達到刀具與機床的最佳匹配。

第二，明確機床加工對象及要求。

機床生產(chǎn)任務是配刀工作的前提，在滿足生產(chǎn)要求的條件下達到最經(jīng)濟的刀具配置。

如果機床加工產(chǎn)品是單一的或批量性生產(chǎn)模式，要強調(diào)刀具的專用性，例如可配置組合刀具，以提高刀具的切削效率；如果機床生產(chǎn)任務復雜，產(chǎn)品變化大，須強調(diào)刀具的多功能性，例如可配置多功能刀具或模塊化刀具系統(tǒng)，盡量減少停機時間，提高機床機動性。

第三，研究工件材料和工藝特點

按最新切削材料分組標準，工件材料被分為P、M、K、H、S、N六類，不同分類材料需用相應的切削刀具牌號，汽輪機零件材料類型復雜，對刀具材料牌號的選擇有更多的要求，工廠對此進行了長期的切削研究，本文不作專門闡述。

另外工件的結(jié)構(gòu)剛性、被加工面的間斷性及不對稱性、復雜箱體類工件被加工面的位置結(jié)構(gòu)等特點對刀具選配也有相應要求。在選擇標準產(chǎn)品不能滿足加工要求時，或者標準產(chǎn)品配置較復雜時可適當設計專用刀具。

第四、科學利用現(xiàn)有資源，重視刀具配置的系統(tǒng)性

刀具配置不是一個孤立的技術(shù)工作，應充分考慮刀具應用現(xiàn)狀，以提高刀具系統(tǒng)的通用性，降低刀具配置費用，便于刀具管理。如果重新配置一套新的刀具系統(tǒng)，可能會增加大量的刀具費用。請看下面例子，工廠在為11臺新引進的大型數(shù)控鏜銑床配刀時，預算刀具費用約3000余萬。后來經(jīng)充分分析現(xiàn)有刀具資源，并考慮刀具系統(tǒng)的通用性，總的刀具配置僅1000多萬。節(jié)約刀具配置費用60%。

第五、優(yōu)先選用國產(chǎn)品牌，共助民族工業(yè)騰飛

隨著我國機械制造業(yè)的騰飛，國內(nèi)工具廠的產(chǎn)品水平也有了較大的提升，株硬、成量集團等一些國內(nèi)知名工具制造企業(yè)在引進先進設備和工藝技術(shù)的基礎上，加大了產(chǎn)品研發(fā)力度，近幾年生產(chǎn)出了許多具有國際水平的刀具產(chǎn)品，我廠在普通車削和銑削加工中國產(chǎn)刀具的應用呈上升趨勢。05年工廠國產(chǎn)工具約2000萬，是上年度的兩倍多。

3.2重視現(xiàn)場服務，促進刀具的合理使用

產(chǎn)品生產(chǎn)是一個動態(tài)過程，切削刀具現(xiàn)場應用情況復雜，刀具應用的合理性與工件材料情況、工件結(jié)構(gòu)狀態(tài)、機床條件、加工質(zhì)量要求、生產(chǎn)進度要求、職工技術(shù)素質(zhì)等許多因素有關密切關系，在加工中要不斷調(diào)整刀具使用參數(shù)或更換刀具才能達到理想效果。因此，從技術(shù)準備、新刀具切削試驗、刀具配置、刀具采購、刀具預調(diào)與管理、刀具應用的整個過程，須對每個環(huán)節(jié)的信息作出正確的反饋及處理。這是刀具推廣工作中不可忽視的工作內(nèi)容之一。特別是刀具的現(xiàn)場應用情況，相關人員都要及時地準確掌握。對刀具使用方法的問題給予及時糾正，對刀具選擇上的問題給予及時更換。比如，車間在加工一個高溫合金件時，操作工仍按常規(guī)材料的方法切削，結(jié)果一個班消耗了40片刀片，而僅加工出幾個工件，車間向技術(shù)部門反映刀具選擇存在問題，要求更換刀具，但刀具工程師到現(xiàn)場了解到實際情況后，對其加工方法進行糾正，結(jié)果一個班就完成了幾十件加工任務，刀片消耗僅10片。類似刀具應用方面的問題在生產(chǎn)中隨時都可能發(fā)生，工藝技術(shù)人員、刀具工程師、作為主力軍，隨時都要在生產(chǎn)現(xiàn)場進行指導和服務。

3.3加強刀具應用技術(shù)的針對性崗位培訓

知識爆炸時代，產(chǎn)品技術(shù)更新周期越來越短，以刀具產(chǎn)品為例，從硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生到可轉(zhuǎn)位刀具產(chǎn)品問世，經(jīng)歷了二十余年時間，到二十一世紀，幾乎每過兩、三年就會有全新刀具產(chǎn)品問世。作為刀具用戶企業(yè)，需要及時掌握最新的刀具產(chǎn)品信息和最新的切削加工理念。這些工作不僅僅是工藝技術(shù)人員或刀具工程師的事，相關管理人員，技術(shù)主管、機床操作工，甚至相關行政領導也需要一定程度上的學習，了解先進刀具對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的作用。刀具應用技術(shù)的培訓教育應是一項長抓不懈的工作，“請進來、派出去、開展專項技術(shù)培訓”是提高企業(yè)刀具應用技術(shù)水平不可缺少的方針。

為了提高工廠各方面對先進高效工具的認識，工廠每年都會有計劃地組織20次以上的各種形式的工具技術(shù)講座與培訓，培訓方式包括：

第一、定期組織的切削工具和手動工具應用技術(shù)培訓；

第二、難加工材料及特種加工工藝等專項加工技術(shù)培訓；

第三、數(shù)控編程與刀具應用技術(shù)培訓；

第四、針對各工種機床操作人員組織專項刀具應用培訓；

第五、針對加工中的技術(shù)質(zhì)量問題組織相關人員進行交流；

第六、先進工具現(xiàn)場演示與應用技術(shù)交流；

第七、切削加工技能比賽。

4、做好前期刀具技術(shù)工作，提高新產(chǎn)品開發(fā)效率

4.1加強刀具應用技術(shù)研究，優(yōu)化產(chǎn)品加工切削參數(shù)

技術(shù)創(chuàng)新是“科學發(fā)展觀”的重要內(nèi)容之一。在工廠“四電并舉”（火電、氣電、核電、風電）的創(chuàng)新戰(zhàn)略實施過程中，新材料、新結(jié)構(gòu)對我們的加工水平提出新的考驗。新的加工難題解決的好壞將直接影響新產(chǎn)品的研發(fā)周期和產(chǎn)品制造質(zhì)量。加工工藝上的問題必須在生產(chǎn)之前給予解決。比如，工廠在短短的五年時間，因新產(chǎn)品的開發(fā)工作，新增加了十余種加工難度較高的金屬材料和許多特殊的工件結(jié)構(gòu)，用現(xiàn)有的刀具和加工工藝方法是難以完成的。據(jù)統(tǒng)計，高溫合金、高強度不銹鋼等新的難加工材料牌號近二十種，工廠為此組織了大量的人力進行了前期專項技術(shù)攻關工作。

4.1.1數(shù)控化改造和新的高效刀具應用，打破了傳統(tǒng)的切削加工方式，在新的加工條件下，需根據(jù)機床、刀具、材料的變化進行切削研究，優(yōu)化切削參數(shù)。在汽輪機葉片加工中心投入使用初期加工某葉片需要20小時以上，經(jīng)過改進數(shù)控程序和優(yōu)化刀具切削參數(shù)，在機床、刀具、工件不變的條件下，該葉片加工時間縮短到10小時以內(nèi)。

4.1.2根據(jù)工廠新產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略，展開對難加工材料或其它新材料切削性能的研究。針對大功率、高參數(shù)汽輪機、燃機的研發(fā)規(guī)劃，組織材料及工藝研究部門，對高溫合金、高強度不銹鋼等材料進行切削性能試驗研究，在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前基本掌握切削加工性能，推動新產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進行。

4.1.3加強切削加工的冷卻與潤滑技術(shù)研究，工廠設有專職崗位，研究切削液應用技術(shù)，近期工廠又投資研究低溫風冷切削技術(shù)，經(jīng)初步試驗，已取得不錯的效果。

4.1.4積極開展刀具國產(chǎn)化工作，推動民族刀具工業(yè)的發(fā)展。根據(jù)產(chǎn)品特點聯(lián)合國內(nèi)刀具企業(yè)開發(fā)先進刀具。如在轉(zhuǎn)子復雜型面的加工中與國內(nèi)企業(yè)合作開發(fā)了一系列切槽刀具，還自行研發(fā)了高精度樅樹型銑刀，為工廠節(jié)約大量刀具費用。

工廠正在論證建立新的工藝切削試驗研究室，對切削技術(shù)開展專門研究。通過前期技術(shù)研究，基本掌握產(chǎn)品材料和結(jié)構(gòu)的加工性能，優(yōu)化切削參數(shù)，獲取第一手資料，用以指導新產(chǎn)品、新材料的切削加工。

4.2新刀具應用試驗

高的生產(chǎn)效率是建立在技術(shù)不斷推陳出新的基礎上的。制造企業(yè)要加強對新的刀具產(chǎn)品的關注，并對其進行切削試驗和生產(chǎn)應用試驗，結(jié)合自身的產(chǎn)品特點在生產(chǎn)過程中切實有效地推廣新型高效的切削刀具。這是推進工廠切削水平和刀具管理的一個重要環(huán)節(jié)。

在一個車間使用效果好的刀具及使用方法，也要向其它車間推廣應用，逐漸淘汰不適應的切削刀具。

5、建立健全新技術(shù)推廣體系，促進切削技術(shù)水平持續(xù)提高

5.1建立推廣工作體系，保障新技術(shù)推廣工作順利開展

5.1.1工廠領導高度重視，將其作為工廠日常技術(shù)工作?？偣こ處煾叨汝P注先進高效工具的使用情況，對高效工具推廣年度工作總結(jié)進行審閱，對所取得的推廣成果給予肯定。

5.1.2副總工程師、總工藝師直接主抓技術(shù)推廣工作，安排具體推廣任務，檢查技術(shù)推廣日常工作情況。生產(chǎn)分廠與工藝技術(shù)處室有兼職新技術(shù)推廣人員，分管領導抓本部門的技術(shù)推廣工作。

5.1.3制造技術(shù)處下設技術(shù)推廣職能組，專職負責全廠范圍組織、實施、協(xié)調(diào)并落實各項推廣工作。專職技術(shù)推廣員由副主任工程師、高級工程師、工程師各一名組成，均為從事刀具技術(shù)工作多年的技術(shù)人員，技術(shù)力量較強，經(jīng)驗豐富。

5.1.4以技術(shù)推廣組為歸口部門，建立工廠技術(shù)推廣網(wǎng)，均由各生產(chǎn)技術(shù)部門的技術(shù)人員組成。推廣網(wǎng)成員作為工廠新技術(shù)推廣工作骨干，在全廠范圍開展以高效切削技術(shù)為主的新技術(shù)推廣應用工作。

5.1.5從資金上給予支持，保證新技術(shù)推廣工作的順利開展。包括設立專項資金保證推廣工作所需費用；建立新產(chǎn)品試制費，針對工藝改進與研究工作采購小批高效工具，為生產(chǎn)作好技術(shù)儲備。

5.1.6技術(shù)推廣工作采取項目管理制度專人負責組織實施。推廣項目的提出包括：產(chǎn)品研發(fā)有關的新工藝；技術(shù)準備、工藝改進項目；生產(chǎn)現(xiàn)場臨時提出的問題；進口刀具國產(chǎn)化。

5.1.7技術(shù)推廣工作與工廠合建成果、工藝試驗成果、科協(xié)金橋工程、科研成果等廠內(nèi)成果評定相結(jié)合給予獎勵。對較重大的刀具技術(shù)成果獎勵金額高達萬元以上。

5.2調(diào)查研究，收集刀具應用信息，提高工廠刀具應用總體水平

刀具應用是一項實踐性很強的技術(shù)，工廠要組織相關人員深入生產(chǎn)準確了解刀具應用實際情況，同時也要收集廠外有關刀具產(chǎn)品及其相關信息，為切削加工中類似加工問題的有效解決提供快捷措施。

組織刀具專業(yè)技術(shù)人才，對新的刀具產(chǎn)品進行應用試驗，掌握刀具市場新產(chǎn)品信息，有針對地推廣先進適用刀具。

對生產(chǎn)中的先進刀具或其它新技術(shù)應用成果進行匯總，總結(jié)經(jīng)驗促進刀具應用水平的提高。

組織專業(yè)刀具技術(shù)員深入現(xiàn)場，指導操作工正確應用數(shù)控刀具，對生產(chǎn)中出現(xiàn)的切削技術(shù)難題及時給予解決辦法。

5.3跟蹤服務，推廣先進刀具和應用經(jīng)驗

刀具應用水平與各車間生產(chǎn)條件和職工技能有一定關系，各車間在刀具應用方面也會有一定的差異和各自的側(cè)重點，要作到工廠總體水平的提高，需在調(diào)查研究基礎上加強刀具服務，一是根據(jù)車間特點和加工難題推廣先進適用的刀具，二是將某車間成功的應用經(jīng)驗推廣到其它車間，促進各車間刀具應用技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展、共同進步。

6、更新刀具的應用理念，促進工廠快速發(fā)展

刀具費用僅占企業(yè)生產(chǎn)成本的1—5%，按3%的刀具費用計算，刀具費用下降30%也僅降低總生產(chǎn)成本的0.1%，不過刀具費用下降將犧牲產(chǎn)品加工效率。根據(jù)對工廠近兩年刀具應用情況的統(tǒng)計分析，在生產(chǎn)成本中增加1%的刀具費用，可提高生產(chǎn)效率20%以上，而機床運行成本等生產(chǎn)成本可降低15%。因此刀具費用的適當增加，不僅不會增加工廠的綜合成本，反而會大大增加生產(chǎn)效率和工廠的總體贏利能力。這些數(shù)據(jù)充分證明了先進切削刀具對提高生產(chǎn)能力的重要作用。我國機加工行業(yè)的刀具費用一般在總成本的1%左右，與國外相比切削水平還處在較低的層次。刀具推廣還有較大的提高空間。

綜上所述，應用先進高效刀具提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本是企業(yè)上下都應引起重視的理念。我們的體會是：

6.1切削技術(shù)進步依賴于先進刀具和機床這兩個輪子。在提高職工技術(shù)素質(zhì)前提下，使兩者達到最佳匹配，制造企業(yè)才能從切削技術(shù)的進步獲得最大經(jīng)濟效益；

6.2跟蹤刀具新產(chǎn)品發(fā)展的方向，盡可能采用新的刀具產(chǎn)品，達到不斷提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率的目的。

6.3加強刀具應用信息管理和切削技術(shù)服務，重視工廠切削技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進刀具應用總體水平的的提高。

6.4重視高效加工技術(shù)的研究和推廣。實踐證明，機床、刀具的純切削時間僅占機床總運行時間的30—50%。實現(xiàn)高效加工是一個系統(tǒng)技術(shù)問題，刀具的制造商和刀具用戶應從刀具系統(tǒng)創(chuàng)新、切削參數(shù)優(yōu)化、工藝流程優(yōu)化、數(shù)控程序優(yōu)化、減少換刀時間和工件裝卸時間等方面進行系統(tǒng)研究。最終達到減少停機時間、提高加工效率的目的。