隨著制造業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，大力發(fā)展以數(shù)控機(jī)床為先導(dǎo)的裝備制造業(yè)已成為我國政府的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策，將對數(shù)控機(jī)床的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。與此同時(shí)，加快采用數(shù)控機(jī)床的步伐提高企業(yè)的競爭實(shí)力正在成為廣大機(jī)械制造企業(yè)的共識(shí)和行動(dòng)，形成了推動(dòng)數(shù)控機(jī)床快速發(fā)展的市場動(dòng)力；曾幾何時(shí)，我國已成為世界上數(shù)控機(jī)床消費(fèi)的第一大國。在此背景下，用好數(shù)控機(jī)床提高數(shù)控機(jī)床的利用率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，它不僅能增加企業(yè)的效益，而且還有助于提高我國制造業(yè)的整體素質(zhì)和加快建設(shè)制造強(qiáng)國的進(jìn)程。

　　在數(shù)控機(jī)床的總量中金切數(shù)控機(jī)床要占70% 以上，提高金切數(shù)控機(jī)床的利用率具有更大的緊迫性和必要性。提高金切數(shù)控機(jī)床的利用率，一方面，要減少機(jī)床的非切削時(shí)間，通過增加切削時(shí)間的比重來提高利用率。有報(bào)導(dǎo)稱，在多品種小批量的生產(chǎn)條件下，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床只有25% 的時(shí)間是在切削，在創(chuàng)造價(jià)值，而余下的75% 時(shí)間不創(chuàng)造價(jià)值。因此，減少由各種生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和設(shè)備正常維護(hù)所引起的待工或仃工時(shí)間，增加切削時(shí)間的比重，正在推動(dòng)著制造技術(shù)及數(shù)控機(jī)床朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化的方向發(fā)展。另一方面，是提高切削的效率，即在單位時(shí)間里使數(shù)控機(jī)床切除更多的金屬，加工出更多的零件，而切削效率通常可用切削速度和進(jìn)給量的乘積來表示。因此，提高切削效率就意味采用高的切削速度和進(jìn)給量(速度) ，這正是發(fā)展高速切削技術(shù)及高效切削技術(shù)的初衷，兩者都可以達(dá)到提高切削效率的目的。目前，我國的切削效率總體上只相當(dāng)世界先進(jìn)水平的50%不到，差距很大，潛力也很大。此外，一些先進(jìn)刀具還可以減少換刀的次數(shù)，節(jié)省換刀的時(shí)間，從而增加數(shù)控機(jī)床的利用率。

　　令人欣慰的是，當(dāng)代切削技術(shù)和刀具的進(jìn)步為提高數(shù)控機(jī)床的切削效率創(chuàng)造了很好的條件，不僅如此，先進(jìn)的切削技術(shù)和刀具已成為開發(fā)現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)——高速、高效、智能、復(fù)合、環(huán)保的有機(jī)組成部分，兩者相互促進(jìn)同步發(fā)展，共同推動(dòng)著數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)步。應(yīng)用先進(jìn)的切削技術(shù)和刀具還有投資少、見效快、收效大的特點(diǎn)?，F(xiàn)代的刀具工業(yè)已為此進(jìn)行了卓有成效的工作，不斷推出成熟的、實(shí)用的切削技術(shù)和創(chuàng)新的刀具，為制造業(yè)的發(fā)展和制造技術(shù)的進(jìn)步作出了重要的貢獻(xiàn)。先進(jìn)刀具已成為企業(yè)唾手可得的技術(shù)資源，充分利用這些資源對于提高數(shù)控機(jī)床的效率可收事半功倍之效。

　　首先，是采用高性能的適用的刀具材料和涂層牌號(hào)。從世界范圍看，近年來，刀具材料和涂層技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，可使切削速度和進(jìn)給量都有顯著的提高，為提高數(shù)控加工的切削效率打下了基礎(chǔ)。硬質(zhì)合金已經(jīng)成為主要的刀具材料，用細(xì)顆粒、超細(xì)顆粒制造的整體硬質(zhì)合金鉆頭、立銑刀、絲錐等通用刀具正在取代高速鋼刀具，使切削效率提高數(shù)倍，成效十分顯著；而新推出的可轉(zhuǎn)位刀片的硬質(zhì)合金牌號(hào)，往往可提高切削效率50% 以上。陶瓷、PCD 、PCBN等高性能刀具材料的韌性提高、品種增多、應(yīng)用面擴(kuò)大，為高速切削技術(shù)的應(yīng)用切削效率的提高起到了重要的作用。此外，由于涂層技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了更耐磨、更耐高溫的新型涂層，如化學(xué)涂層的厚膜Al2O3、中溫TiCN 涂層，物理涂層的TiAlN、金剛石及納米結(jié)構(gòu)等涂層，使切削效率成倍提高。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，涂層刀具的比重已超過50 % 。從發(fā)展的趨勢看，涂層技術(shù)對切削加工和刀具的進(jìn)步將發(fā)揮越來越大的作用，應(yīng)用涂層刀具應(yīng)成為用戶提高切削效率的首選措施。

　　其次，要大力采用新型的數(shù)控刀具。隨著數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)展，刀具制造商面向數(shù)控機(jī)床開發(fā)了一批高性能的數(shù)控刀具。圖1 是一把多功能的面銑刀，用這把刀可進(jìn)行銑平面、倒角、銑臺(tái)肩，又可以銑斜坡走刀銑模腔，以及結(jié)合數(shù)控加工的編程還可加工孔，顯著減少了換刀的次數(shù)和時(shí)間。圖2 是一把多功能的螺紋銑刀，利用數(shù)控編程可在一次走刀中完成鉆孔、銑空刀、倒角、銑螺紋等四道工序，加工螺紋的效率大大高于攻絲，并且排屑容易，無絲錐的折斷之憂。而這樣的刀具只有在三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床是才能使用，可以說是專為數(shù)控機(jī)床而開發(fā)的。面向數(shù)控加工技術(shù)的需要，刀具工業(yè)加大了多功能刀具開發(fā)的力度，一刀多用，減少換刀次數(shù)和時(shí)間，減少刀具的庫存，節(jié)省刀具的費(fèi)用，已成為刀具制造商的經(jīng)營理念。

　　第三，要大力采用新的切削工藝。近年來，新的高效的切削工藝不斷涌現(xiàn)，如陶瓷刀具、P C B N 刀具的以車代磨、以銑代磨的硬切削、干切削新工藝。不僅提高加工效率，而且減少設(shè)備投資。又如模具工業(yè)的模腔的高效插銑新工藝，以插銑的方式代替橫向走刀銑削，改變刀具的受力方向，提高切除模腔余量的效率。實(shí)踐證明，工藝的改革和創(chuàng)新對于提高加工效率有出奇制勝的效果，尤其是對于流水線的加工，新工藝的開發(fā)不僅提高加工效率和質(zhì)量，而且還有減少工序、節(jié)省投資的作用。通常，流水線上新的工藝的開發(fā)涉及專用的數(shù)控機(jī)床和新型的刀具，因此需要機(jī)床制造商和刀具制造商的共同參與和密切合作。

　　正在興起的復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以在一臺(tái)機(jī)床上完成不同的切削工藝，針對復(fù)合數(shù)控機(jī)床加工的某一特定的零件而開發(fā)的復(fù)合刀具對提高加工效率起到重要作用。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的編程可完成車外圓、車端面、鉆孔、鏜孔、車內(nèi)外螺紋、銑平面等1 6 道工序，在一臺(tái)機(jī)床上完成了該零件的全部加工，充分發(fā)揮了復(fù)合數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性。　　

又如用硬質(zhì)合金螺紋銑刀銑削螺紋的工藝，與傳統(tǒng)的絲錐攻絲比較，改變了螺紋加工低速、低效的形象；螺紋銑刀還有較好的通用性，可加工相同螺距不同直徑的螺孔，顯著提高了數(shù)控機(jī)床加工螺紋的效率，有很好的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。

　　第四，應(yīng)用數(shù)控機(jī)電一體化的刀具提高加工質(zhì)量和優(yōu)化加工過程?，F(xiàn)代刀具還在朝著智能化的方向發(fā)展，是一個(gè)可以根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)指令進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或監(jiān)控的功能部件。如機(jī)電一體化的可調(diào)精鏜刀，可在數(shù)控系統(tǒng)的指令下根據(jù)在線測量的結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)鏜刀的尺寸，其分辨率為0.001mm。圖4 是一把內(nèi)裝3 個(gè)測力傳感器的面銑刀，并裝有信號(hào)的發(fā)射與接收裝置，可與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，對切削過程進(jìn)行控制和優(yōu)化，使數(shù)控機(jī)床的加工過程達(dá)到最佳化。

　　第五，要提高刀具的管理水平。據(jù)資料介紹，與理費(fèi)用占制造成本的1 2 % ，提高刀具的管理水平可節(jié)省刀具的費(fèi)用。但是，信息化的刀具管理技術(shù)只有在納入數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的情況下才能發(fā)揮很好的作用，可及時(shí)為數(shù)控機(jī)床提供適用的刀具，對發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率十分有利。因此，受到了刀具制造商和刀具用戶的關(guān)注，其應(yīng)用面在不斷地?cái)U(kuò)大，還出現(xiàn)了專業(yè)化的刀具管理技術(shù)供應(yīng)商，使這項(xiàng)技術(shù)得到快速的發(fā)展。

　　最后，還要指出，在應(yīng)用先進(jìn)刀具提高數(shù)控機(jī)床效率的過程中，企業(yè)盡管需要培養(yǎng)自己的專業(yè)人才或隊(duì)伍，但必須更新觀念，把企業(yè)切削技術(shù)的進(jìn)步建立在依靠刀具制造商的專業(yè)力量的基礎(chǔ)上。刀具制造商是現(xiàn)代切削技術(shù)和刀具的開拓者，是切削加工的“總工藝師”。刀具制造商每年都要面向不同的制造部門推出新的切削技術(shù)和刀具，并且還為用戶解決具體的切削問題。它們以強(qiáng)大的科研開發(fā)隊(duì)伍、現(xiàn)代化的裝備手段、長期的技術(shù)積累、嶄新的服務(wù)理念和經(jīng)營宗旨，推動(dòng)著切削技術(shù)和刀具的迅速發(fā)展，是切削技術(shù)進(jìn)步的主力軍，是用戶提高切削水平可以依靠的專業(yè)力量和社會(huì)資源。