提高数控铣床加工效率的途径
成都航天模具中心(四川成都610100)韦科 在模具行业，提高数控铣床的加工效率
是缩短制模周期，降低成本最重要的环节。一 个零件的生产时间可以粗略地分成两部分， 即
T=T+T,
式中T—零件生产的总时间
T，一基本时间，切出工件所耗费的 时间
T,-辅助时间，包括装夹、找正、测 量等
由于辅助时间T,在一个复杂零件的加
工过程中所占的比例相对较小，缩减的时间 很有限，因此把提高生产效率的重点放在缩 减基本时间T，上。以下是缩减加工时间T 的具体做法。
(1)提高编程质量。
a.熟悉机床的指令，充分开发机床的内 部功能，寻找高效的编程和加工方法。 b.大力推广计算机编程，加强计算机切
削模拟，提高程序的可靠性，从而减少或取消 在数控铣床上调试程序的时间。
0.合理编程，尽量减少走空刀的情况。 ( 2)提高粗加工效率。
a.以前采用的是普通的高速钢刀具，由 收稿日期:1999年1月29日
于刀具材料允许的线速度较低，导致进给率 和总体的切削效率低。通过调研，引进了先进 高效的粗加工刀具，将线速度从原来25m / s 提高到175m/ s，线速度提高7倍，进给率提 高12倍，由于受切削深度和切削宽度的影 响，总体切削效率提高了3} 4倍。 b.充分利用数控铣床的主轴负荷。通过
长时间的观察和实验发现，机床主轴负荷只 利用了不到3%，利用率偏低，因此在保证设 备、工件和刀具安全的前提下，逐渐增大切削 用量。经反复实验，现在主轴负荷达到30% , 提高效率20%一40%·
采用可转位、镶嵌式涂层刀片，减少工人 刃磨刀具、换刀和对刀等辅助时间，不仅提高 了效率，同时由于一个刀片可多次使用(最多 可转8个位置)，从而降低了成本。 ( 3)提高精加工的效率。
由于在精加工前已经进行了半精加工，
工件表而的残留量少，从切削用量上分析，此 时刀具的线速度对加工效率影响最大，而线 速度高的刀具价格一般都比较贵，选择这种 刀具是否合理，值得探讨。为此做了一个实 验，在精铣某模具的型腔时，准备了2种刀 具，一种是国产的l Om m高速钢球头铣刀，刀 具单价大约80元，另一种是进日的l Om m硬 质合金涂层球头铣刀，刀具单价大约800 位尺寸公差也获得了满意的效果。
参考文献
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清华大学.高速切削机床的发展与现状.制造 技术与机床.1998门)
元。用同样的程序分别铣相同的型而，由于高 速钢球头铣刀允许的线速度较低，目_不耐磨， 铣完一个型而用时90m in，工件表而质量较 差，刀具磨损严重，铣一个型而就要刃磨才能 再用。而硬质合金涂层球头铣刀一把刀可铣 10个相同的型而，共用时300min，平均铣一 个型而只用时30m in，铣一个型而的刀具成 本相对较低，目_刀具无明显磨损，工件表而质 量好。从这个实验中可以看出，精加工时，相 同的工作，好刀具的切削效率是普通刀具的 3倍，这不仅提高了单个工件的加工效率，而 目_也提高了机床的利用率，有利于企业创造 更大的效益。此后又在相同条件(相同的刀具 费，相同的工作，相同的程序)下多次进行了 对比实验发现，选择合适的刀具，可提高切削 效率2} 3倍。
( 4)改善冷却效果。
随着加工速度的提高，切削时工件产生 的热量也随之增大，严重时可能导致刀具报 废，工件受热变形。为了控制变形，有时不得 不停I }:切削，等待工件冷却，严重阻碍了加工 效率的提高。为了解决这个问题，先后实验了 油剂冷却液和水剂冷却液，虽然解决了工件
的热变形问题，但烟雾大，污染严重，而目_刀 具骤冷骤热，疲劳现象严重，损坏加快，导致 换刀等辅助时间增加，降低了生产率。通过反 复实验，最后采用压缩空气冷却，效果相当 好，从而解决了高速加工时工件的冷却问题， 保障了数控加工效率的提高。
( 5)实现数控铣床的在线加工。
由于模具中的复杂曲而较多，程序数据 量大，如果让数控铣床操作员一个字母一个 字母地往机床输，将耗费很多时间，而目_很容 易输错，因此寻求一种快捷的输入方式是很 必要的。日前市场上有很多这类传输软件，都 能将数控加工程序直接从计算机输入机床， 但是现在的数控铣床的内存都不大，一般不 超过SOOK，对于超过SOOK的程序，程序员 不得不将原程序分成很多小程序。对此用现 有的DECKEL公司的V 24传输软件做实 验，首先实现了FP6 100T加工中心
( DECIBEL公司生产)的在线加工，然后用掌 握的经验分别对FANUC一M和二菱控制系 统进行实验，先后取得了成功。至此我单位的 数控铣床全部实现了在线加工，从而提高了 数控铣床的效率。
( 6)建立计算机网络。
在建立计算机网络前，程序员做的数控 加工程序是通过软盘拷贝到与数控铣床相联 的计算机里。由于生产现场的环境恶劣，计算 机软驱用不了多久就脏了，很容易划伤软盘， 造成数据丢失。而目_软盘的存储量有限，操作 较慢，最重要的是经常使用软盘，很容易感染 计算机病毒，造成数控铣床故障和数控加工 程序出错，影响生产。在建立计算机网络之 后，撤出了计算机的软驱，建立了严格的管理 制度，所有的数据都在网络上传输，避免了计 算机病毒和数据丢失等不利因素对生产的影 响，保障了数控铣床的正常工作。
(7)把握CAM技术的最新动态，提高编 程技巧。
由于数控机床和数控技术是随着计算机 技术的发展而发展的，特别是进入90年代 后，随着计算机技术的高速进步，CAM技术 得到了长足的发展，为用户提供了更多的编 程方法。我们及时掌握了这些编程方法并用 于生产，缩短了造型和编程的时间，保证了数
控铣床的连续工作。由于提高了编程技巧，现 在可以更好地控制粗加工、半精加工和精加 工之间的相句_关系，从而可在宏观上控制加 工时间。
(8)改进工艺流程。
数控铣床由于功能强大，能解决很多普 通铣床难加工的零件，以致于部分初次接触 数控加工工艺的人员，把一些数控铣床能加 工，但用其他机床加工可能质量更好、效率更 高的工作也交给数控铣床来做，削弱了数控 铣床的加工效率，造成了资源浪费。为了充分 发挥数控铣床的作用，通过合理安排，把这部 分工作分散给普通铣床、线切割机床和电火 花机床去做，增加部分粗加工工序，尽量做到 一次装夹加工出所有型而，充分利用数控铣 床善于加工复杂曲而的特殊功能，提高数控 铣床利用率和效率。
(9>缩减辅助时间。
a.由于模具是单件生产，工件的装夹和 找正比批量生产所花的时间要多得多，为减 少这些时间，在铣电极时采用了EROWA夹 具，单件可减少辅助时间0.5h o
h.设计《程序清单)),在程序员和机床操 作员之间建立清楚、稳妥、可靠的交接方式， 避免因交接不清而影响数控加工的现象，间 接地提高了数控加工的效率。
c.合理安排造型和数控铣床操作员的工 作范围。生产中常会遇到一些既可以是程序 员做，也可以是操作员做的事，但结果可能双 方都不管，影响数控加工。为此从管理上区分 了程序员和操作员的工作范围，避免了这类 事情的发生，间接地提高了数控加工效率。} lob建立合理的刀具储备。
这里提到的刀具，是那些高切削效率的 刀具，而这些刀具的价格都高，同直径的铣 刀，好刀具的价格可能是普通刀具的几倍甚 至十几倍。如果一个企业长期存放一大批好 刀具，而这些刀具又可能长时间用不上，则造 成资金积压。但如果平常一把刀也没有，用时 才去买，或有，但数量太少，很快就用完了，而 新刀具一时又买不到，这样也必然影响数控 加工的效率。因此，适当储备一些刀具是很有 必要的。通过分析总结，现在基本解决了数控 铣床停机等刀具的问题，从而间接地提高了
数控铣床的加工效率。
通过多年的探索和积累，总结了一套有 效的数控加工方法，与1994年相比，加工效 率提高2倍以上，使原来只能加工1副模具 的时间，现在可以生产3副模具，提高了企业 的总产值和利润，同时由于缩短了模具的生 产周期，使企业在市场竞争中更具生命力。
