加强数控刀具管理促进数控机床增效

　　从管理方面和技术方面加强对数控刀具的管理，是实现数控机床增效的重要途径。国防科技工业局在全行业内开展“千台数控机床增效”工程，通过以切削仿真优化为主的工艺技术创新，在提高数控机床加工效率方面进行了有益尝试，取得了显著成效。与之相配合，进一步加强对数控刀具的选用、准备、流通、维护等完整业务过程的管理，实现“在正确的时间、将正确的刀具、以正确的数量、送到正确的地点、进行正确的使用”，可以进一步减少在时间、成本方面的浪费，是提升数控机床利用率的重要保证。本课题从数控机床增效、工艺优化的角度对数控刀具管理业务流程、存在问题、关键技术环节、信息系统建设、企业应用实践等内容进行说明，阐述数控刀具管理解决方案。

1 数控刀具管理业务

　　1.1 特点

　　与传统普通刀具比较，数控刀具的应用表现出以下3个方面的显著特点。

　　(1)专业性强。数控刀具在新材料、新涂层、新工艺方面发展迅速，新产品层出不穷、更新速度很快，要求企业用户具备更全面的数控刀具专业知识。

　　(2)数据量大。以机夹式为主的数控刀具为生产提供了很大的便利，但同时也带来了大量不同刀具厂商、不同类型、不同特点且相互之间又具有多种组合关系的刀具组件，数据量巨大。

　　(3)业务过程复杂。数控刀具管理业务包括工程设计阶段的刀具选择、数控程序编制、加工仿真等，生产制造阶段的刀具计划、采购、库存、刀具拼装、预调、配送、修磨等，是一个涉及到多个部门的复杂过程。很强的专业性、巨大的数据量、复杂的业务过程使得企业在数控刀具管理方面面临着如何有效积累并利用刀具应用知识、如何有效管理并共享数控刀具数据、如何集成信息以协同各项管理业务的巨大挑战。

　　1.2 业务描述

　　数控刀具管理业务所涉及到的一些主要活动及相互关系如图1所示。

图1 数控刀具管理业务示意图 

　　可以将企业数控刀具管理业务大致划分成3个阶段：刀具技术方案确定阶段、刀具生产准备阶段、现场刀具加工使用阶段。

　　1.2.1 刀具技术方案确定阶段

　　此阶段的主要任务是根据加工工艺要求正确、合理地选择刀具，确定刀具技术方案，是整个数控刀具管理业务的源头，指导后续相关业务的开展。

　　此阶段主要包括2个方面的工作：一是面向企业内部的刀具选型，一是面向企业外部刀具供应商的刀具选型。

　　根据加工工艺要求，包括工件材料、加工精度、加工尺寸、机床等，首先需要在企业内部的刀具数据库中去搜索、匹配，查找合适的刀具，确定包括刀具类型、刀具组件、几何参数、切削参数等信息，完成刀具选择。如果企业内部没有能够满足需要的刀具，则要从外部供应商处获取新刀信息，综合考虑刀具技术性能、价格等因素，并进行试刀，确定刀具方案，包括品牌、型号、价格、主要参数等，完成刀具选型。

　　为获得好的刀具技术方案，此阶段重点关注刀具应用知识、数据的积累和有效利用，包括企业内部的以及外部的刀具应用数据，涉及到典型零件、结构、特征等的刀具应用方案，刀具典型应用场合，不同加工环境下的切削参数，刀具使用经验、使用性能，刀具详细参数等方面的内容。

　　此阶段的业务活动与工艺设计、数控编程、加工仿真等业务环节紧密的关联在一起，如图2所示。最终，在工艺规程、数控程序中体现具体的刀具方案，并以刀具清单、工装目录等形式将刀具信息传递到后续的生产环节。

图2 刀具方案相关业务环节