图1 哈尔滨东安汽车动力股份有限公司工艺技术部主管工艺师毕合春先生

AI：高效加工意味着保证加工质量、提高加工效率，这是企业保证竞争力所不懈追求的目标，其中机床和刀具发挥着越来越重要的作用。请您结合贵公司的实际，谈谈先进机床装备及工具的使用情况。

毕合春先生：我从设备和刀具两方面谈一下我的看法。

设备方面，高效加工的设备需要具有足够的主轴转速，同时能传递较大转矩的高功率、高刚性机床，进行大功率切削。在发动机零件的加工中，数控加工设备具有稳定的质量保证能力、高效的加工速度等优势，广泛应用于各类零件的加工中。目前发动机生产中使用比较普遍的有数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心、珩磨机和自动抛光机等，新组建的生产线往往以数控加工设备为主。

刀具技术和机床从一开始就相辅相成共同发展。高效切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。在发动机生产中，常用涂层硬质合金刀具对铸铁、锻钢工件进行高速、高效率的加工，采用金属陶瓷刀具和CBN刀具对铸铁和粉末冶金材料进行高速精加工，使用金刚石刀具对铸铝件的加工能够达到较高的加工质量和效率。使用中，根据不同的被加工要求，应选用不同的加工参数和刀具结构参数，例如缸体、缸盖结合面的精铣加工，常采用较高的转速进给、较小的切削余量，配合1～3片修光刃，可以高效地加工出优质产品。

图2 某新建数控设备生产线

AI：先进的机床装备及加工刀具不但是推动制造技术进步和工艺改进的重要因素之一，还是保证加工质量、提高加工效率的重要手段。在规划、选用和使用加工装备方面您有何建议？

毕合春先生：设备选用时，我们通常会对相应设备的性能参数进行多个供应商对比，并进行详细的技术交流，对设备的加工工艺性做出严格的约定，结合自身的生产实际在引进设备的同时引进设备厂家先进成熟的高效加工经验。对现有设备也结合新的先进高效生产技术不断进行技术革新和设备改造来达到节能增效的目的。

通用设备具有较好的加工柔性，而专机加工的优势在于加工效率。一般建议年产量高于20万台的生产线，应当考虑采用专机为主来组建；对年产量低于10万台的生产线，则以通用设备如加工中心为主。另外对于孔的加工，如果同一个面上有多个孔，采用专机加工比采用加工中心有更强的效率优势，孔越多，优势越大，这一点值得考虑。

刀具的选用方面，总体来说，不同的被加工材料应采用不同的刀具材料，并根据不同的加工特点采用不同的刀具形式，同时也需注重MQL微量润滑等新技术的应用。一般情况下，刀具厂商都提供一定的试用刀具，可以根据现有刀具加工情况进行多家刀具的对比试用，逐步进行刀具优化。

图3 采用MQL技术的双刃带钻头可达到更高的质量和工效

工件装夹的稳定性也是实现高效加工的保障因素。在高效加工对工艺要素评价中，夹具的刚性、保压能力逐渐和夹具的精度得到一样的重视。选用及使用时建议对夹具体的材料及时效处理、夹具的结构和夹具油缸稳定性进行评价。

AI：您认为，阻碍生产效率提高的因素主要来自哪些方面？提高生产效率的关键是什么？

毕合春先生：在我们的实际生产制造过程中，阻碍生产效率提高的因素主要来自于非切削时间。据中国刀协的资料显示，即使一些生产任务非常饱满、生产设备数控化程度很高而且管理也比较先进的大型企业，在数控机床上的切削加工时间也占30%。

提高生产效率的关键是减少非切削时间。一方面需要在管理上推进快速转换，将所有切削加工间隔时间控制在10min以内，尽量用少于1min甚至更少的时间；另一方面可以在机床和刀具上进行技术改进来减少非加工时间，例如采用复合刀具加工钻孔、扩孔、倒角和锪平面等多个加工内容以减少换刀时间等。

图4 正在进行油压试验的精密夹具

AI：在追求高效加工的过程中，您认为人们常会遇到哪些瓶颈和误区？

毕合春先生：常见的误区有以下3种：

误区1：高效加工就是高速加工。高效加工是在保证零件精度和品质的前提下，通过对加工过程的优化和提高单位时间材料切除量来提高加工效率、降低生产成本的高性能加工技术。根据金属切削工艺学原理：单位时间的材料切除率决定于切削宽度、切削深度和每齿进给量、刀齿数以及主轴转速等5个切削参数，只有合理地使用这5个切削参数，才能达到高效加工的目的。从这里我们可以看到高速加工并不等于高效加工。

误区2：片面追求高效率和低成本。片面追求高效率有可能导致成本的翻倍增加，片面追求低成本也存在很大的质量和效率风险。以进口刀具和国产刀具为例对比说明，进口刀具在价格上优势不大，其主推理念为通过技术提高效率，通过高效率来降低综合成本；而国产刀具往往具有价格优势，建议根据自己生产实际需要选用适合自身的产品。

误区3：过于追求自动化。设备自动化为大势所趋，但也不能操之过急，特别是在非标设备及专机使用上。非标设备不同于通用设备，其设计风险较高，可能会出现故障率高及设备精度下降过快等问题。现场生产中经常出现自动化程度越高，故障率越高的现象。