在與航空、航天以及電子等領域的製造企業合作過程中，我們發現，現代複雜產品製造過程中由於零件材料和結構工藝的新特點，對數控機床設備能力和數控加工技術水平提出了更高的要求，企業的數控機床擁有量快速增長，加工設備的數控化率明顯提高，數控加工零件比例應用面越來越廣泛，但是由於對新型數控機床和先進數控加工技術掌握不夠，缺乏合理優化的切削參數、加工工藝資料庫和數字化數控車間管理系統，因此，數控機床應用水平不高，數控加工質量和效率都受到影響，尤其是在實際生產過程中數控加工應用的綜合效率低，突出表現在數控機床主軸開動率低、加工過程主軸功率利用率低、單位時間的材料去除率低。
針對這一涉及行業的共性問題，在「十五」期間，國防科工委就在基礎科研中安排了高效數控加工工藝專項。在該專項中，北航研究團隊承擔了關鍵技術攻關和應用方面課題，開展了「整體構件高速數控銑削加工關鍵技術及應用」、「基於切削過程模擬的數控加工工藝優化及應用研究」等研究工作，在數控加工動力學模擬和切削參數優化的應用基礎理論和關鍵技術研究開發上取得了突破，並成功應用於企業生產過程。2007年5月，國家國防科工局啟動實施了國防科技工業千台數控機床增效工程，第一階段（試點階段）即有40家企業200台數控銑削加工機床或加工中心列入，第二階段（推廣階段）將有更多的企業參加進來。北航作為高效數控加工技術研究應用中心技術依託單位，依靠已有的基礎研究和技術積累形成的優勢，成為該增效工程的總體技術支持單位。
圖1 典型零件高速數控機床加工效率增長
基於多年積累的研究成果和專利等，北航推出了「數控銑削加工動力學模擬系統(SimuCut)」、「數控機床加工動力學特性測試分析系統(DynaCut)」和「數控銑削加工動力學模擬優化資料庫系統(DataCut)」等測試、模擬和資料庫系統，並面向企業實際生產應用，總結制訂了數控加工力學模擬和切削參數優化的應用工作流程和操作規程，累計已向航天、航空、兵器、船舶、電子等行業40餘個試點企業和院所無償提供了SimuCut/DynaCut，進行了增效使能技術專題培訓12次，赴企業進行現場指導和技術服務30餘次，全力為增效工程提供了總體技術支持，2008年12月，由航空製造工程研究所根據四個集團公司部分試點單位試點機床加工典型零件增效情況統計，材料去除速率(MRR)分別提高到119%~243%，機床主軸功率利用率提高到114%~440%，試點零件平均單件切削加工時間縮短到53%~78%。
在取得實際增效的同時，採集整理了在增效工程中產生的模擬優化、實驗驗證和生產應用三個層次的數控加工切削參數近30000組，建立了初具規模的數控銑削加工切削資料庫(DataCut)，DataCut除了具有機床、刀具、工件材料和切削參數等常用信息外，還提供「機床+刀具」動力學特性參數和切削過程力學模擬數據，可生成對應每台機床的切削參數數據手冊，從而方便使用。
千台數控機床增效工程為有效發揮數控機床設備的能力，保證加工質量，提高加工生產率，開闢了一條「產、學、研」結合推廣應用新技術的創新途徑，實現了從「技術改造」到「改造技術」的新跨越。
