深圳機械加工廠(chǎng)切削理念的三(sān)次進步(bù):高速切削、高效切削與高(gāo)效加工
發布(bù)日期:2016-12-25 00:00 來源:http://www.yessmart.cn 點擊:
深圳機械加(jiā)工廠當前切(qiē)削刀具及相關技術的發展日新月異,近年來在數控技術和刀具技術的共(gòng)同推動下切削加工進入了高速切削的階段。近年刀具材料和塗層技術有了很大的發展,如PCD、CBN超硬刀具和陶瓷刀具的使用範圍不斷擴大,作為當前高速切(qiē)削主力軍的(de)塗層硬質合金刀(dāo)具的切削性能大幅提高等。近二十年來切削速度提高了5至10倍,生產效率提高了50%至一倍。高速切(qiē)削有一個特點,就是當切削速度上升(shēng)到一定程度時由於材料軟化等原因隨(suí)著切削速度的增加切削力反而下降(jiàng),同時由於切屑帶走了大部分熱量甚至工件的溫升也會減小。不過受刀具(jù)材料性能(néng)限製後一現象目前隻在用PCD刀具加工鋁合金和軟質材(cái)料(liào)中才能觀察到。高速切(qiē)削還適用於硬切削、幹切削和重切削,是提高切削效率的有效手段。
現代加工中刀具費用一般隻(zhī)占製造成本的(de)3~4%,但它對總(zǒng)製造成本的影響卻要(yào)大(dà)得多。計劃經濟時代機械加工企業從控製加工成本出發製訂刀具消耗(hào)定(dìng)額進行成本控製,我們也曾提到有些企業高效率的進口設備(bèi)上使用低性(xìng)能的焊接刀具,不能發揮設備性能反而造(zào)成更大浪費(fèi)的事(shì)實。有人計算過生產效率提高20%,製造成本降低15%,現(xiàn)在多數企業都算過這筆帳了(le),加大刀具投入用(yòng)高速切削提高生產效率以降低總生(shēng)產(chǎn)成本,是切削理念的一次進(jìn)步。

先進刀具有三大技術基礎:材料、塗(tú)層和結構(gòu)創(chuàng)新。高速切削刀具主要依賴的是刀具材料和塗層技術的進步。高速切削可提高切(qiē)削效率但不是唯一的手段。刀具的結構創新也是提高切削效率的有效手段。例如Iscar公司的大走刀量(liàng)銑(xǐ)刀每齒走刀量達到3.5mm,Seco公司的(de)複(fù)合孔加工(gōng)刀具一次走刀就能完成鑽、鏜(táng)孔和端麵(miàn)倒(dǎo)角等。曲軸加工的工藝進步更具有(yǒu)說服力,曲軸車拉刀的發明成十倍地提高了曲軸加工效率。現在又出現(xiàn)了效率更高的(de)曲軸(zhóu)高速銑刀,一次走刀就可完成七(qī)個主軸頸的加工。東風(fēng)汽車公司量(liàng)刃具(jù)廠(chǎng)已經成功地為國(guó)內汽車廠開(kāi)發了曲軸車拉刀和高速銑刀並成功用於生產。上世(shì)紀八(bā)九(jiǔ)十年代成都工具研究所在塗層(céng)、材料的單(dān)項技術都不占優勢的情況下,憑借自主知識產權的刀具設計和工藝技術,加上塗層、材料和刀(dāo)具結構(gòu)創新技術的綜合運用,在(zài)高強度石油管螺紋(wén)刀具上實現了對國外知名企業的一次成功(gōng)超越。還有(yǒu)許多例子(zǐ)都(dōu)說明刀具結構創新(xīn)往往更能有效地提高切削效(xiào)率(lǜ)。要提高切削效率不能隻盯著用最好的(也常常是最貴的)刀(dāo)具來進行高速切削。在目前我們刀具材料和塗層(céng)技術與國外還有較大差距(jù)的情況下,注重刀具的結構創新往往是提高切削效率的更有效和更可行的手段。采(cǎi)用包括(kuò)高速切削和刀具結構創新在內的各(gè)種手(shǒu)段實現高速切削,是切削理念的又一次(cì)進步。
深圳機械加工廠(chǎng)運用先進刀具提高切削效率後又常(cháng)常突顯出兩類新問題:一是切削效率提高的效(xiào)果被大量的非切削時(shí)間所大(dà)大衝淡,二是在加工設備不太先進的情況下先進刀具的(de)費用不堪重負。日本MARZAK公司說他們的加工中心(xīn)隻(zhī)有百分之三十的時間在為公司創造效益。東方汽輪機廠(chǎng)進口瑞士(shì)加工中心(xīn)上自動記(jì)錄的切削(xuē)時間也隻有30%左右。切削技術在不斷發展,人們的認識(shí)在不斷深化:在提(tí)高加(jiā)工效率的努力中隻靠高性(xìng)能的刀具是遠(yuǎn)遠不夠的,通過切削應(yīng)用技術提高切削生產效(xiào)率的潛力還很大。
切削過程十(shí)分(fèn)複雜,加(jiā)上切削過程受大量隨機因素的影響很難簡單(dān)地用(yòng)一些公式和定理準確地描述。但金屬切削作為一門(mén)傳統技術是有其自身規律並可以把握(wò)的,關鍵是要用(yòng)好用活切削技(jì)術解決實際問(wèn)題(tí)。配合中國刀協20工程我們請(qǐng)工具行業資深專家(jiā)趙(zhào)炳楨研究(jiū)院(yuàn)編寫了“刀具應用技術基礎”教材。我們的目標是為企業培訓了解現代化切削技術的基礎知識和最(zuì)新發(fā)展(zhǎn),懂(dǒng)得切削應用技術的基(jī)本理念並能(néng)夠運用以上技術和思路解決實際問題的人才------我們稱之為切削工程師和新一代的刀具大王。
前(qián)麵說過要進一步(bù)提高(gāo)切削加工效率隻(zhī)靠先進刀具是不夠的。我們還應該掌握和運用與切削過程相關的技術,全麵提高生產效率。
今年(nián)5月在廈門舉行的2005中國刀協工作會議上,東(dōng)方汽輪機廠介(jiè)紹了綜合運用切削應用技術,全麵提高切削加工(gōng)效率(lǜ)的經驗。今年廠裏努力推(tuī)廣先進刀具,僅推廣(guǎng)可轉位刀具就提高生產效率30%。進而他們又在刀具結構創新上下功夫,於株洲鑽石切削刀具股份有限公司合作開發先進刀具,還對老式設(shè)備進行改造以使用先進刀具來提高(gāo)生產效率。最近他(tā)們又對全廠工(gōng)藝配置(zhì)進(jìn)行了優化、加強管理、進行網絡編程和切削過程的計算機模擬等手段進一步提高生產效率。用王(wáng)政總工藝師的話說是“向另外70%的時間要效益”。減少非切削時間的手段還很多,比如機外調刀(dāo)、快速換刀、隨機測量、多工(gōng)位加工、設置裝卸工位(wèi)、采購可靠性高的設備減少維修停機時間等等(děng)。
既要采用先進刀具,同時(shí)還要(yào)通過管理和應用相關技術優化(huà)整個加工過程,實現高效加工(gōng)是最近切削理念的(de)第三(sān)個進(jìn)步。
深(shēn)圳機械加工廠使用先(xiān)進刀具還應注意(yì)與加工設備的合理“匹配”。我(wǒ)們曾提到好設備(bèi)上用焊接刀具是不匹配,而(ér)在普通設備上一味追求用最好(hǎo)(也常常是最貴)的刀(dāo)具(jù)同樣不合理,不少加工企業已發出進口刀具價格不堪(kān)重負的呼(hū)聲(shēng)。怎麽辦?我們的建議是(shì):進行刀具結構創新,改善刀具使用條件,合理選用刀(dāo)具材料和塗層,不要隻盯著“最好的”(最貴的)刀(dāo)具,提高生產效率部隻有高性能刀具和高速切削一條(tiáo)道。經過多(duō)年的建設和技術(shù)改造,一批國有、副分之和民營刀具企業已開發出係列性能優(yōu)良的(de)硬質合金材料和塗層刀具(jù),可以供加工企業按照具體情況合理(lǐ)地(dì)選用。再則刀具結構創新和(hé)工藝方式的改革,還有管理手段和相(xiàng)關技術同樣是提高(gāo)生產效率(lǜ)的有效手段。說得更明確一點就是不要隻盯(dīng)著用(yòng)最好(hǎo)的刀具(jù)這一條道,當前更要重視(shì)切削應用技術向70%的時(shí)間要效率。
現在(zài)國內轎車生產、模具製造、航空航天等領域還大量使用進口刀具。我國在材料(liào)、塗層的基礎技術和刀(dāo)具結(jié)構創新上與國外還有較大差距,趕超世界先進(jìn)水平還任重道遠。但如果(guǒ)隻看到(dào)這一點而忽視切削應用技術這個重(chóng)要領域,無形中就誇大了我們在切削技術上與國外的差距。我們要(yào)在基(jī)礎技術和應用技術並舉,當(dāng)前應該從切削應用技術入手,在(zài)刀具結構(gòu)創(chuàng)新上(shàng)下功夫,學會用好引進和自(zì)行開發的塗層技術和先進刀(dāo)具(jù)材料技術,綜合運用技術和管理手段提高加工效率,加快趕超世界先進水平。







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