降低刀具成本的幾點建議

濟南輕騎發動機有限公司 （山東 250101） 段洪珍 龐守美 何 琳

降低刀具成本的幾點建議

濟南輕騎發動機有限公司 （山東 250101） 段洪珍 龐守美 何 琳

金屬切削加工中刀具是重要的工具，也是切削加工中影響生產率、加工質量與成本的最活躍的因素。各個制造廠家在設法降低制造成本時，總是不忘降低刀具成本，它是最重要的環節之一，我公司也不例外。為了有效地降低刀具成本，采取了多種手段，為其他金屬切削加工提供有效的借鑒。

1.降低刀具成本的幾種具體方法

（1）盡量選用通用、標準刀具。因通用、標準刀具的特點：通用性好，應用比較廣泛，購買時價格便宜，購買周期短，且購買數量隨意（非標刀具一般都要求一定的購買量），因此，在新產品開發和小批量生產時，一般選用通用、標準刀具，以降低刀具采購成本。

（2）在滿足工藝要求的前提下，盡量選用國產刀具。進口刀具因其質量好且性能穩定，得到許多國內廠家的青睞，但因其價格比較貴，訂貨周期比較長，相應地增加了采購成本及庫存量，而且并不是所有進口刀具性價比都比國產刀具好，國內許多刀具也有它的優勢，首先價格便宜，其次訂貨周期比較短。因此，在滿足工藝要求的前提下，盡量選用國產刀具，如：我公司所用的階梯鉆及成形刀大部分是國產刀具。

（3）進口刀具國產化。我公司在自制件開發時，為了保證所加工件重點尺寸加工質量及加工節拍，一般選用進口廠家生產的刀具，如發動機上的缸頭氣門閥座倒角、導管加工所用的組合刀具大部分都是采用德國某公司生產的刀具。在刀具的使用中，通過對其刀具進行研究發現，組合刀具中的部分易損刀具國內廠家也能制造，經過與國內廠家進行研究、交流、試用后，國內廠家制造的刀具完全滿足工藝要求。如：加工導管的鉸刀，倒角刀片。

（4）刀具設計時，通過刀具優化以達到降低刀具成本：通過適當布置，使刀片切削刃達到多次利用。同一刀片同一切削刃的不同部位加工工件不同尺寸，以充分利用刀片切削刃，降低制造成本。例如：圖1是工件要求加工尺寸的示意圖，孔口倒角要求加工三個角度，即一個30°，一個44°±0.2°，一個60°。以前加工這三個角度都是采用刀片，每個切削刃只加工一個尺寸，即每個切削刃只能用一次，有時甚至加工三個尺寸用不同型號的刀片，更談不上同一切削刃多次利用。本次設計通過對其進行優化后，降低了刀具使用成本。具體設計方案如圖2所示。

圖1

圖2

圖2所示刀夾①中的刀片用于加工角度44°±0.2°，切削工件所用刀片部位是畫“●”處，此部位刀片用完后，可以換另一切削刃相應部位，三個切削刃用完后，此刀片可以裝到刀夾②上，切削工件所用刀片部位也是畫“●”處，與刀夾①上的刀片切削部位不同，刀夾②上的刀片三個切削刃用完后，此刀片可以用到刀夾③三上，此工件所加工的三個尺寸只用了一種刀片，且刀片每個切削刃都用三次，這樣一個刀片由原來加工1400個孔，通過以上優化設計刀片加工能力提高了近2倍，即現在能加工4200個孔。

需要注意的事項：新刀片第一次使用應優先安裝在刀夾①上，因倒角44°±0.2°在這三個要加工的角度中是最重要的，而刀片在使用時雖然只有切削部分與工件接觸、磨損，但由于金屬在切削時產生切削熱，對刀片的其他部分也有一定的影響，所以為保證工件精度，新刀片第一次使用應優先安裝在刀夾①上。

刀具在優化設計時，應考慮刀片刃長、所加工工件部位的尺寸大小，即所用刀片每一個切削刃應比所加工三個倒角的寬度之和大，以保證同一切削刃的三個參入切削的部分之間不重疊且有一定的間隙。通過對刀具組合，提高加工節拍，以降低制造成本。組合刀具的主要優點是提高生產效率，減少輔助時間。把復雜零件分解為很多工序并采用很多刀具的加工工藝方法占了很多換刀時間和工序前后的傳送時間。減少這些時間對提高生產率就有現實意義。其中一個已被證實了很有效的做法就是用多功能的組合刀具取代功能單一的標準刀具。

對于批量生產的零部件所用的刀具，我公司為了提高生產效率一般采用組合刀具：階梯鉆、階梯鉸刀、組合鏜刀等。刀具組合除了節省換刀時間外，用戶還可從空出的機床刀庫位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫位置可使備用刀具在機床工作的同時予以更換。由于刀具數量減少，所以可簡化刀具的管理，節省費用。此外，在加工質量方面，應用專用組合刀具也是有利的，使機床的定位精度不再那么重要，例如一個多臺階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因為前面的鉆頭對后面的鉆孔起到了定心的作用。

（5）通過采用新材料提高刀具切削參數，降低刀片磨損，以降低制造成本。刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具壽命影響很大。我公司在摩托車缸頭氣門導管加工時，所用刀片材質是硬質合金的，每個切削刃只能加工不到100個孔，通過改用超硬材料金剛石后，每個切削刃能加工約8000個孔，大大提高了刀具壽命，從而降低了制造成本。

（6）通過對刀具涂層來提高刀具壽命。①購買涂層刀具。在材料為鋼件零部件加工中，由于所加工工件材料比較硬，刀具磨損快。為了提高刀具壽命，我公司在購買刀片和齒輪刀具時，都采購涂層刀具，如涂層插齒刀，使用不涂層的插齒刀每把刀一次只能加工幾十個工件，而采用涂層刀具能加工幾千件，甚至上萬件。②舊刀具進行涂層。我公司主要加工摩托車發動機箱體，箱體以加工孔為主，這就需要大量的鉸刀，有許多鉸刀因磨損尺寸減小而無法使用，我公司通過委托專業廠家對其涂層而達到尺寸要求。這樣鉸刀得到了重新利用。

20130515）