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怎样确定切削刀具的价值


  随着刀具新技术的应用,制造商们可以将注意力集中于削减时间成本,缩短辅助工时,以及在许多加工场合可在几小时内达到刀具投资的盈亏平衡点。
  我们应如何衡量刀具产品的技术进步?如何衡量在生意和事业上的成功?无论怎样回答这些问题,其答案总会与某种对时间的度量有关(例如:用多长时间生产一把刀具,公司每年赚多少钱,你每小时挣多少钱)。在与制造相关的所有事情中,时间是对提高盈利水平和提升公司能力影响最大的因素。
  对于模具加工技术(如机床、CAD/CAM、刀具、材料等),你如今正在使用的技术已经过时。下一代机床、刀具等理念已经完成了研究与开发,正在进入生产应用阶段。这些新的理念最终将会影响整个模具行业的制造方式。
虽然技术在不断变化和快速转移,而且需要付出代价,但它是可以测评的。一旦证明这些技术物有所值,就应该对其进行投资。本文主要关注刀具技术,以及这些刀具如何才能降低总的制造成本。
  在日常模具加工所使用的所有技术中,切削刀具是耗资最小的,但同时也是企业在购买时最斤斤计较的。作为员工,需要大致了解老板或采购人员如何评估一项投资;作为老板,在确定刀具(或任何其他技术)的价值时,必须放眼全局,而不能仅仅只考虑其价格。因此,正确的问题不是“它的价格是多少?”而是“通过应用该技术我能获得多少回报?”
  对刀具进行投资可以非常迅速地为企业带来回报。通过引入新的刀具技术,大幅提高了金属切除率,从而使加工能力得以提高。
刀具成本
  采用新的刀具技术还可以节省刀具成本。采用最新技术开发刀具产品的刀具制造商通过研制强度更高的刀具和刀片,能够提供经济性更好的加工解决方案。通过应用最新的硬质合金刀片压制技术,能够生产出具有更多切削刃、强度更高的刀具和刀片,从而更好地利用硬质合金材料。
简单的流程
  引入刀具新技术的流程并不一定很复杂,而企业通常可在刀具升级更新后立即受益。引入刀具新技术时,只需与刀具专业技术人员建立工作关系或合作关系即可。这些刀具专家要接触大量的加工应用实例,可以成为利用不断推出的新技术对刀具进行持续升级更新的宝贵资源。
应用实例
  一家工模具制造商为了提高某一项目的加工效率,需要缩短加工车间的整体循环时间,以在较短的时间内生产更多的工件。通过与一家刀具供应商的合作关系,他们能够获得某些最新的刀具技术。
  被加工材料为退火的AISI/SAE 4140低合金钢(合金元素含量低于5%)。为了粗加工出模具基板,需要采用斜坡铣和凹槽铣对工件进行重载粗铣加工。在分析了加工要求后,刀具供应商推荐了一种专门为快速金属切除(FMR)加工而设计的套式铣刀作为可能的解决方案。这种刀具安装时间短、刀具寿命长的特点以及超高进给率的加工能力使其非常适合粗铣加工。它采用了一种特殊类型的三角形刀片,其每齿进给量可高达3.5mm。这种独特的刀片几何形状构成了大圆弧切削刃结构,使刀具在每齿承受大切屑负荷时仍能实现高进给加工。此外,刀片的底部设计为圆柱体,可夹持在刀座的配合孔中,使刀片能够承受较大切削力,从而以超常规的进给率进行铣削。采用这种结构设计后,大大提高了刀片的夹持刚性,由此可以消除通常作用于紧固螺钉上的大部分应力。由于切削力沿轴向作用于主轴上,因此有助于提高加工中的稳定性。这些设计特点使该刀具可获得很高的金属切除率,从而能提高整个项目的效率。
  采用这种先进刀具后,该工模具加工车间的生产效率大幅度提高,切削速度保持在128m/min,切削深度保持在1.27mm。同时,工作台进给速度从1270mm/min增加到6528mm/min,提高了5倍以上;每齿进给率也从0.5mm/转提高到2.0mm/转;平均切屑厚度从使用原刀具时的0.23mm增加到1.45mm。即使以这种大幅提高了的切削参数进行加工,每个切削刃可加工的工件数仍提高了一倍(从0.1到0.2),每个切削刃的加工时间稳定保持在15分钟。加工项目总的切削时间从过去大约16小时缩短为大约4小时。
  在该加工项目中,工时的缩短不仅有助于降低加工成本,而且使该工模具加工车间可以额外接受更多的加工项目。对于制造商来说,时间是一项重要的资源,对企业可以产生重大的影响。
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