降低刀具成本的几点建议

济南轻骑发动机有限公司 （山东 250101） 段洪珍 庞守美 何 琳

降低刀具成本的几点建议

济南轻骑发动机有限公司 （山东 250101） 段洪珍 庞守美 何 琳

金属切削加工中刀具是重要的工具，也是切削加工中影响生产率、加工质量与成本的最活跃的因素。各个制造厂家在设法降低制造成本时，总是不忘降低刀具成本，它是最重要的环节之一，我公司也不例外。为了有效地降低刀具成本，采取了多种手段，为其他金属切削加工提供有效的借鉴。

1.降低刀具成本的几种具体方法

（1）尽量选用通用、标准刀具。因通用、标准刀具的特点：通用性好，应用比较广泛，购买时价格便宜，购买周期短，且购买数量随意（非标刀具一般都要求一定的购买量），因此，在新产品开发和小批量生产时，一般选用通用、标准刀具，以降低刀具采购成本。

（2）在满足工艺要求的前提下，尽量选用国产刀具。进口刀具因其质量好且性能稳定，得到许多国内厂家的青睐，但因其价格比较贵，订货周期比较长，相应地增加了采购成本及库存量，而且并不是所有进口刀具性价比都比国产刀具好，国内许多刀具也有它的优势，首先价格便宜，其次订货周期比较短。因此，在满足工艺要求的前提下，尽量选用国产刀具，如：我公司所用的阶梯钻及成形刀大部分是国产刀具。

（3）进口刀具国产化。我公司在自制件开发时，为了保证所加工件重点尺寸加工质量及加工节拍，一般选用进口厂家生产的刀具，如发动机上的缸头气门阀座倒角、导管加工所用的组合刀具大部分都是采用德国某公司生产的刀具。在刀具的使用中，通过对其刀具进行研究发现，组合刀具中的部分易损刀具国内厂家也能制造，经过与国内厂家进行研究、交流、试用后，国内厂家制造的刀具完全满足工艺要求。如：加工导管的铰刀，倒角刀片。

（4）刀具设计时，通过刀具优化以达到降低刀具成本：通过适当布置，使刀片切削刃达到多次利用。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：图1是工件要求加工尺寸的示意图，孔口倒角要求加工三个角度，即一个30°，一个44°±0.2°，一个60°。以前加工这三个角度都是采用刀片，每个切削刃只加工一个尺寸，即每个切削刃只能用一次，有时甚至加工三个尺寸用不同型号的刀片，更谈不上同一切削刃多次利用。本次设计通过对其进行优化后，降低了刀具使用成本。具体设计方案如图2所示。

图1

图2

图2所示刀夹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画“●”处，此部位刀片用完后，可以换另一切削刃相应部位，三个切削刃用完后，此刀片可以装到刀夹②上，切削工件所用刀片部位也是画“●”处，与刀夹①上的刀片切削部位不同，刀夹②上的刀片三个切削刃用完后，此刀片可以用到刀夹③三上，此工件所加工的三个尺寸只用了一种刀片，且刀片每个切削刃都用三次，这样一个刀片由原来加工1400个孔，通过以上优化设计刀片加工能力提高了近2倍，即现在能加工4200个孔。

需要注意的事项：新刀片第一次使用应优先安装在刀夹①上，因倒角44°±0.2°在这三个要加工的角度中是最重要的，而刀片在使用时虽然只有切削部分与工件接触、磨损，但由于金属在切削时产生切削热，对刀片的其他部分也有一定的影响，所以为保证工件精度，新刀片第一次使用应优先安装在刀夹①上。

刀具在优化设计时，应考虑刀片刃长、所加工工件部位的尺寸大小，即所用刀片每一个切削刃应比所加工三个倒角的宽度之和大，以保证同一切削刃的三个参入切削的部分之间不重叠且有一定的间隙。通过对刀具组合，提高加工节拍，以降低制造成本。组合刀具的主要优点是提高生产效率，减少辅助时间。把复杂零件分解为很多工序并采用很多刀具的加工工艺方法占了很多换刀时间和工序前后的传送时间。减少这些时间对提高生产率就有现实意义。其中一个已被证实了很有效的做法就是用多功能的组合刀具取代功能单一的标准刀具。

对于批量生产的零部件所用的刀具，我公司为了提高生产效率一般采用组合刀具：阶梯钻、阶梯铰刀、组合镗刀等。刀具组合除了节省换刀时间外，用户还可从空出的机床刀库位置和减少的刀具夹头中获益，空出的刀库位置可使备用刀具在机床工作的同时予以更换。由于刀具数量减少，所以可简化刀具的管理，节省费用。此外，在加工质量方面，应用专用组合刀具也是有利的，使机床的定位精度不再那么重要，例如一个多台阶的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度误差也减少，因为前面的钻头对后面的钻孔起到了定心的作用。

（5）通过采用新材料提高刀具切削参数，降低刀片磨损，以降低制造成本。刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具寿命影响很大。我公司在摩托车缸头气门导管加工时，所用刀片材质是硬质合金的，每个切削刃只能加工不到100个孔，通过改用超硬材料金刚石后，每个切削刃能加工约8000个孔，大大提高了刀具寿命，从而降低了制造成本。

（6）通过对刀具涂层来提高刀具寿命。①购买涂层刀具。在材料为钢件零部件加工中，由于所加工工件材料比较硬，刀具磨损快。为了提高刀具寿命，我公司在购买刀片和齿轮刀具时，都采购涂层刀具，如涂层插齿刀，使用不涂层的插齿刀每把刀一次只能加工几十个工件，而采用涂层刀具能加工几千件，甚至上万件。②旧刀具进行涂层。我公司主要加工摩托车发动机箱体，箱体以加工孔为主，这就需要大量的铰刀，有许多铰刀因磨损尺寸减小而无法使用，我公司通过委托专业厂家对其涂层而达到尺寸要求。这样铰刀得到了重新利用。

20130515）