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机床加工中减少刀具成本的几点方案

2016-11-11

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  机械加工过程中,刀具是切削的直接参与者,也是整个加工工艺系统内最为活跃的因素。如何充分发挥刀具的优势,从而降低加工成本,是刀具管理的重要内容。

  1、刀具的选型

  刀具选型包括对刀具材料、结构和切削参数的理选择,这些都将直接影响切削加工的生产效率、加工质量以及刀具的使用寿命。选型时,需要从项目管理的角度,综合成本投入、项目时间节点、生产节拍及产能需求等各个因素;在结合技术角度,即被加工对象的材料和几何特征、加工设备和精度等条件,共同分析,选择合适的刀具。

  2、刀具材料升级

  使用聚晶金刚石材质刀具切削铝合金工件,使用陶瓷或立方氮化硼材质刀具切削铸铁工件,这些选择都可以极大地提高切削效率,并降低刀具成本。另外,涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等优势,可给刀具性能带来质的提升。

  3、刀具国产化

  近年来,国内刀具行业发展迅速,产品质量显着提升。尤其是金刚石、立方氮化硼等高硬度材料的刀具的制造水平,已经赶上了国外先进水平,可以替代进口刀具,而价格则有明显优势。在性能可以满足加工需求的前提下,尽量选择国产刀具可以大大降低刀具成本,并且在交货期、售后服务等方面也会提供更多的便利。

  4、切削优化

  想要降低刀具成本,但又不能以牺牲加工质量和加工效率为代价,这就需要在三者之间找到一个平衡点。一般来说,可通过优化切削参数和切削路径来实现,必要时需要更改刀具的几何形状。

  在设定切削参数和路径时,可以根据切削负载以及切削力的变化,调整刀具的转速和进给,从而以最优化的切削参数、切削路径来完成加工。比如,粗加工采用变速切削可以有效减小机床负载,而精加工采用变速切削则可以显着优化切削质量,并且两种加工方式的切削效率均可以通过变速切削来得到提升。

  切削优化的方法除了从理论上进行推测之外,也可以采用模拟加工的方式。模拟加工采用具有特定功能的软件,通过建立模型,将整个切削过程在计算机中预演,能够很好地模拟出加工中发生的各种状况,为切削优化提供参考。相关软件包括数控编程、刀具路径摸拟软件Mastercam,刀具仿真软件AdvantEdge等。

  5、刀具二次利用

  并不是所有刀具一旦损坏就必须报废,有时候可以想办法进行二次利用,以降低更换刀具的成本。比如精加工刀片使用后,可用于半精或者粗加工;还有一些右旋刀具由于结构限制,一部分刃口磨损不能使用,可通过制作左旋刀盘使用没有磨损的刃口;另外钻头、丝锥和刀片都能够通过修磨实现再次利用。

  6、刀具管理

  除了技术上的改进之外,管理上的进步同样可以起到降低成本的功效。具体包括刀具的选用、试验、采购、调整、刃磨、修理、库存设置及控制、刀具的使用寿命控制、生产中加工问题的跟踪分析和解决、刀具的优化和改进等。这是一个复杂的过程,需要建立完善的刀具管理体系,以确保过程稳定且可控、工作高效。




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