减少刀片消耗的一些小窍门

“在一个最终被作为废刀片(希望那是在已经正确地加工尽可能多的工件)扔到垃圾桶的长且复杂的过程中,一个刀片的采购价格仅仅是第一个环节。”

加工业的每个人都认同把太多的钱花费在错误的刀片上。我们都知道这个问题,但解决方案是什么呢？大多数的公司仅是试图采购更便宜的刀片。那的确有一些帮助,但它不是这个问题的解决方案。所以为什么不选择一个更结构化的方法呢？

一些采购员通常在谈判更低的价格过程中花费相当多的时间。但这对整个生产成本的影响是可以忽略的,更不用说生产率了。

实效研究

所有的工厂都有一个废刀片的收集点。不存在比研究废刀片更有兴趣的事情,它导致了一个刀片是被如何使用(滥用)的实用主义观点的形成,而且这种手段能被用于实现成本的降低。
考虑事项应该是以下这些易于测量的因素:
•使用多少种不同形式的刀片？
•刀片拥有的切削刃数量的平均值是多少？
•相对于切削刃长度而言,所使用的切削刃占据多大的百分比？
•磨损、破坏或未使用的切削刃各有多少数量？
本文的内容是以对一个山高刀具的大客户所进行的研究为基础的。这个研究的结果代表了与此类似的研究工作。

刀片的差异

要确定的第一个事实是所使用的刀片具有很大的差异。在我们的样本中,共有638种不同的刀片来维持六台CNC车床的运转。好的一面是每种刀片都是各个类别的冠军。但是638种刀片采用每盒10片的包装,意味着要库存6,380个刀片。而所有这些仅仅是维持六台车床的运转。
下一个事实是每个刀片的切削刃数量相对较少。在很多车间,车刀片仍然是三角形或菱形。最佳组合切削刃数量(三角形刀片)和切削刃强度(菱形刀片)的凸三角刀片所提供的可能性显然在很多车间还没有足够的认知。
守旧派
在20世纪70年代,最佳的建议是使用大尺寸、强壮的刀片。那个时代所使用的硬质合金虽硬,但韧性不够好。刀片的强度通过其尺寸(大刀片=厚刀片=强度高的刀片)来保证。一个刀片要求其切削刃长度至少大于切削深度的三倍。两样东西已经在同时发生了改变。一方面,用于车削的平均切削深度已经明显降低。由山高刀具开展的一项研究表明,当今车削加工的平均切削深度约为2.5~3mm。另一方面,当今的第四代硬质合金(以TP2500为例)具有很好的韧性,而且同时其硬度(耐磨性)更高。这意味着对于今日的刀片,切削刃长度和切削深度之间的关系能发生彻底的改变。最新一代(以MF5为例)的刀片几何角度显然能适合这种新的形势。
破坏/未使用的切削刃
当你根据它们在使用中的磨损方式来审视刀片时,形势真的变得清晰起来。切削刃磨损的正确形式是后刀面安全、可预计和可控制的磨损。切削刃不应该破裂。切削刃破裂是因为不正确的使用或者是切削刃的不当选用。在被丢到装磨损切削刃的盒子之前,切削刃必须是被“磨损”的。还没有用于加工就被丢弃的“新”切削刃总是惹人注目的。

实用贴士

应该牢记以下实用贴士:
•使用通用且灵活性好的刀片(例如TP2500),尤其是小批量的生产。从长期看,这是一个比购买各式各样的“专家级”刀片(回想其隐性成本,如管理、订货和库存的成本)便宜得多的选择。
•使用具有更多切削刃的刀片而不牺牲强度。凸三角刀片已经推出了很多年,但仍然没有被真正地赏识。
•使用更小的刀片。朝着更小的切削深度(通常结合更大的进给量)发展是一个明显的趋势。尤其是与正确的几何角度(如MF5)结合在一起,当今的硬质合金能被使用于更好的切削深度/切削刃长度的比值(75%的有效切削刃长度应该是一个规定而不是一种特例)。考虑一下DNM.11和DNM.15刀片之间的价格差异!
•确保刀片磨损形式正确(后刀面磨损,可能与月牙洼磨损相结合)。刀片必须没有破碎。想想这样的后果:对工件和/或机床不可挽回的破坏等同于生产与相关成本的损失。最后,每个刀片必须被使用而不是被过早丢弃。基于示意图方式的问题解决方案也是非常有帮助的。

结论

在本文所提到的研究中,已经证明能够降低每个工时的刀片成本多达70%。它应用三种措施:通常,每个刀片要有更多的切削刃、更小的刀片和较少的被破坏或未使用的切削刃。那不是特例!显然,这些措施必须要伴随有效的监管和参与人员的培训。实际上,那可能就是关键；为了人们能对加工和切削刃如何工作有更好的了解,培训是必需的。

生产率和成本分析

影响刀片采购成本的因素(举例)-第1年-第2年
检查的刀片数量-260-270
切削刃数量-640-1100
每个刀片切削刃的平均值-2.6-4.1
切削刃长度平均值-12.8-8.4
切削深度平均值-2.6-2.6
参与切削的切削刃长度平均值-20.0%-31.0%
磨损的切削刃数量-66.0%-90.0%
破碎的切削刃数量-12.0%-6.0%
未使用的切削刃数量-22.0%-4.0%
刀片成本/工时-100.0%-28.0%

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