刀具专家的支持--合理运用刀具降低零件加工成本

　　在各种类型的制造行业中，刀具成本大约占总生产成本的3%。但是，这3%的成本对于每个零件的成本和利润有着显著的影响。切削速度提高20%使零件成本减少15%。

　　许多车间被刀具成本所阻碍，而且并未意识到刀具会如何影响产量和产品质量。在各种类型的制造行业中，刀具成本大约占总生产成本的百分之三。但是，这百分之三的成本对于每个零件的成本和利润有着显著的影响。

　　与刀具有关的三个因素影响生产零件的成本：

　　刀具的成本

　　必须更换刀具之前，它们的使用寿命、它们的切削效力如何。

　　降低零件加工成本的最有效方法是提高切削速度，它会带来更高的金属切削率。

　　例如，切削速度提高20%使零件成本减少15%。与之相比，当切削刀具价格减少30%，或者切削刀具使用寿命延长50%时，零件成本仅减少百分之一。

　　过去10年，刀具技术发生了巨大的变化，这使得切削速度几乎提高到原来的三倍，并且使得生产率也获得了类似的提高。

　　许多车间难以跟上这些技术进展。他们不仅富有经验而且有把握按照某一特定方式生产零件，而对于如何改进工艺以减少周期时间，他们则没有把握。此外，几乎没有几家车间有时间、资源或者专业知识来深入分析他们的工艺或者调研可选择的解决方案。

　　专家提供帮助

　　刀具制造商希望与客户分享他们的专业知识以帮助他们减少周期时间和加工成本。例如，两年前，埃莫克公司(Emuge) 在马萨诸塞州的West Boylston开办了一所面积达近2000m2(21000平方英尺)的技术中心，其中有该公司可提供给制造商的大量资源。

　　埃莫克公司的董事长Peter Matysiak看到了车间所面临的窘境，因此设法优化他们的加工工艺。

　　设身处地的承担制造工程师在业内的任务，意味着要负责选定最佳刀具，以适应需要铣、钻、绞和攻丝的应用。

　　“就刀具几何形状和涂层而言，如今的刀具技术多种多样，相当复杂。由于这种多样性，制造工程师究竟该如何选定适合工作的的最佳刀具呢？在零件攻丝和铣削方面，埃莫克公司拥有丰富的经验。常备6000余种不同尺寸和外形的螺丝模，1500种不同的螺纹铣刀，以及2500种不同的立铣刀，我们认真地分析客户的应用，挑选出适合工作的最佳刀具，”Matysiak说。

　　当工程师面临制造困难，牵涉到新型材料、操作或刀具时，他(或她)可以与埃莫克公司合作寻求解决方案。

　　本例中，由于公司在铣削和攻丝领域具备专业技术，因此可以找到完成这些工作的最好解决方法。“我们希望客户使用我们的技术中心来帮助证明新刀具和工艺的性能，” Matysiak说。

　　例如，一家位于宾夕法尼亚州的小型模具车间当时正在寻求关于如何改进时间和成本生产一种特殊模具的建议。埃莫克公司的工程师门首先研究模具的图纸，制定刀具路径和切削策略，以使挑选出来的推荐刀具的性能达到最优。客户对预计的加工时间印象尤为深刻，并提供了几批材料来证实推荐方案有效。在技术中心，埃莫克公司利用一台哈默(Hermle) C30U 5轴加工中心，在一块硬度为50HRC的坚硬的H13淬硬钢上切削出模具，并且在预定的时限内完成加工。得到的表面精度超过了模具车间的预期，这使得车间确信模具的生产有利可图。该车间对加工程序和用埃莫克刀具生产出来的成品零件很满意，这也成为它现在计划购买一台新的5轴加工中心的理由之一。

　　其他刀具制造商提供类似的技术和工艺改进帮助，Matysiak对于利用供应商的专业知识给出以下建议：“当面临刀具和工艺难题时，车间应该选择在特定刀具领域中具有特殊技能的制造商。例如埃莫克公司及其加工中心，它的特殊专业技能体现在攻丝和铣削加工方面。”埃莫克公司与制造商之间的合作开始于为汽车行业服务的大型机床制造商。这些机床制造商向埃莫克寻求帮助，以改善它们机床的攻丝工艺。

　　现在，越来越多的CNC数控机床制造商和经销商认识到了专业的刀具和工艺知识在改进关键加工工艺中的重要性。

　　优化切削工艺

　　几家刀具制造商提供全面的方案，它们使那些有利于缩短周期时间的因素最优化，包括提高加工速度，缩短换刀时间和减少废料。

　　山特维克可乐满公司(Sandvik Coromant)已经研发出一套生产率提高方案(PIP)来帮助制造商通过提高加工效率，减少个体单位成本，消除瓶颈，消除不必要的时间和材料损耗，从而提高总收益。

　　每一套生产率提高方案都根据制造商业务的特殊复杂性而定制，从整体水平上明确可能的提高。无论合作公司希望在一个单元内，还是在一条生产线上或者在整个车间内执行方案，它们所需要的资源都由山特维克可乐满公司提供。

　　一项生产率提高方案包括四个阶段：调研、建议、确认和实施。

　　在初期调研阶段，确定瓶颈问题和可能的改进方面。生产率提高方案小组收集关于目标任务的大量数据，并对信息加以组织和分析。

　　在建议和确认阶段，生产率提高方案小组的成员关注任何可能的改进并确定哪些选择能提供最好的结果。在车间对可能的解决方案进行测试，记录节省的时间和成本并提交给合作公司。撰写生产率分析报告以确定可能的益处。

　　在生产率提高方案的最终阶段，小组帮助指导在车间实施改变。生产率提高方案小组培训机床操作员熟悉新的刀具和工艺，生产率工程师一直跟随合作公司以确保完全实现时间和成本的节省。

　　如果生产率提高方案提出的建议得以实施，那么只会给合作公司带来益处。为了实施所建议的改变，其中涉及两个因素——文档与培训。

　　文档对于比较实际运作情况和建议是必不可少的。例如，如果没有得到期望的结果，则需要查看工艺文档以检查是否遵循了建议的加工速度和进给率，或者是否采用了建议的刀具，是否有人不知何故曾修改了工艺。

　　此外，无论车间内还是执行提高方案的生产率提高方案小组内发生任何人员变动，工艺文档都使得合作公司可以继续实施该方案。

　　进行培训是为了确保客户的有关人员理解新工艺的方方面面，包括刀具、等级，产品代码的含义以及如何排除故障。

　　山特维克可乐满公司的解决方案小组负责人Rick Hern说，管理层对于工艺的支持和投入是方案成功的关键因素。

　　“如果合作公司的管理层理解了刀具对于机床提速和结果所能产生的影响，则更可能遵循建议的工艺变化，”Hern说。

　　山高刀具(Seco tools)公司也提供类似的全面方案，它能够衡量、控制和管理制造工艺。基于Excel的PC方案叫做PCA(生产率及成本分析)。

　　生产率及成本分析提供关于制造方法的广泛意见，不只局限于刀具成本，而是关注生产的总成本。

　　利用生产率及成本分析，Seco称它能够评估独立的机床工艺，或者工件在制造车间内所要经历的完整加工流程。后者引发对瓶颈或限制操作的思考，这些问题都需要进行更深入的研究。

　　生产率及成本分析软件提供一份综合报告，既包括工艺信息，例如刀具和切削数据，也包括成本信息，例如每个零件的成本，每小时产量，刀具消耗量和投资成本。它涉及生产过程的所有方面，将刀具、人员、厂房、机床和工件成本全都考虑在内。

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