以往我們所說的切削技術主要指刀具技術和切削應用技術。隨著切削理念的不斷更新,現代切削技術還涉及了刀具管理、相關技術和先進管理等領域,指導我們應用現代切削技術提高生產效率的還有先進的切削理念。
  在數控技術和刀具技術的共同推動下切削加工已進入了高速切削的階段,近20年切削速度提高了5~10倍,切削加工效率提高了至少50%。切削速度提高到一定數值后,隨著切削速度的增加切削力反而下降,在更高的切削速度下工件的溫升也隨之降低。現在新型硬質合金涂層刀具、各種超硬刀具已廣泛用于汽車、航空、航天和模具等行業。各種材料的高速切削加工,包括干切削、重切削和硬切削加工,有效地提高了加工效率和產品質量。
  現代加工中刀具費用只占制造成本的3~4%,但它對總制造成本的影響卻要大得多。加工效率提高20%加工成本可降低15%,而刀具價格下降20%,加工成本只能降低0.6%,刀具壽命延長一倍加工成本也只降低1.5%。計劃經濟時代有的加工企業制訂刀具消耗定額進行成本控制,甚至在高效率的進口設備上使用低性能的焊接刀具,難以發揮設備性能反而造成更大浪費。現在越來越多的人認識到:加大刀具投入進行高速切削加工是提高加工效率和降低生產成本的有效手段。這是近年切削理念的一次進步。
  幾年前國外有人預言“超硬刀具、高韌性陶瓷材料和超硬涂層是切削加工的未來”。現代汽車制造業和航空航天工業用PCD刀具銑削鋁合金的速度為4000~7000m/min;CBN刀具精鏜鑄鐵缸孔的速度達到2000m/min,還成功地用于淬硬軋輥的粗加工;新型超硬涂層牌號的硬度達 Hv4000,可承受800~1100℃的高溫。隨著超硬刀具材料和涂層技術的迅速發展,高速切削將會得到更廣泛的應用。
  先進刀具有三大技術基?。翰牧?、涂層和結構創新。目前我國的刀具材料和涂層技術與國外還有較大差距,在使用常規加工設備的場合下,注重刀具的結構創新同樣是提高切削效率的有效和更為可行的手段。
  高速切削只是提高切削效率的手段之一,我們應采用高速切削和刀具結構創新等多種手段實現高效切削,從高速切削到高效切削,是切削理念的又一次進步。
  我們注意到近20年切削速度提高了5~10倍,但加工效率只提高了50%到一倍。原因之一在于切削效率提高的效果被大量的非切削時間抵消了。日本 MAZAK公司說他們的加工中心只有30%的時間在為公司創造效益。東方汽輪機廠進口瑞士加工中心上自動紀錄的切削時間也只有30%左右。切削技術在不斷發展,人們的認識也在不斷深化:在提高加工效率的努力中不光是高速切削和高效切削,通過切削應用技術提高切削生產效率的潛力還很大。
  東方汽輪機廠近年推廣可轉位刀具就提高生產效率30%。進而他們又在刀具結構創新上下功夫,與株洲鉆石切削刀具股份有限公司合作開發先進刀具,還對老式設備進行改造以使用先進刀具來提高生產效率。2006年他們又對全廠工藝配置進行了優化、加強管理、采用網絡編程和切削過程的計算機模擬等手段減少非切削時間,“向70%的時間要效益”。降低非切削時間比例的方法很多,如機外調刀、自動裝載機、隨機測量、設置裝卸工位、采購可靠性高的設備減少維修?;奔淶?,在管理手段上優化工藝配置、做好工序平衡以縮短工件周轉和等待時間都是有效的方法。
  在采用先進刀具實現高效切削的同時,還要應用相關技術和管理手段優化整個加工過程實現高效加工。
  從高速切削到高效切削,再到高效加工,我們把這個過程稱作切削理念的三次進步。提出這三個切削理念為實現“發展切削技術,建設制造強國”目標指出了多種的途徑,各企業應根據各自條件采取適合于自己的方法有效地提高加工的效率。
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