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刀具在切削加工中的重要性及在制造中的成本分析

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/10/14     瀏覽次數:    

刀具在切削加工中的重要性及在制造中的成本分析

  1)刀具在切削加工中的重要性
  在機械加工中,金屬切削機床和刀具是切削加工的基礎工藝裝備。目前切削機床不斷更新換代,高速主軸采用陶瓷軸承、液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承、磁浮軸承后,其主軸轉速可達10000-50000/min,有的甚至可達150000r/min。采用滾珠絲杠的進給機構其速度可達40~60m/min,直線電機可達90~120m/min,精密數控加工中心的加工加速度可以達到2g(g為重力加速度)。切削機床的快速發展為現代制造業的發展提供了基本的前提和技術保障,但無論是什么樣的金屬切削機床,都需要依靠與工件直接接觸、從工件上切除材料的刀具才能發揮作用。刀具性能和質量直接影響到切削機床生產效率的高低和加工質量的好壞,直接影響到整個機械制造業的生產技術水平和經濟效益。
  正因為如此,國外制造業才有“企業的紅利在刀刃上”的說法,漢語成語中的“工欲善其事,必先利其器”、“磨刀不誤砍柴功”也對刀具在切削加工中的重要性進行了生動而深刻的描述。如一根20萬千瓦發電機轉子軸,其凈重為30噸,而其鍛件毛坯達60~70噸,需切除的切屑占了零件毛重的50%以上,很難想象如果沒有刀具如何能完成這樣的加工任務。國際上一位切削與機床方面的人對切削刀具的作用作了如下評價:“改進刀具對降低切削成本比其它任何單一過程的改變更具有潛力。合理地選擇和應用現代切削刀具是降低生產成本,獲得主要經濟效益的關鍵。”美國的N·茲拉丁曾說過:“一臺價值25萬美元的NC機床,其效率的發揮在很大程度上取決于一把價值30美元立銑刀的性能”。
  2)刀具在制造中的成本分析
  隨著現代科技水平的提高,設備更新換代速度越來越加快,目前更新換代的速度可達10-15年更換一代。要在這樣短的時間內賺回設備投資并創造利潤,需要充分挖掘刀具的潛力。據有關資料分析:刀具費用占制造成本的2.4~4%,但它卻直接影響占制造成本中20%的機床費用和38%的人工費用。
  還有一種算法是機床與刀具投入比為9:1到7:3,只要刀具投資到位,切削速度和進給速度每提高15~20%可使制造成本降低10~15%。有資料對切削加工進行經濟分析指出:由于刀具成本在零件制造成本中所占的比例僅為3%~5%,如果把刀具的購買價格降低30%,企業只節省了1%的零件成本;如果購進了較好的刀具,使刀具壽命延長50%,企業也只節省1%的零件成本;但是如果購進了性能優異的刀具,從而改變切削能力,提高加工效率(假設提高20%),那么就能節省15%的零件成本。至今,這個理論已經被很多切削加工的實例所證實。
  有資料曾就采用不同的刀具進行加工做過一個比較:在1900年,采用碳素工具鋼的刀具,加工一根直徑由lOOmm,長500mm的碳鋼軸件,需要100分鐘才能完成,而在100年后,采用硬質合金涂層刀具或立方氮化硼刀具,加工上述同樣的軸,僅需要1分鐘就能完成,切削效率提高100倍。由此可見刀具在提高切削效率方面的潛力是相當巨大的。


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