對于節(jié)拍短泻仙、生產(chǎn)線長乞而、產(chǎn)品復(fù)雜的發(fā)動機加工自動線來說哈踱，在刀具進行優(yōu)化之前荒适，要合理設(shè)定機床供應(yīng)商原配備刀具（機加工自動線所用刀具絕大多數(shù)為非標刀具）的刀具壽命，是一個十分值得注意的工作重點开镣。設(shè)定得合理可以保證產(chǎn)品質(zhì)量刀诬，降低刀具成本；反之常籍，刀具成本上升健吃，工件廢品連續(xù)出現(xiàn)，機床開動率降低锨圣，加劇機床損壞陕绢，從而達不到精益生產(chǎn)的目的。

刀具壽命的合理設(shè)定骗采，其目的就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下闯揪，用最低的刀具成本加工出最多的合格產(chǎn)品。但對機加工自動線來說词趾，它不同于單人單機避某。機床的生產(chǎn)能力——節(jié)拍，決定了刀具的切削參數(shù)审陌，因此不能為了提高刀具壽命而降低切削參數(shù)洼荡。在節(jié)拍既定的前提下，影響刀具壽命的條件因素也是既定事實時眠琴，要給每把刀具設(shè)定較合理的壽命下质，可以說它需要一個TEAM的群策群力。刀具供應(yīng)商诞仓、刀具修磨工缤苫、刀具調(diào)整工、生產(chǎn)操作工及技術(shù)支持部門各方通力合作墅拭，才能給定一個合理值活玲。我們通過摸索、試驗谍婉，最終達到能較合理地定值各種刀具的壽命舒憾。具體介紹如下。

1．借鑒

設(shè)定刀具壽命首先可以合理借鑒推薦值穗熬。推薦值即為刀具供應(yīng)商所薦之值镀迂。但有些推薦值因機床丁溅、冷卻液、工件材質(zhì)探遵、切削參數(shù)窟赏、工件加工技術(shù)要求等因素不同，也有不適宜實際使用情況的箱季，故必須有一定的認證過程棕健。盲目實施或許會嘗苦果。

例如雳雄，我們動力總成廠V6發(fā)動機缸蓋線秕肚，OP90工位有一把刀具（編號為CH9003）是加工缸蓋座圈導(dǎo)管的先導(dǎo)刀，刀具切削刃材質(zhì)為PCD匙久。刀具供應(yīng)商給該先導(dǎo)刀的壽命推薦值為24h袭吗，機床加工一只導(dǎo)管孔為4.4s，一個工位加工3只導(dǎo)管孔蛀颓，需414×3=13.2s。即先導(dǎo)刀的壽命為24×3600÷13.2=6545件扛聂。

機床供應(yīng)商在設(shè)備驗收階段艘尊，該刀具能滿足產(chǎn)品加工要求。但當設(shè)備驗收結(jié)束后栏付，預(yù)試生產(chǎn)階段不久罚考，卻出現(xiàn)了不能滿足加工技術(shù)要求的廢品工件（即座圈對導(dǎo)管的跳動量超差）。當初我們以為是后續(xù)工序的6刃CBN鉸刀原因组弥，但調(diào)換新鉸刀后仍有廢品出現(xiàn)笼踩。最后經(jīng)過多方查找才發(fā)覺是CH9003先導(dǎo)刀所致。CH9003刀具經(jīng)過幾次的使用亡嫌，發(fā)現(xiàn)該刀具每次加工到700多件缸蓋時嚎于，由于刀具磨損后加工出缸蓋達不到產(chǎn)品要求，跳動出現(xiàn)超差挟冠。最后我們將該刀具壽命設(shè)定為700件于购，終于使缸蓋的座圈對導(dǎo)管的跳動量100%滿足技術(shù)要求。

2．試驗

根據(jù)不同的刀具知染，不同的加工工件肋僧，不同的加工方法，我們可以觀察刀具達到正常磨損VB量的刀具壽命控淡；也有采用在規(guī)定的加工條件下嫌吠，按質(zhì)完成額定工作量的可靠性壽命；還可以保持工件尺寸精度的尺寸壽命及刀具達到規(guī)定承受的沖擊次數(shù)的疲勞壽命等掺炭。

一般刀具我們可以通過實際使用綜合設(shè)定值辫诅，即通過幾個階段的工件加工情況最后確定加工件數(shù)凭戴。如銑刀盤我們根據(jù)其粗加工與精加工的不同情況，根據(jù)刀片的磨損量泥栖，工件加工的粗糙度福互，工件邊緣的崩口情況，工件加工尺寸厨刷、毛坯余量的變化來確定其壽命鹉鉴。一般來說，確定銑刀盤糙枚、鉸刀彪选、鏜刀的壽命比較容易，確定鉆頭比較難定檐伞，尤其是易斷的深孔鉆頭更加難定剂现。但各種刀具壽命的數(shù)據(jù)采集幾乎一樣。

具體操作可舉深孔鉆一例切拳。新鉆頭剛使用時沒什么推薦值茁臀。鉆頭壽命數(shù)據(jù)采集的方法為：

第一根新鉆頭加工3000件時鉆頭折斷；
第二次加工3980件時孔徑偏心醯埂（不可榷岩颉）；
第三次加工2500件時切削刃崩刃救鲤。

根據(jù)以上三次加工數(shù)據(jù)久窟，可以設(shè)定鉆頭第一次壽命為2500×80%=2000件，以后鉆頭每加工2000件正常調(diào)換本缠。如果鉆頭不折斷斥扛、不崩刃、孔徑正常丹锹、刀具未嚴重磨損等稀颁，那么連續(xù)三次以后再可調(diào)整壽命為2500×90%=2250件。繼續(xù)使用三次后正常楣黍，再調(diào)整壽命為2500×95%=2375件峻村。以后每三次提高5%壽命，直至最后刀具出現(xiàn)VB磨損量超標或其它如刃口崩刃等現(xiàn)象時锡凝。其刀具壽命比出現(xiàn)異常時減10%粘昨，為現(xiàn)階段的壽命。

反之窜锯，在第一次初設(shè)壽命后张肾，鉆頭在加工1980件時出現(xiàn)折斷或1800件時折斷，那么壽命要降低。如第四根鉆頭加工至1800件時折斷悟唆，那么第五根鉆頭加工到1800×80%=1440件時要拆下來檢查鉆頭磨損情況傀掘。對橫刃、主切削刃拗辜、副切削刃圃星、主后面、后角等進行目檢烤眉，如一切正常丘苗，可以在第六根時提高到1800×90%=1620件。當加工到1620件時再檢查刀具烦盛，如一切正常梦迂，第七根加工至1800件時再拆下來進行目檢。如正常紧邑，第八根和第九根繼續(xù)加工1800件豫阻，再進行刀具檢查，如仍正常伞缺，那么可以認為第四根鉆頭在1800時折斷是偶然因素苍糠。同樣方法可以確認1980件折斷的原因。

刀具使用一段時間后確認壽命

采用這種方法設(shè)定壽命更趨合理啤誊。如PT發(fā)動機車間V6缸體線岳瞭，OP30工序的7工位、8工位的深孔鉆坷衍，當初供應(yīng)商的推薦值為3000件寝优。OP30加工主油道的深孔鉆易斷是出了名的条舔，當初設(shè)備試生產(chǎn)階段這個問題外方就沒有很好解決過枫耳。深孔鉆一斷就會造成刀具成本上升，工件報廢孟抗，從而增加發(fā)動機成本迁杨。由于機床的先天原因，深孔加工沒有采用槍鉆而采用麻花鉆凄硼，且麻花鉆的硬質(zhì)合金頭部焊接牢度又不過關(guān)铅协，因此易斷似乎成了不可抗拒的事實。

在現(xiàn)存條件下摊沉，為減少斷鉆和工件報廢狐史，合理設(shè)定刀具壽命，首先用六，我們查找了缸體線自生產(chǎn)以來深孔鉆的加工數(shù)量近振。通過半年多的加工數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)實際加工數(shù)量不等。偶爾有加工到3000件的暴遂，但也有加工幾十件的暂呈。大多數(shù)加工1000件，發(fā)現(xiàn)其中深孔鉆在加工到1000多件折斷占較大比例粘伊，1000件以下占較小比例辜辰。其次，檢查深孔鉆在加工到1000件多一點時的鉆頭磨損及工件加工質(zhì)量情況：

工件孔徑尺寸加工符合要求惠翼，但孔壁粗糙度與新刀相比差一些束敦。
鉆尖已磨損，出現(xiàn)小圓頭喻秩，使切削阻力增大碴验。
鉆頭主切削刃尚可，但已有細“白口”娃肃。副切削刃則已開始磨損缕陕，這不利于直徑方向的倒錐度保持，從而影響下次重新修磨及增大切削阻力而造成折斷疙挺。

根據(jù)以上兩方面情況扛邑，最終將OP30的深孔鉆設(shè)定在1000件調(diào)換。自實施以來铐然，斷鉆明顯減少蔬崩。

統(tǒng)計2000年1月至8月生產(chǎn)缸體20222臺，斷鉆69根（一只缸體需用14根深孔鉆來完成4孔油道孔的加工）搀暑，即加工293臺缸體要斷一根沥阳。調(diào)整后，9月至12月加工缸體8926臺自点，斷鉆21根桐罕，即加工425臺缸體斷一根。照這樣推算以年產(chǎn)3萬臺計算桂敛，調(diào)整前要斷102.39根功炮，調(diào)整后只要斷70.59根，鉆頭少斷32根术唬，缸體也少報廢32臺薪伏。鉆頭按平均價格每根301.135美元計算，缸體每只1474.00元避扎，那么一年可節(jié)約人民幣：301.135×32×8.27+1474×32=126860.37元疯蓄。

3．依據(jù)

目前的加工中心一般均有加工狀態(tài)下的主軸負載值顯示。刀具的磨鈍情況可以根據(jù)機床主軸在加工狀態(tài)下的負載值決定是否需調(diào)換刀具咬跷，這樣能更準確地知道刀具需要修磨的信號猩镰。但每把刀具由于直徑大小不一樣，切削參數(shù)不同，加工方法不一樣等古种，其顯示負載值也不一樣袁虽。

圖1為在2.0L缸體線上加工缸體（鑄鐵材料）所用的三種刀具在工作狀態(tài)下從換上刀具到需要刃磨的過程曲線圖中，三種刀具的主要切削參數(shù)如下：

B1004 f200mm平面銑刀：V=942.5m/min绷荔，n=1500r/min坠髓，F(xiàn)=0.96mm/r（每把刀片F(xiàn)=0.08mm/r）；
B3009（f18+f20.8）mm階梯鉆：V=（101.8/117.6）m/min茄码，n=1800r/min都敛，F(xiàn)=012mm/r，加工深度30.8mm构韵；
B6011 M8×1.25絲錐：V=100.5m/min周蹭，n=4000r/min，F(xiàn)=1.25mm/r疲恢，加工深度20.5mm凶朗。

由于機床主軸的轉(zhuǎn)速不同，在無刀具前提下其負載也不同显拳。故刀具的負載顯示值是二者的合值——主軸某一轉(zhuǎn)速下的負載+刀具切削時的負載棚愤。我們可以經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，最后確定每把刀具在需要調(diào)換時的定值杂数。

4．監(jiān)控

刀具壽命一旦建立宛畦，還必須進行跟蹤及監(jiān)控，即根據(jù)生產(chǎn)線現(xiàn)場的實際加工情況揍移，機加工線操作工和刀具修磨工對刀具進行跟蹤及監(jiān)控次和。自動線在加工狀態(tài)下一般不易觀察刀具的磨損情況，這時機加工線操作工首先用目檢工件加工狀況來判斷刀具的刀況那伐。例如用鉆頭加工通孔踏施，可以根據(jù)孔口的崩刃來判別鉆頭主切削刃與副切削刃交匯處的磨損情況；加工盲孔可以觀察孔的底部118°或140°的錐面粗糙度太汹，判別鉆尖或切削刃是否崩刃;還有銑刀盤也可以從目檢工件邊緣的崩刃來判別刀片的鋒利程度等等榕华。其次方较，通過對調(diào)換下來的刀具由修磨工在修磨前對刀具進行目檢窗项，確認刀具的磨損VB量。再與操作工進行溝通衷求，了解加工工件的質(zhì)量情況帮声，匯總后由刀具工程師和規(guī)劃員修整刀具壽命。經(jīng)過這種在變化中設(shè)定值搞督，在定值時看變化的方法专散，來設(shè)定合理的刀具壽命。

根據(jù)生產(chǎn)線現(xiàn)場的實際加工情況，VB量對有些刀具來說可能比國家標準要小喉隙，但大多數(shù)還是可以參照國家標準的叶皿。除精加工時，采用刀具磨損量是否影響表面粗糙度和尺寸精度作為磨損判別依據(jù)外（這類刀具一般有機加工線操作工檢查換刀前的加工工件的粗糙度或尺寸來定）畏帖，而有些刀具則參照國家標準GB/T16461－1996中的標準拢掷。根據(jù)我廠產(chǎn)品實際加工情況，我們設(shè)立了各種刀具的監(jiān)控VB磨損限度曹动。

例如：V6缸體線的其中4把刀具的VB磨損限度為：

CB01010LH401 f14mm硬質(zhì)合金鉸刀：VB磨損限度0.5mm斋日；
CB03008RH020（f10.25+f14）mm硬質(zhì)合金階梯鉆：VB磨損限度0.3mm；
CB040014RH164 f7mm高速鋼麻花鉆：VB磨損限度0.5mm墓陈；
CB11003RH f200硬質(zhì)合金刀片精加工平面銑刀：VB磨損限度0.4m恶守。

5．平衡

刀具壽命還應(yīng)從以下幾方面綜合平衡考慮。

（1）既要考慮刀具成本（主要指修磨成本）贡必，也應(yīng)考慮工件報廢成本兔港。生產(chǎn)中有時為了降低刀具成本，往往有等到刀具使用到非修磨不可時才調(diào)換的現(xiàn)象仔拟，但這樣斷刀的風險就大大增加押框。其一，假如刀具折斷理逊，刀具成本就會上升橡伞；其二，因刀具折斷晋被，又會使工件報廢兑徘。發(fā)動機零件一般毛坯價格均在上千元之上，故必須離非修磨不可時有一個安全系數(shù)彪趣。我們一般選用降10%的壽命嘹征。

（2）新刀與重新修磨的刀具其壽命也不同，如鉆頭拌微，高速鋼纸靠、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金殊储、CBN誓读、PCD等均不一樣。高的可保持新刀具的100%瘤慕，低的只有新刀的60%～70%伞让。這在很大程度上取決于設(shè)備及修磨工的技能。

（3）設(shè)定刀具壽命時鹰柄，機加工自動線各工序之間要平衡調(diào)刀時間停濒。

（4）刀具壽命只能是階段性的設(shè)定值菲恢，而不是永久性的定值。①如主軸的軸承磨損衣右，導(dǎo)致振動加劇锁孟，會導(dǎo)致刀具壽命降低。②工件的批量不同茁瘦，如硬度等因素罗岖，會導(dǎo)致刀具損耗出現(xiàn)較明顯變化。③刀具的批量變化腹躁。生產(chǎn)中往往碰到使用這批刀具壽命較高桑包，使用下一批刀具時發(fā)現(xiàn)壽命較低的現(xiàn)象。碰到這種現(xiàn)象時需重新采集數(shù)據(jù)重新設(shè)定纺非。

（5）設(shè)定刀具壽命哑了，光根據(jù)加工尺寸來判斷并不一定合理。如鉆頭烧颖，一般說來它的孔徑能滿足其要求弱左，但有時鉆頭已嚴重磨損。如鉆頭的倒錐炕淮，由于磨損嚴重拆火，鉆頭切削部分直徑變成了順錐，影響下次的鉆頭修磨涂圆。為了達到好的切削效果叶奈，修磨前必須切掉順錐段，這樣減少了鉆頭修磨次數(shù)还纤，刀具成本就有所上升尸惭。

（6）自動線各工序間的刀具一般最好設(shè)定為10或50的倍數(shù)，這樣可以不影響前后工序的加工進程埠邻。如OP10調(diào)刀了男磅，OP20沒刀調(diào)換，那么OP20也只能等待OP10操作工調(diào)好刀以后才可開機生產(chǎn)苞惰；同樣蜂澄，OP20調(diào)刀時OP10沒多久便處于停機狀態(tài)，因為后道工序工件堵塞咕诊。如果前后工序都能處在較接近的時間調(diào)換刀具墨攻，那么這樣就能提高機床的開動率。

6．結(jié)語

由上面所敘可知：刀具壽命的設(shè)定侦镜，只要掌握一定的方式方法打吱，就可以掌握刀具壽命的確定原則——提高生產(chǎn)率劫扶，降低生產(chǎn)成本翠霍，最終達到精益生產(chǎn)的目的锭吨。

（許偉達）

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