對于節(jié)拍短圆恤、生產線長、產品復雜的發(fā)動機加工自動線來說，在刀具進行優(yōu)化之前邻冷，要合理設定機床供應商原配備刀具(機加工自動線所用刀具絕大多數為非標刀具) 的刀具壽命，是一個十分值得注意的工作重點委勤。設定得合理可以保證產品質量妆跌，降低刀具成本;反之，刀具成本上升宴甩，工件廢品連續(xù)出現证账，機床開動率降低，加劇機床損壞沾尔，從而達不到精益生產的目的除踱。

　　刀具壽命的合理設定，其目的就是在保證產品質量的前提下梦重，用最低的刀具成本加工出最多的合格產品兑燥。但對機加工自動線來說亮瓷，它不同于單人單機。機床的生產能力———節(jié)拍降瞳，決定了刀具的切削參數嘱支，因此不能為了提高刀具壽命而降低切削參數。在節(jié)拍既定的前提下挣饥，影響刀具壽命的條件因素也是既定事實時除师，要給每把刀具設定較合理的壽命，可以說它需要一個TEAM的群策群力扔枫。刀具供應商汛聚、刀具修磨工、刀具調整工短荐、生產操作工及技術支持部門各方通力合作倚舀，才能給定一個合理值。我們通過摸索忍宋、試驗将囱，最終達到能較合理地定值各種刀具的壽命。具體介紹如下移良。

　　1 借鑒

　　設定刀具壽命首先可以合理借鑒推薦值挖榜。推薦值即為刀具供應商所薦之值。但有些推薦值因機床辰稽、冷卻液挣傻、工件材質、切削參數爷瓜、工件加工技術要求等因素不同棵欧，也有不適宜實際使用情況的，故必須有一定的認證過程癌羞。盲目實施或許會嘗苦果垛淮。

　　例如我們動力總成廠V6發(fā)動機缸蓋線，OP90工位有一把刀具(編號為CH9003)是加工缸蓋座圈導管的先導刀豌富，刀具切削刃材質為PCD根适。刀具供應商給該先導刀的壽命推薦值為24h ，機床加工一只導管孔為4.4s 铅乡，一個工位加工3只導管孔继谚，需414×3=13.2s。即先導刀的壽命為24×3 600 ÷13.2=6 545件阵幸。

　　機床供應商在設備驗收階段花履，該刀具能滿足產品加工要求。但當設備驗收結束后挚赊，預試生產階段不久诡壁，卻出現了不能滿足加工技術要求的廢品工件(即座圈對導管的跳動量超差) 济瓢。當初我們以為是后續(xù)工序的6 刃CBN 鉸刀原因，但調換新鉸刀后仍有廢品出現妹卿。最后經過多方查找才發(fā)覺是CH9003先導刀所致旺矾。CH9003刀具經過幾次的使用，發(fā)現該刀具每次加工到700多件缸蓋時夺克，由于刀具磨損后加工出缸蓋達不到產品要求箕宙，跳動出現超差。最后我們將該刀具壽命設定為700件铺纽，終于使缸蓋的座圈對導管的跳動量100%滿足技術要求柬帕。

　　2 試驗

　　根據不同的刀具，不同的加工工件诫瑞，不同的加工方法秃囚，我們可以觀察刀具達到正常磨損VB 量的刀具壽命;也有采用在規(guī)定的加工條件下，按質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)定承受的沖擊次數的疲勞壽命等敬育。

　　一般刀具我們可以通過實際使用綜合設定值平葡， 即通過幾個階段的工件加工情況最后確定加工件數。如銑刀盤我們根據其粗加工與精加工的不同情況零勃， 根據刀片的磨損量，工件加工的粗糙度浙辫，工件邊緣的崩口情況类菊，工件加工尺寸、毛坯余量的變化來確定其壽命郊檐。一般來說玩捉，確定銑刀盤、鉸刀茴怀、鏜刀的壽命比較容易词宴，確定鉆頭比較難定，尤其是易斷的深孔鉆頭更加難定找筝。但各種刀具壽命的數據采集幾乎一樣蹈垢。

　　具體操作舉深孔鉆一例

　　新鉆頭剛使用時沒什么推薦值。鉆頭壽命數據采集的方法為:

　　第一根新鉆頭加工3 000件時鉆頭折斷;

　　第二次加工3 980件時孔徑偏小(不可取) ;

　　第三次加工2 500件時切削刃崩刃袖裕。

　　根據以上三次加工數據曹抬， 可以設定鉆頭第一次壽命為2 500×80%=2 000件， 以后鉆頭每加工2 000件正常調換急鳄。如果鉆頭不折斷谤民、不崩刃、孔徑正常疾宏， 刀具未嚴重磨損等张足，那么連續(xù)三次以后再可調整壽命為2 500×90%=2 250件触创。繼續(xù)使用三次后正常，再調整壽命為2 500×95%=2 375件为牍。以后每三次提高5%壽命哼绑，直至最后刀具出現VB磨損量超標或其它如刃口崩刃等現象時。其刀具壽命比出現異常時減10%吵聪，為現階段的壽命凌那。

　　反之，在第一次初設壽命后嫌盲，鉆頭在加工1 980件時出現折斷或1 800件時折斷董记， 那么壽命要降低。如第四根鉆頭加工至1 800件時折斷赐赁， 那么第五根鉆頭加工到1 800 ×80%=1 440件時要拆下來檢查鉆頭磨損情況檀塌。對橫刃、主切削刃雕踊、副切削刃前河、主后面、后角等進行目檢挺候，如一切正常框嫁，可以在第六根時提高到1 800×90%=1 620件。當加工到1 620件時再檢查刀具即钞，如一切正常形炬，第七根加工至1 800件時再拆下來進行目檢。如正常部爱，第八根和第九根繼續(xù)加工1 800件亏吝，再進行刀具檢查，如仍正常盏混，那么可以認為第四根鉆頭在1 800時折斷是偶然因素蔚鸥。同樣方法可以確認1 980件折斷的原因。

　　刀具使用一段時間后確認壽命

　　采用這種方法設定壽命更趨合理许赃。如PT發(fā)動機車間V6缸體線止喷，OP30工序的7工位、8工位的深孔鉆图焰，當初供應商的推薦值為3 000件启盛。OP30加工主油道的深孔鉆易斷是出了名的，當初設備試生產階段這個問題外方就沒有很好解決過技羔。深孔鉆一斷就會造成刀具成本上升僵闯，工件報廢，從而增加發(fā)動機成本藤滥。由于機床的先天原因鳖粟，深孔加工沒有采用槍鉆而采用麻花鉆社裆，且麻花鉆的硬質合金頭部焊接牢度又不過關，因此易斷似乎成了不可抗拒的事實向图。

　　在現存條件下谈毫，為減少斷鉆和工件報廢，合理設定刀具壽命碉讯，首先鹤鲤，我們查找了缸體線自生產以來深孔鉆的加工數量。通過半年多的加工數據統(tǒng)計订淑，發(fā)現實際加工數量不等枷辫。偶爾有加工到3 000件的，但也有加工幾十件的搁排。大多數加工1 000件笔房，發(fā)現其中深孔鉆在加工到1 000 多件折斷占較大比例，1 000件以下占較小比例占窥。其次学虑，檢查深孔鉆在加工到1 000件多一點時的鉆頭磨損及工件加工質量情況:

　　工件孔徑尺寸加工符合要求，但孔壁粗糙度與新刀相比差一些唆海。

　　鉆尖已磨損欲炉，出現小圓頭，使切削阻力增大赞季。

　　鉆頭主切削刃尚可庆杜，但已有細“白口”。副切削刃則已開始磨損碟摆，這不利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叨橱。

　　根據以上兩方面情況典蜕，最終將OP30 的深孔鉆設定在1 000件調換。自實施以來罗洗，斷鉆明顯減少愉舔。

　　統(tǒng)計2000年1月至8月生產缸體20 222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) 伙菜，即加工293臺缸體要斷一根轩缤。調整后，9月至12月加工缸體8 926臺贩绕，斷鉆21根火的，即加工425臺缸體斷一根。照這樣推算以年產3萬臺計算淑倾，調整前要斷102.39根馏鹤，調整后只要斷70.59 根涮饱，鉆頭少斷32根， 缸體也少報廢32臺牵蠢。鉆頭按平均價格每根301.135 美元計算常择，缸體每只1 474.00 元，那么一年可節(jié)約人民幣: 301.135×32×8.27+1 474×32=126 860.37 元仓疯。

　　3 依據

　　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笆赤。刀具的磨鈍情況可以根據機床主軸在加工狀態(tài)下的負載值決定是否需調換刀具，這樣能更準確地知道刀具需要修磨的信號魂欺。但每把刀具由于直徑大小不一樣粮唯，切削參數不同，加工方法不一樣等勤右，其顯示負載值也不一樣徽捶。在2.0 L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虫甲。

　　曲線圖中的三種刀具的主要切削參數如下:

　　B1004 f200 mm 平面銑刀淡箱，V=942.5m/min，n=1 500r/min辩块，F=0.96mm/r(每把刀片F=0.08mm/r) ;

　　B3009 (f18+f20.8)mm階梯鉆蛔六，V=(101.8/117.6)m/min，n=1 800r/min废亭， F=012mm/r国章，加工深度30.8 mm ;

　　B6011 M8×1.25絲錐， V=100.5m/min豆村，n=4 000r/min液兽，F=1.25 mm/r，加工深度20.5 mm掌动。

　　機床主軸的負載顯示值不同四啰。由于機床主軸的轉速不同，在無刀具前提下其負載也不同粗恢。故刀具的負載顯示值是二者的合值———主軸某一轉速下的負載+ 刀具切削時的負載柑晒。我們可以經過數據分析，最后確定每把刀具在需要調換時的定值眷射。

　　4 監(jiān)控

　　刀具壽命一旦建立匙赞，還必須進行跟蹤及監(jiān)控，即根據生產線現場的實際加工情況只逐，機加工線操作工和刀具修磨工對刀具進行跟蹤及監(jiān)控季距。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。例如用鉆頭加工通孔淑储，可以根據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°的錐面粗糙度帘缤，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。其次俏堆，通過對調換下來的刀具由修磨工在修磨前對刀具進行目檢憋屑，確認刀具的磨損VB 量。再與操作工進行溝通篡呆， 了解加工工件的質量情況汽后，匯總后由刀具工程師和規(guī)劃員修整刀具壽命。經過這種在變化中設定值摇龟， 在定值時看變化的方法两胃，來設定合理的刀具壽命。

　　根據生產線現場的實際加工情況遮乾，VB量對有些刀具來說可能比國家標準要小专肪， 但大多數還是可以參照國家標準的。除精加工時堪侯， 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) 嚎尤，而有些刀具則參照國家標準GB/T16461-1996中的標準。根據我廠產品實際加工情況伍宦，我們設立了各種刀具的監(jiān)控VB磨損限度芽死。

　　例V6缸體線的其中4把刀具的VB磨損限度為:

　　CB01010LH401 f14mm 硬質合金鉸刀，VB磨損限度0.5mm

　　CB03008RH020 (f10.25+f14)mm 硬質合金階梯鉆次洼，VB磨損限度0.3mm

　　CB040014RH164 f7mm高速鋼麻花鉆关贵，VB磨損限度0.5mm

　　CB11003RH f200 硬質合金刀片精加工平面銑刀，VB磨損限度0.4mm

　　5 平衡

　　刀具壽命還應從以下幾方面綜合平衡考慮卖毁。

　　既要考慮刀具成本(主要指修磨成本) 揖曾，也應考慮工件報廢成本。生產中有時為了降低刀具成本亥啦，往往有等到刀具使用到非修磨不可時才調換的現象翩肌，但這樣斷刀的風險就大大增加。其一禁悠，假如刀具折斷，刀具成本就會上升;其二沽票，因刀具折斷撤筐，又會使工件報廢。發(fā)動機零件一般毛坯價格均在上千元之上憋考，故必須離非修磨不可時有一個安全系數午伍。我們一般選用降10%的壽命。

　　新刀與重新修磨的刀具其壽命也不同，如鉆頭傲轮，高速鋼舆鸿、硬質合金、涂層硬質合金百膳、CBN翰发、PCD等均不一樣。高的可保持新刀具的100% 冀态，低的只有新刀的60%～70%吮骑。這在很大程序上取決于設備及修磨工的技能。

　　設定刀具壽命時赋遇，機加工自動線各工序之間要平衡調刀時間循头。

　　刀具壽命只能是階段性的設定值，而不是永久性的定值炎疆。

　　如主軸的軸承磨損卡骂，導致振動加劇，會導致刀具壽命降低形入。

　　工件的批量不同全跨，如硬度等因素，會導致刀具損耗出現較明顯變化唯笙。

　　刀具的批量變化螟蒸。生產中往往碰到使用這批刀具壽命較高，使用下一批刀具時發(fā)現壽命較低的現象崩掘。碰到這種現象時需重新采集數據重新設定七嫌。

　　設定刀具壽命，光根據加工尺寸來判斷并不一定合理苞慢。如鉆頭诵原，一般說來它的孔徑能滿足其要求，但有時鉆頭已嚴重磨損挽放。如鉆頭的倒錐狠寒，由于磨損嚴重，鉆頭切削部分直徑變成了順錐质脐，影響下次的鉆頭修磨伐狼。為了達到好的切削效果，修磨前必須切掉順錐段嗜谎，這樣減少了鉆頭修磨次數岁十，刀具成本就有所上升。

　　自動線各工序間的刀具一般最好設定為10或50的倍數早知，這樣可以不影響前后工序的加工進程惦踩。如OP10調刀了涨剧，OP20沒刀調換，那么OP20 也只能等待OP10操作工調好刀以后才可開機生產; 同樣敲骏，OP20調刀時OP10沒多久便處于停機狀態(tài)樊淑，因為后道工序工件堵塞。如果前后工序都能處在較接近的時間調換刀具蝇降，那么這樣就能提高機床的開動率铜缠。

　　6 結語

　　由上面所敘可知:刀具壽命的設定，只要掌握一定的方式方法菲饼，就可以掌握刀具壽命的確定原則———提高生產率肾砂，降低生產成本，最終達到精益生產的目的宏悦。

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