分析刀具技術(shù)在現(xiàn)代化制造中作用
作為切削加工中重要的基礎(chǔ)工藝裝備,刀具技術(shù)對現(xiàn)代制造的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。
當(dāng)今世界正處在先進(jìn)制造技術(shù)快速發(fā)展的時期。隨著數(shù)控機(jī)床的問世谨寂,現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展了一系列的數(shù)控加工技術(shù),如加工中心(MC)呵寂、柔性制造單元(FMC)脆携、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)豌魏、并聯(lián)機(jī)床等瞭核。這些技術(shù)與高速加工技術(shù)、刀具技術(shù)攻内、切削加工工藝緊密結(jié)合褂磕,使機(jī)械加工中的勞動強(qiáng)度大大降低,輔助時間大大縮短匪傍,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高您市,對制造業(yè)乃至全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到巨大的推動作用。目前切削加工約占整個機(jī)械加工工作量的90%役衡,現(xiàn)代切削技術(shù)是制造技術(shù)的主力軍之一茵休,切削加工(含磨削)在整個21世紀(jì)仍是機(jī)械制造業(yè)的主導(dǎo)加工方法。作為切削加工中重要的基礎(chǔ)工藝裝備手蝎,刀具技術(shù)對現(xiàn)代制造的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用榕莺。
1、刀具在切削加工中的重要性
在機(jī)械加工中,金屬切削機(jī)床和刀具是切削加工的基礎(chǔ)工藝裝備钉鸯。目前切削機(jī)床不斷更新?lián)Q代吧史,高速主軸采用陶瓷軸承、液體靜壓軸承唠雕、空氣靜壓軸承贸营、磁浮軸承后,其主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)10000-50000/min岩睁,有的甚至可達(dá)150000r/min钞脂。采用滾珠絲杠的進(jìn)給機(jī)構(gòu)其速度可達(dá)40~60m/min,直線電機(jī)可達(dá)90~120m/min湖生,精密數(shù)控加工中心的加工加速度可以達(dá)到2g(g為重力加速度)狡煎。切削機(jī)床的快速發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了基本的前提和技術(shù)保障,但無論是什么樣的金屬切削機(jī)床澳敞,都必須依靠與工件直接接觸瞧纹、從工件上切除材料的刀具才能發(fā)揮作用。刀具性能和質(zhì)量直接影響到切削機(jī)床生產(chǎn)效率的高低和加工質(zhì)量的好壞氢熏,直接影響到整個機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益想触。
正因為如此粱宝,國外制造業(yè)才有“企業(yè)的紅利在刀刃上”的說法仲蔼,漢語成語中的“工欲善其事,必先利其器”玖膨、“磨刀不誤砍柴功”也對刀具在切削加工中的重要性進(jìn)行了生動而深刻的描述些搅。如一根20萬千瓦發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸,其凈重為30噸赛邢,而其鍛件毛坯達(dá)60~70噸乏呐,需切除的切屑占了零件毛重的50%以上,很難想象如果沒有高效的刀具如何能完成這樣的加工任務(wù)剥悟。國際上一位切削與機(jī)床方面的權(quán)威專家對切削刀具的作用作了如下評價:“改進(jìn)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灵寺。合理地選擇和應(yīng)用現(xiàn)代切削刀具是降低生產(chǎn)成本,獲得主要經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵区岗÷园澹”美國的N·茲拉丁曾說過:“一臺價值25萬美元的NC機(jī)床,其效率的發(fā)揮在很大程度上取決于一把價值30美元立銑刀的性能”慈缔。
2叮称、刀具在制造中的成本分析
隨著現(xiàn)代科技水平的提高,設(shè)備更新?lián)Q代速度越來越加快藐鹤,目前更新?lián)Q代的速度可達(dá)10-15年更換一代瓤檐。要在這樣短的時間內(nèi)賺回設(shè)備投資并創(chuàng)造利潤,必須充分挖掘刀具的潛力娱节。據(jù)有關(guān)資料分析:刀具費(fèi)用占制造成本的2.4~4%挠蛉,但它卻直接影響占制造成本中20%的機(jī)床費(fèi)用和38%的人工費(fèi)用祭示。
還有一種算法是機(jī)床與刀具投入比為9:1到7:3,只要刀具投資到位谴古,切削速度和進(jìn)給速度每提高15~20%可使制造成本降低10~15%绍移。有資料對切削加工進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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%尖蚪,企業(yè)只節(jié)省了1%的零件成本啤盯;如果購進(jìn)了較好的刀具,使刀具壽命延長50%嫉簿,企業(yè)也只節(jié)省1%的零件成本抬而;但是如果購進(jìn)了性能優(yōu)異的刀具,從而改善切削能力封鹦,提高加工效率(假設(shè)提高20%)墓老,那么就能節(jié)省15%的零件成本。至今晾游,這個理論已經(jīng)被很多切削加工的實例所證實辽蚀。
有資料曾就采用不同的刀具進(jìn)行加工做過一個比較:在1900年,采用碳素工具鋼的刀具丽信,加工一根直徑由lOOmm泳落,長500mm的碳鋼軸件,需要100分鐘才能完成物忠,而在100年后的今天婚被,采用硬質(zhì)合金涂層刀具或立方氮化硼刀具,加工上述同樣的軸梳虽,僅需要1分鐘就能完成址芯,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(dāng)巨大的窜觉。
3谷炸、我國刀具技術(shù)現(xiàn)狀分析
大力發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)及裝備,已成為世界各國政府的戰(zhàn)略決策禀挫,用數(shù)控裝備武裝現(xiàn)代工業(yè)和改造傳統(tǒng)工業(yè)也成為世界各國制造業(yè)發(fā)展的方向旬陡。改革開放后,我國制造業(yè)的發(fā)展舉世矚目特咆,機(jī)床總產(chǎn)量和技術(shù)水平已邁入世界第一方陣季惩,機(jī)床的進(jìn)口消費(fèi)量近年已達(dá)世界之首,我國已跨入世界制造大國之列腻格,但還不是制造強(qiáng)國画拾。其中我國目前制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率只相當(dāng)于美國的1/23,日本的1/25,德國的1/18摊矮,與先進(jìn)的工業(yè)國家相比头熏,還存在著巨大差距。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家的數(shù)控機(jī)床在兩班制工作條件下開動率達(dá)到60-70%影偶,而我國國內(nèi)許多企業(yè)往往只能達(dá)到20-30%转挽,造成我國數(shù)控機(jī)床使用率低的原因是多方面的,除了設(shè)備配備不合理确羹、技術(shù)人員綜合素質(zhì)有待提高届审、數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境差、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作滯后等原因外癣偶,最重要的一點(diǎn)是機(jī)床與刀具的技術(shù)含量不匹配噪旭,有相當(dāng)一部分生產(chǎn)企業(yè)還普遍地采用焊接式刀具用于數(shù)控機(jī)床加工,不講究“門當(dāng)戶對”恃楔、“好馬配好鞍”垢蔑,致使先進(jìn)的機(jī)床配備落后的刀具,造成設(shè)備潛力沒有充分發(fā)揮出來涡写,從而造成巨大的浪費(fèi)菩擦。因此,更新觀念搅窿,廣泛應(yīng)用先進(jìn)刀具巳成當(dāng)務(wù)之急嘁酿。在投資機(jī)床的同時,一定 要配備相應(yīng)的刀具戈钢,才能保證設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)痹仙,有效地提高生產(chǎn)率,從而獲取更大的利潤殉了。
建國以來,我國刀具行業(yè)為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展做了大量的工作拟枚,取得了很大的成績薪铜,但隨著切削加工速度的提高,難切削加工材料的大量使用恩溅,數(shù)控設(shè)備的普及隔箍,對切削加工刀具的要求越來越高。國產(chǎn)刀具在使用壽命脚乡、可靠性等方面都與國外發(fā)達(dá)國家存在明顯差距蜒滩,無論是在產(chǎn)品的品種還是性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了我國制造業(yè)發(fā)展的需求。近年來奶稠,我國每年進(jìn)口刀具的金額增長率高達(dá)50%以上绍掂,這一事實值得我們認(rèn)真思考和努力改進(jìn)。
4、我國刀具技術(shù)發(fā)展展望
當(dāng)前應(yīng)用創(chuàng)新的切削工藝识俄,采用先進(jìn)的刀具市缠,適當(dāng)?shù)卦黾拥毒哔M(fèi)用的投入,提高加工效率和加工質(zhì)量纫蝗,降低制造的整體成本羔辉,從而提高勞動生產(chǎn)率和企業(yè)的競爭實力已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國家機(jī)械加工企業(yè)的共識,也引起我國機(jī)械加工企業(yè)的關(guān)注仇韩。合理的刀具投入睁衰,可以成倍地提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,對于提升企業(yè)的競爭力是很值得的投資塌纯。制造業(yè)企業(yè)只有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念碉办,正確理解降低成本的實質(zhì),克服片面控制刀具費(fèi)用的做法步嘹。因此虐干,從刀具應(yīng)用技術(shù)人手,提高企業(yè)切削刀具的應(yīng)用水平肘习,在我國具有重要的現(xiàn)實意義际乘。
國內(nèi)刀具企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,提高市場意識漂佩、品牌意識脖含,抓住機(jī)遇,加快自身的技術(shù)創(chuàng)新投蝉、技術(shù)改造力度养葵,加大研發(fā)力度,提高產(chǎn)品質(zhì)量瘩缆,以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品关拒、優(yōu)良的服務(wù)贏得客戶的信任,以先進(jìn)的切削刀具庸娱、新型的刀具材料和涂層技術(shù)不斷滿足機(jī)械制造業(yè)的需求着绊。只有這樣,國內(nèi)刀具企業(yè)才能在激烈的市場競爭中確定自己的優(yōu)勢熟尉,贏得更多的市場份額归露。
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