刀具技術(shù)在現(xiàn)代化制造中作用至關(guān)重要
當今世界正處在先進制造技術(shù)快速發(fā)展的時期香追。隨著數(shù)控機床的問世粱快,現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展了一系列的數(shù)控加工技術(shù)屹堰,如加工中心(MC)、柔性制造單元(FMC)鲜锚、柔性制造系統(tǒng)(FMS)突诬、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)、并聯(lián)機床等芜繁。這些技術(shù)與高速加工技術(shù)旺隙、刀具技術(shù)绒极、切削加工工藝緊密結(jié)合,使機械加工中的勞動強度大大降低蔬捷,輔助時間大大縮短垄提,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高,對制造業(yè)乃至全球經(jīng)濟的發(fā)展起到巨大的推動作用抠刺。據(jù)中國機床網(wǎng)了解塔淤,目前切削加工約占整個機械加工工作量的90%摘昌,現(xiàn)代切削技術(shù)是制造技術(shù)的主力軍之一速妖,切削加工(含磨削)在整個21世紀仍是機械制造業(yè)的主導(dǎo)加工方法。作為切削加工中重要的基礎(chǔ)工藝裝備聪黎,刀具技術(shù)對現(xiàn)代制造的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用索王。
1、刀具在切削加工中的重要性
在機械加工中船白,金屬切削機床和刀具是切削加工的基礎(chǔ)工藝裝備对番。目前切削機床不斷更新?lián)Q代,高速主軸采用陶瓷軸承蒙敦、液體靜壓軸承每缎、空氣靜壓軸承、磁浮軸承后屏烂,其主軸轉(zhuǎn)速可達10000-50000/min燃圾,有的甚至可達150000r/min。采用滾珠絲杠的進給機構(gòu)其速度可達40~60m/min巾割,直線電機可達90~120m/min弧泊,精密數(shù)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(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)保障昧甲,但無論是什么樣的金屬切削機床近们,都必須依靠與工件直接接觸、從工件上切除材料的刀具才能發(fā)揮作用昼牛。刀具性能和質(zhì)量直接影響到切削機床生產(chǎn)效率的高低和加工質(zhì)量的好壞术瓮,直接影響到整個機械制造業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益。
正因為如此贰健,國外制造業(yè)才有“企業(yè)的紅利在刀刃上”的說法胞四,漢語成語中的“工欲善其事,必先利其器”霎烙、“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撬讽。如一根20萬千瓦發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸,其凈重為30噸悬垃,而其鍛件毛坯達60~70噸游昼,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)。國際上一位切削與機床方面的權(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烘豌。合理地選擇和應(yīng)用現(xiàn)代切削刀具是降低生產(chǎn)成本载庭,獲得主要經(jīng)濟效益的關(guān)鍵±扰澹”美國的N·茲拉丁曾說過:“一臺價值25萬美元的NC機床囚聚,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”。
2痴坦、刀具在制造中的成本分析
隨著現(xiàn)代科技水平的提高乃倔,設(shè)備更新?lián)Q代速度越來越加快,目前更新?lián)Q代的速度可達10-15年更換一代遏谭。要在這樣短的時間內(nèi)賺回設(shè)備投資并創(chuàng)造利潤镊僚,必須充分挖掘刀具的潛力。據(jù)有關(guān)資料分析:刀具費用占制造成本的2.4~4%思樟,但它卻直接影響占制造成本中20%的機床費用和38%的人工費用镰钦。
還有一種算法是機床與刀具投入比為9:1到7:3,只要刀具投資到位晦哺,切削速度和進給速度每提高15~20%可使制造成本降低10~15%箫驻。有資料對切削加工進行經(jīng)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%贩挨,企業(yè)只節(jié)省了1%的零件成本;如果購進了較好的刀具绍挤,使刀具壽命延長50%,企業(yè)也只節(jié)省1%的零件成本;但是如果購進了性能優(yōu)異的刀具东悔,從而改善切削能力凸协,提高加工效率(假設(shè)提高20%),那么就能節(jié)省15%的零件成本汗捡。至今淑际,這個理論已經(jīng)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年扇住,采用碳素工具鋼的刀具春缕,加工一根直徑由lOOmm,長500mm的碳鋼軸件艘蹋,需要100分鐘才能完成锄贼,而在100年后的今天,采用硬質(zhì)合金涂層刀具或立方氮化硼刀具女阀,加工上述同樣的軸宅荤,僅需要1分鐘就能完成,切削效率提高100倍浸策。由此可見刀具在提高切削效率方面的潛力是相當巨大的冯键。
3惹盼、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)略決策惫确,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)展的方向诅鹰。改革開放后,我國制造業(yè)的發(fā)展舉世矚目流沦,機床總產(chǎn)量和技術(shù)水平已邁入世界第一方陣笋骡,機床的進口消費量近年已達世界之首,我國已跨入世界制造大國之列邢窜,但還不是制造強國叮盲。其中我國目前制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率只相當于美國的1/23,日本的1/25秧梨,德國的1/18翁漠,與先進的工業(yè)國家相比盅力,還存在著巨大差距妻行。
工業(yè)發(fā)達國家的數(shù)控機床在兩班制工作條件下開動率達到60-70%,而我國國內(nèi)許多企業(yè)往往只能達到20-30%按任,造成我國數(shù)控機床使用率低的原因是多方面的汉疮,除了設(shè)備配備不合理、技術(shù)人員綜合素質(zhì)有待提高杠滓、數(shù)控機床的工作環(huán)境差丛剿、生產(chǎn)技術(shù)準備工作滯后等原因外,最重要的一點是機床與刀具的技術(shù)含量不匹配臊岸,有相當一部分生產(chǎn)企業(yè)還普遍地采用焊接式刀具用于數(shù)控機床加工橙数,不講究“門當戶對”、“好馬配好鞍”帅戒,致使先進的機床配備落后的刀具灯帮,造成設(shè)備潛力沒有充分發(fā)揮出來,從而造成巨大的浪費逻住。因此钟哥,更新觀念,廣泛應(yīng)用先進刀具巳成當務(wù)之急瞎访。在投資機床的同時腻贰,一定要配備相應(yīng)的刀具,才能保證設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)扒秸,有效地提高生產(chǎn)率播演,從而獲取更大的利潤。
建國以來伴奥,我國刀具行業(yè)為機械制造業(yè)的發(fā)展做了大量的工作写烤,取得了很大的成績因摸,但隨著切削加工速度的提高,難切削加工材料的大量使用叭蜂,數(shù)控設(shè)備的普及侦滩,對切削加工刀具的要求越來越高。國產(chǎn)刀具在使用壽命唬研、可靠性等方面都與國外發(fā)達國家存在明顯差距假祝,無論是在產(chǎn)品的品種還是性能和質(zhì)量上都遠遠滿足不了我國制造業(yè)發(fā)展的需求。近年來尼削,我國每年進口刀具的金額增長率高達50%以上虎内,這一事實值得我們認真思考和努力改進。
4静瞄、我國刀具技術(shù)發(fā)展展望
當前應(yīng)用創(chuàng)新的切削工藝诅挖,采用先進的刀具,適當?shù)卦黾拥毒哔M用的投入蓄惫,提高加工效率和加工質(zhì)量虚烂,降低制造的整體成本,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)達國家機械加工企業(yè)的共識萨驶,也引起我國機械加工企業(yè)的關(guān)注歉摧。合理的刀具投入,可以成倍地提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量腔呜,對于提升企業(yè)的競爭力是很值得的投資叁温。制造業(yè)企業(yè)只有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念,正確理解降低成本的實質(zhì)核畴,克服片面控制刀具費用的做法膝但。因此,從刀具應(yīng)用技術(shù)人手谤草,提高企業(yè)切削刀具的應(yīng)用水平跟束,在我國具有重要的現(xiàn)實意義。
國內(nèi)刀具企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念咖刃,提高市場意識泳炉、品牌意識,抓住機遇嚎杨,加快自身的技術(shù)創(chuàng)新花鹅、技術(shù)改造力度,加大研發(fā)力度枫浙,提高產(chǎn)品質(zhì)量呐缸,以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、優(yōu)良的服務(wù)贏得客戶的信任尼缨,以先進的切削刀具疫谱、新型的刀具材料和涂層技術(shù)不斷滿足機械制造業(yè)的需求做堂。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)勢嚣惭,贏得更多的市場份額虽趋。
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