對(duì)于節(jié)拍短绳匀、生產(chǎn)線長(zhǎng)台腥、產(chǎn)品復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)加工自動(dòng)線來(lái)說(shuō)投放，在刀具進(jìn)行優(yōu)化之前奈泪，要合理設(shè)定機(jī)床供應(yīng)商原配備刀具(機(jī)加工自動(dòng)線所用刀具絕大多數(shù)為非標(biāo)刀具)的刀具壽命，是一個(gè)十分值得注意的工作重點(diǎn)灸芳。設(shè)定得合理可以保證產(chǎn)品質(zhì)量涝桅，降低刀具成本；反之烙样，刀具成本上升冯遂，工件廢品連續(xù)出現(xiàn)，機(jī)床開動(dòng)率降低谒获，加劇機(jī)床損壞蛤肌，從而達(dá)不到精益生產(chǎn)的目的。

　　刀具壽命的合理設(shè)定批狱，其目的就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下裸准，用最低的刀具成本加工出最多的合格產(chǎn)品。但對(duì)機(jī)加工自動(dòng)線來(lái)說(shuō)赔硫，它不同于單人單機(jī)炒俱。機(jī)床的生產(chǎn)能力———節(jié)拍，決定了刀具的切削參數(shù)估浴，因此不能為了提高刀具壽命而降低切削參數(shù)没靖。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(shí)時(shí)酒管，要給每把刀具設(shè)定較合理的壽命驱宴，可以說(shuō)它需要一個(gè)TEAM的群策群力。刀具供應(yīng)商腿弛、刀具修磨工身州、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躬摆，才能給定一個(gè)合理值值港。我們通過(guò)摸索、試驗(yàn)，最終達(dá)到能較合理地定值各種刀具的壽命绕鸯。具體介紹如下阵厨。

　　1借鑒

　　設(shè)定刀具壽命首先可以合理借鑒推薦值。推薦值即為刀具供應(yīng)商所薦之值鹃壤。但有些推薦值因機(jī)床惫谤、冷卻液、工件材質(zhì)珠洗、切削參數(shù)溜歪、工件加工技術(shù)要求等因素不同，也有不適宜實(shí)際使用情況的许蓖，故必須有一定的認(rèn)證過(guò)程蝴猪。盲目實(shí)施或許會(huì)嘗苦果。

　　例如我們動(dòng)力總成廠V6發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋線膊爪，OP90工位有一把刀具(編號(hào)為CH9003)是加工缸蓋座圈導(dǎo)管的先導(dǎo)刀自阱，刀具切削刃材質(zhì)為PCD。刀具供應(yīng)商給該先導(dǎo)刀的壽命推薦值為24h米酬，機(jī)床加工一只導(dǎo)管孔為4.4s沛豌，一個(gè)工位加工3只導(dǎo)管孔，需414×3=13.2s赃额。即先導(dǎo)刀的壽命為24×3 600÷13.2=6545件加派。

　　機(jī)床供應(yīng)商在設(shè)備驗(yàn)收階段，該刀具能滿足產(chǎn)品加工要求爬早。但當(dāng)設(shè)備驗(yàn)收結(jié)束后掩纺，預(yù)試生產(chǎn)階段不久，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(duì)導(dǎo)管的跳動(dòng)量超差)碟姓。當(dāng)初我們以為是后續(xù)工序的6刃CBN鉸刀原因，但調(diào)換新鉸刀后仍有廢品出現(xiàn)怕翘。最后經(jīng)過(guò)多方查找才發(fā)覺是CH9003先導(dǎo)刀所致易传。CH9003刀具經(jīng)過(guò)幾次的使用，發(fā)現(xiàn)該刀具每次加工到700多件缸蓋時(shí)辞镇，由于刀具磨損后加工出缸蓋達(dá)不到產(chǎn)品要求臭赃，跳動(dòng)出現(xiàn)超差。最后我們將該刀具壽命設(shè)定為700件忙甩，終于使缸蓋的座圈對(duì)導(dǎo)管的跳動(dòng)量100%滿足技術(shù)要求尽舱。

　　2試驗(yàn)

　　根據(jù)不同的刀具，不同的加工工件揉罗，不同的加工方法元炭，我們可以觀察刀具達(dá)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(zhì)完成額定工作量的可靠性壽命软吐；還可以保持工件尺寸精度的尺寸壽命及刀具達(dá)到規(guī)定承受的沖擊次數(shù)的疲勞壽命等瘩将。

　　一般刀具我們可以通過(guò)實(shí)際使用綜合設(shè)定值，即通過(guò)幾個(gè)階段的工件加工情況最后確定加工件數(shù)凹耙。如銑刀盤我們根據(jù)其粗加工與精加工的不同情況姿现，根據(jù)刀片的磨損量，工件加工的粗糙度肖抱，工件邊緣的崩口情況备典，工件加工尺寸、毛坯余量的變化來(lái)確定其壽命意述。一般來(lái)說(shuō)熊经，確定銑刀盤、鉸刀欲险、鏜刀的壽命比較容易镐依，確定鉆頭比較難定，尤其是易斷的深孔鉆頭更加難定天试。但各種刀具壽命的數(shù)據(jù)采集幾乎一樣槐壳。

　　具體操作舉深孔鉆一例

　　新鉆頭剛使用時(shí)沒什么推薦值。鉆頭壽命數(shù)據(jù)采集的方法為:

　　第一根新鉆頭加工3 000件時(shí)鉆頭折斷喜每；

　　第二次加工3 980件時(shí)孔徑偏小(不可取)课妙；

　　第三次加工2 500件時(shí)切削刃崩刃。

　　根據(jù)以上三次加工數(shù)據(jù)找鹅，可以設(shè)定鉆頭第一次壽命為2 500×80%=2000件翎钳，以后鉆頭每加工2000件正常調(diào)換。如果鉆頭不折斷轩从、不崩刃鸣丝、孔徑正常，刀具未嚴(yán)重磨損等融沟，那么連續(xù)三次以后再可調(diào)整壽命為2 500×90%=2250件瘪巡。繼續(xù)使用三次后正常，再調(diào)整壽命為2500×95%=2375件浮烫。以后每三次提高5%壽命佳珊，直至最后刀具出現(xiàn)VB磨損量超標(biāo)或其它如刃口崩刃等現(xiàn)象時(shí)。其刀具壽命比出現(xiàn)異常時(shí)減10%杆荐，為現(xiàn)階段的壽命听公。

　　反之，在第一次初設(shè)壽命后诉濒，鉆頭在加工1980件時(shí)出現(xiàn)折斷或1800件時(shí)折斷周伦，那么壽命要降低夕春。如第四根鉆頭加工至1800件時(shí)折斷，那么第五根鉆頭加工到1800×80%=1440件時(shí)要拆下來(lái)檢查鉆頭磨損情況横辆。對(duì)橫刃撇他、主切削刃、副切削刃狈蚤、主后面困肩、后角等進(jìn)行目檢，如一切正常脆侮，可以在第六根時(shí)提高到1800×90%=1620件锌畸。當(dāng)加工到1620件時(shí)再檢查刀具，如一切正常靖避，第七根加工至1800件時(shí)再拆下來(lái)進(jìn)行目檢潭枣。如正常，第八根和第九根繼續(xù)加工1800件幻捏，再進(jìn)行刀具檢查盆犁，如仍正常，那么可以認(rèn)為第四根鉆頭在1800時(shí)折斷是偶然因素故弟。同樣方法可以確認(rèn)1980件折斷的原因蘸腾。

　　刀具使用一段時(shí)間后確認(rèn)壽命

　　采用這種方法設(shè)定壽命更趨合理。如PT發(fā)動(dòng)機(jī)車間V6缸體線又蝌，OP30工序的7工位鸟焊、8工位的深孔鉆，當(dāng)初供應(yīng)商的推薦值為3000件场致。OP30加工主油道的深孔鉆易斷是出了名的藕龄，當(dāng)初設(shè)備試生產(chǎn)階段這個(gè)問題外方就沒有很好解決過(guò)。深孔鉆一斷就會(huì)造成刀具成本上升籍投，工件報(bào)廢削蕊，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)成本。由于機(jī)床的先天原因欢公，深孔加工沒有采用槍鉆而采用麻花鉆豫鲁，且麻花鉆的硬質(zhì)合金頭部焊接牢度又不過(guò)關(guān)，因此易斷似乎成了不可抗拒的事實(shí)共胎。

　　在現(xiàn)存條件下，為減少斷鉆和工件報(bào)廢捅位，合理設(shè)定刀具壽命轧葛，首先，我們查找了缸體線自生產(chǎn)以來(lái)深孔鉆的加工數(shù)量艇搀。通過(guò)半年多的加工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)尿扯，發(fā)現(xiàn)實(shí)際加工數(shù)量不等求晶。偶爾有加工到3000件的，但也有加工幾十件的衷笋。大多數(shù)加工1000件芳杏，發(fā)現(xiàn)其中深孔鉆在加工到1000多件折斷占較大比例，1000件以下占較小比例辟宗。其次爵赵，檢查深孔鉆在加工到1000件多一點(diǎn)時(shí)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，但孔壁粗糙度與新刀相比差一些泊脐。

　　鉆尖已磨損空幻，出現(xiàn)小圓頭，使切削阻力增大容客。

　　鉆頭主切削刃尚可秕铛，但已有細(xì)“白口”。副切削刃則已開始磨損蛙途，這不利直徑方向的倒錐度保持讯完，從而影響下次重新修磨及增大切削阻力而造成折斷。

　　根據(jù)以上兩方面情況汤袭，最終將OP30的深孔鉆設(shè)定在1000件調(diào)換于扳。自實(shí)施以來(lái)，斷鉆明顯減少叁利。統(tǒng)計(jì)2000年1月至8月生產(chǎn)缸體20222臺(tái)祷濒，斷鉆69根(一只缸體需用14根深孔鉆來(lái)完成4孔油道孔的加工)，即加工293臺(tái)缸體要斷一根完各。調(diào)整后勘春，9月至12月加工缸體8926臺(tái)，斷鉆21根右婚，即加工425臺(tái)缸體斷一根刹埋。照這樣推算以年產(chǎn)3萬(wàn)臺(tái)計(jì)算，調(diào)整前要斷102.39根耍才，調(diào)整后只要斷70.59根这敬，鉆頭少斷32根，缸體也少報(bào)廢32臺(tái)蕉朵。鉆頭按平均價(jià)格每根301.135美元計(jì)算崔涂，缸體每只1474.00元，那么一年可節(jié)約人民幣: 301.135×32×8.27+1 474×32=126 860.37元始衅。

　　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(fù)載值顯示冷蚂。刀具的磨鈍情況可以根據(jù)機(jī)床主軸在加工狀態(tài)下的負(fù)載值決定是否需調(diào)換刀具，這樣能更準(zhǔn)確地知道刀具需要修磨的信號(hào)汛闸。但每把刀具由于直徑大小不一樣蝙茶，切削參數(shù)不同艺骂，加工方法不一樣等，其顯示負(fù)載值也不一樣隆夯。圖1為在2.0 L缸體線上加工缸體(鑄鐵材料)所用的三種刀具钳恕，在工作狀態(tài)下從換上刀具到需要刃磨的過(guò)程曲線圖。 　　曲線三種刀具的主要切削參數(shù)如下:

　　B1004 f200 mm平面銑刀蹄衷，V=942.5m/min忧额，n=1 500r/min，F(xiàn)=0.96mm/r(每把刀片F(xiàn)=0.08mm/r)宦芦；

　　B3009 (f18+f20.8)mm階梯鉆佛雀，V=(101.8/117.6)m/min，n=1 800r/min哟口，F(xiàn)=012mm/r逃净，加工深度30.8 mm；

　　B6011 M8×1.25絲錐棠雌，V=100.5m/min萨羽，n=4 000r/min，F(xiàn)=1.25 mm/r旬城，加工深度20.5 mm钙径。

　　機(jī)床主軸的負(fù)載顯示值不同。由于機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速不同卒赖，在無(wú)刀具前提下其負(fù)載也不同踊嘲。故刀具的負(fù)載顯示值是二者的合值———主軸某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)載+刀具切削時(shí)的負(fù)載。我們可以經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析睡清，最后確定每把刀具在需要調(diào)換時(shí)的定值疏菩。

　　4監(jiān)控

　　刀具壽命一旦建立，還必須進(jìn)行跟蹤及監(jiān)控刨仑，即根據(jù)生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際加工情況郑诺，機(jī)加工線操作工和刀具修磨工對(duì)刀具進(jìn)行跟蹤及監(jiān)控。自動(dòng)線在加工狀態(tài)下一般不易觀察刀具的磨損情況杉武，這時(shí)機(jī)加工線操作工首先用目檢工件加工狀況來(lái)判斷刀具的刀況辙诞。例如用鉆頭加工通孔，可以根據(jù)孔口的崩刃來(lái)判別鉆頭主切削刃與副切削刃交匯處的磨損情況轻抱；加工盲孔可以觀察孔的底部118°或140°的錐面粗糙度飞涂，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(lái)判別刀片的鋒利程度等等祈搜。其次封拧，通過(guò)對(duì)調(diào)換下來(lái)的刀具由修磨工在修磨前對(duì)刀具進(jìn)行目檢，確認(rèn)刀具的磨損VB量夭问。再與操作工進(jìn)行溝通泽西，了解加工工件的質(zhì)量情況，匯總后由刀具工程師和規(guī)劃員修整刀具壽命缰趋。經(jīng)過(guò)這種在變化中設(shè)定值捧杉，在定值時(shí)看變化的方法，來(lái)設(shè)定合理的刀具壽命桶辉。

　　根據(jù)生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際加工情況募型，VB量對(duì)有些刀具來(lái)說(shuō)可能比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要小，但大多數(shù)還是可以參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的杠尘。除精加工時(shí)哀揽，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(jī)加工線操作工檢查換刀前的加工工件的粗糙度或尺寸來(lái)定)，而有些刀具則參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16461-1996中的標(biāo)準(zhǔn)酗裕。根據(jù)我廠產(chǎn)品實(shí)際加工情況睬肮，我們?cè)O(shè)立了各種刀具的監(jiān)控VB磨損限度。

　　例V6缸體線的其中4把刀具的VB磨損限度為:

　　CB01010LH401 f14mm硬質(zhì)合金鉸刀弥禀，VB磨損限度0.5mm

　　CB03008RH020 (f10.25+f14)mm硬質(zhì)合金階梯鉆匣诉，VB磨損限度0.3mm

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

　　CB11003RH f200硬質(zhì)合金刀片精加工平面銑刀骏芍，VB磨損限度0.4mm

　　5平衡

　　刀具壽命還應(yīng)從以下幾方面綜合平衡考慮曾瞪。

　　既要考慮刀具成本(主要指修磨成本)，也應(yīng)考慮工件報(bào)廢成本既憔。生產(chǎn)中有時(shí)為了降低刀具成本掰儿，往往有等到刀具使用到非修磨不可時(shí)才調(diào)換的現(xiàn)象，但這樣斷刀的風(fēng)險(xiǎn)就大大增加抚官。其一扬跋，假如刀具折斷，刀具成本就會(huì)上升耗式；其二胁住，因刀具折斷，又會(huì)使工件報(bào)廢刊咳。發(fā)動(dòng)機(jī)零件一般毛坯價(jià)格均在上千元之上彪见，故必須離非修磨不可時(shí)有一個(gè)安全系數(shù)。我們一般選用降10%的壽命娱挨。

　　新刀與重新修磨的刀具其壽命也不同余指，如鉆頭，高速鋼跷坝、硬質(zhì)合金酵镜、涂層硬質(zhì)合金、CBN柴钻、PCD等均不一樣淮韭。高的可保持新刀具的100%垢粮，低的只有新刀的60%～70%。這在很大程序上取決于設(shè)備及修磨工的技能恐氓。

　　設(shè)定刀具壽命時(shí)抬奠，機(jī)加工自動(dòng)線各工序之間要平衡調(diào)刀時(shí)間。

　　刀具壽命只能是階段性的設(shè)定值叛剩，而不是永久性的定值蚓绞。

　　如主軸的軸承磨損，導(dǎo)致振動(dòng)加劇派料，會(huì)導(dǎo)致刀具壽命降低雌吱。

　　工件的批量不同，如硬度等因素腊匆，會(huì)導(dǎo)致刀具損耗出現(xiàn)較明顯變化盼蝴。

　　刀具的批量變化。生產(chǎn)中往往碰到使用這批刀具壽命較高梦立，使用下一批刀具時(shí)發(fā)現(xiàn)壽命較低的現(xiàn)象赞钧。碰到這種現(xiàn)象時(shí)需重新采集數(shù)據(jù)重新設(shè)定筐钟。

　　設(shè)定刀具壽命坏榜，光根據(jù)加工尺寸來(lái)判斷并不一定合理着饥。如鉆頭，一般說(shuō)來(lái)它的孔徑能滿足其要求龄广，但有時(shí)鉆頭已嚴(yán)重磨損硫眯。如鉆頭的倒錐，由于磨損嚴(yán)重择同，鉆頭切削部分直徑變成了順錐两入，影響下次的鉆頭修磨。為了達(dá)到好的切削效果敲才，修磨前必須切掉順錐段裹纳，這樣減少了鉆頭修磨次數(shù)，刀具成本就有所上升紧武。

　　自動(dòng)線各工序間的刀具一般最好設(shè)定為10或50的倍數(shù)剃氧，這樣可以不影響前后工序的加工進(jìn)程。如OP10調(diào)刀了阻星，OP20沒刀調(diào)換朋鞍，那么OP20也只能等待OP10操作工調(diào)好刀以后才可開機(jī)生產(chǎn)；同樣妥箕，OP20調(diào)刀時(shí)OP10沒多久便處于停機(jī)狀態(tài)滥酥，因?yàn)楹蟮拦ば蚬ぜ氯Ｈ绻昂蠊ば蚨寄芴幵谳^接近的時(shí)間調(diào)換刀具，那么這樣就能提高機(jī)床的開動(dòng)率棍丽。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　由上面所敘可知:刀具壽命的設(shè)定田蝠，只要掌握一定的方式方法，就可以掌握刀具壽命的確定原則———提高生產(chǎn)率鼠泊，降低生產(chǎn)成本耙侵，最終達(dá)到精益生產(chǎn)的目的。

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