在當(dāng)前這個特殊的艱難時期五妹，制造商們面臨著更大的競爭壓力市贡，其中包括復(fù)雜鋼件的批量生產(chǎn)。

在本文中辞皇，山特維克可樂滿產(chǎn)品經(jīng)理Rolf Olofsson 闡述了一種鋼件車削工序的新方法切果，如何降低單件成本和提升整體盈利能力骏卿。

金屬切削主要是實現(xiàn)兩大目標(biāo)：首先，保持最大產(chǎn)出淘太；其次姻僧，保持最低生產(chǎn)成本。每一個目標(biāo)都應(yīng)契合制造商 的具體情況蒲牧。

制造商們尤其關(guān)注如何降低單件成本撇贺，特別是批量生產(chǎn)。例如冰抢，生產(chǎn)汽車零件的企業(yè)可能面臨著或者高需求松嘶、 或者低需求一直持續(xù)交替的情況。

如果產(chǎn)量需求低挎扰，就要求刀具的每個刃口能生產(chǎn)更多 工件翠订，同時保證加工安全性，降低零件廢棄率鼓鲁。如果產(chǎn)量需求高，則要求刀具能夠?qū)崿F(xiàn)金屬去除率的提升港谊、生產(chǎn)周期的縮短骇吭、機(jī)床利用率的提升，同時盡量減少生產(chǎn)中斷歧寺。

無論面臨的是何種狀況咱取，制造商都應(yīng)當(dāng)努力使產(chǎn)量最 大化，如此一來可使零件成本降低15% (根據(jù)山特維克可樂滿的研究)阅秀。要在實現(xiàn)這一點的同時最大程度保證加工安全性姆歹，答案在于一種非同一般的刀具作業(yè)方法。

最大程度延長加工時間

根據(jù)山特維克可樂滿的計算京拣，刀具成本可占總制造成本的3-5%虽浆。當(dāng)考慮購買消耗品刀具時，例如用于鋼件車削的硬質(zhì)合金刀片帜猩，很自然地會只考慮初始單位成本休惰。然而山特維克可樂滿卻建議客戶換個不同的角度：重新評估如何將刀具成本這個因素納入全部生產(chǎn)成本的管理，包括設(shè)備折舊這樣的經(jīng)常性支出朦阶。

以某個加工車間的某個典型工作日為例杜凌，總共14.4小時 兩班制，其中60%的時間用于生產(chǎn) (可稱為切削時間)杰翰， 而其余40%的時間用于其他事項 (可稱為非切削時間)名篷。很顯然，這個車間的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是縮短非切削用時和最大 程度延長加工時間焰诲。

而最佳實現(xiàn)方法是：縮短單位產(chǎn)出時間途茫，同時提升加工刀具利用率碟嘴。機(jī)床利用率每提高20%可增加10%的毛利率。

延長刀具壽命

全新ISO P硬質(zhì)合金車削材質(zhì)GC4425和GC4415慈省。

不同制造商衡量生產(chǎn)效率的方式不盡相同臀防，其中一種是測量某段時間內(nèi)產(chǎn)出的工件數(shù)量。例如頻繁換刀边败、生產(chǎn)中斷以及很難找到適合每種應(yīng)用的刀片都被視為主要的 “時間殺手”袱衷。

若要找到一種能夠契合P15至P25廣泛領(lǐng)域需求的刀片材質(zhì)，是非常艱難的任務(wù)笑窜。實際上致燥，任何刀片材質(zhì)若想宣揚(yáng)“萬能”特性，都需要滿足很多必要條件排截∠釉椋抗斷裂性至關(guān)重要，這要求切削刃的硬度必須足以抵御切削區(qū)域極端溫度引起的任何塑性變形断傲。此外脱吱，刀片涂層必須能夠防止后刀面磨損、月牙洼磨損及積屑瘤层筹。涂層必須能夠牢固粘附于基體苦频。如果涂層脫落，則基體暴露在外风踪，進(jìn)而導(dǎo)致 刀片迅速失效梧杠。

為了避免這些不良后果，成功的關(guān)鍵是：限制持續(xù)的也菊、 可控的磨損啤都，同時消除非持續(xù)的、且往往不可控的磨損揽宵。換言之：要實現(xiàn)刀具磨損可預(yù)測溃锤。當(dāng)然并不是說可以輕松實現(xiàn)完全可預(yù)測一尤其考慮到當(dāng)前的機(jī)械加工趨勢：有限的人工監(jiān)督，甚至是無人值守脐拄。

無論何種情況骄雇，可以發(fā)現(xiàn)，任何刀片的最佳磨損形式都是：可控的后刀面磨損帘惜，因為這能夠?qū)崿F(xiàn)切削刃的壽命可預(yù)測瑰侥。理想的刀片材質(zhì)應(yīng)當(dāng)能夠限制意外類型磨損的發(fā)展一且在有些工序中，應(yīng)當(dāng)能夠避免此類型磨損稳析。

為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)洗做，山特維克可樂滿發(fā)布了全新ISO P車削材質(zhì)GC4425和GC4415。GC4425在耐磨彰居、耐熱及韌性方面均得到了提升诚纸，而GC4415材質(zhì)主要是在需要更強(qiáng)耐磨性能和耐熱能力時作為GC4425材質(zhì)的補(bǔ)充撰筷。

兩者都是低合金鋼與非合金鋼工件的理想刀具材質(zhì)。它們可用于工件的大批量加工畦徘，且有助于延長刀具壽命毕籽，徹底消除突然破裂情況并減少返工和報廢。

GC4425和GC4415均采用了第二代Inveio^?技術(shù)井辆。Inveio何以如此獨特关筒？通過對材質(zhì)進(jìn)行顯微鏡級別的觀察可一探究竟：材質(zhì)的表面是獨具特色的單向晶體結(jié)構(gòu)。氧化鋁涂層中的每一個晶體都朝同一個方向排列杯缺，因此創(chuàng)建了一個面向切削區(qū)域的強(qiáng)大屏障蒸播。第二代Inveio涂層的晶體定向結(jié)構(gòu)得到了大幅提升。

Inveio涂層賦予了刀片強(qiáng)大的耐磨能力和更長的壽命萍肆。刀具壽命延長了袍榆，自然有利于降低單件成本。

不忽略每一次切削

在車削工序中笆犀，速度柜步、進(jìn)給及切削深度這三個主要的切削參數(shù)對到刀具壽命有著重要影響，因此也關(guān)系到單件成本锉纹；切削參數(shù)每提高20%可將零件成本降低10%冲或。由美國機(jī)械工程師Frederick Winslow Taylor在20世紀(jì)初研究出的一個模型確立了切削速度、刀具磨損與刀具壽命三者之間的關(guān)系林邪。

Taylor得出結(jié)論：最大程度加大切深可減少所需的切削次數(shù)喜即，進(jìn)而縮短加工用時肾轨。但同時初禁，他也提出，鋼件車削的優(yōu)化還取決于：用于安裝刀具的夾具穩(wěn)定性档徘、工件的夾具棘魏、冷卻液的應(yīng)用以及機(jī)床的功率。

“整體統(tǒng)籌”方法

Taylor的模型向我們表明宝各，制造商應(yīng)當(dāng)從刀具作業(yè)的整體理念進(jìn)行考量烹豫。刀片材質(zhì)、夾具設(shè)計以及刀柄等所有因素都可能有助于提升產(chǎn)量婴削、降低成本和增強(qiáng)加工安全性廊镜。

這種方式曾得到山特維克可樂滿客戶的檢驗：使用山特維克可樂滿的GC4425硬質(zhì)合金刀片以更高切削參數(shù)生產(chǎn)軌道軸。該刀片用于4140預(yù)熱處理 (PHT) 鋼唉俗，一種硬度達(dá)40 HRC (Hardness Rockwell C嗤朴，洛氏硬度C級) 的鉻鉬合金鋼。

4140 PHT工件經(jīng)過多方位的外粗加工虫溜。將GC4425與競爭對手用于相同工藝的ISO刀片進(jìn)行了性能對比雹姊。

我們得以提升切削速度 (v_c) 和大幅提高進(jìn)給率 (f_n)：競爭對手的刀片v_c = 183 m/min (600 f_t/min)股缸， f_n = 0.33 mm/rev (0.013 in/rev)；而GC4425刀片的 v_c = 244 m/min (800 f_t/min)吱雏，f_n = 0.51 mm/rev (0.02 in/rev)敦姻。

最終，山特維克可樂滿的刀片實現(xiàn)了生產(chǎn)率100%的提升歧杏， 同時生產(chǎn)周期縮短了50%镰惦。整體而言，客戶的成本降低了30%得滤。

通過整體統(tǒng)籌性的刀具作業(yè)理念娇建，制造商們可以實現(xiàn)更 經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)以及更低的單件成本。如果制造商想要保持 競爭力菊虏，這種針對刀片材質(zhì)厘举、槽型及整體制造經(jīng)濟(jì)性的 “整體統(tǒng)籌”方法將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

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（山特維克可樂滿）

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