中國制造業(yè)已發(fā)展成為國民經濟的重要組成部分格你，制造業(yè)的工業(yè)增加值占GDP增加值的44.88%，中國已經成為一個制造大國鞍伟。但中國還不是一個制造強國卡涮。據報道，中國的勞動生產率只有德國的1/18秀吧，美國的1/23皱耗，日本的1/25。就拿刀具制造企業(yè)來說醒腹，中國全國2004年的勞動生產率為14.1萬元人民幣极棵，而山特維克工具的勞動生產率折合人民幣為130.8萬元，瓦爾特為134.8萬元漆暑，而肯納金屬的2005財年（從2004年7月1日至2005年6月30日）為136.6萬元嗤详。從這些數據可以看到我們勞動力的絕對價格是比較低幅裳，但有時由于極低的勞動效率曹胚，往往分攤到單個產品尤其是高附加值的產品的成本并不低。因此褥紫，經痴副穑看到一些產品只有在勞動力密集的行業(yè)中才有狹小的生存空間冬筒。
　　
　　依靠低廉的勞動力取得的競爭優(yōu)勢是不會持久的。政府或勞動者都在為改善人民生活努力茅主，而人民生活水平的提高需要勞動者收入的提高舞痰，這種提高就意味著勞動力成本的上升土榴。如果不加以改進，就會隨著生活水平的提高而漸漸喪失競爭能力响牛。
　　
　　過去20年玷禽，中國的改革開放依靠增大投資、用市場換技術和低成本戰(zhàn)略取得了一些成果呀打，人民生活水平也獲得了有目共睹的提高矢赁。但隨之而來的，卻已經出現中國大陸轎車的生產成本高于在美國底特律的生產成本贬丛，許多加工制造行業(yè)卻因市場競爭或政府限價蹈瑟，造成利潤下降甚至虧損。已經到了必須重視加工效率坊秉，從而降低制造成本相誓，提高競爭能力的時候了。
　　
　　為什么要通過提高加工效率而不是其它方法來降低制造成本和提高競爭能力呢前忿？據有關資料贡按，對組成加工成本的各種因素進行的分析表明：作為易耗品的刀具花費在產品制造總成本中僅占約4%，而主要的費用耗費在機床占用時間扁奢、企業(yè)管理和人工的成本（占75%）以及工件材料（占21%）上惫吝。
　　
　　那么，我們向效率要收益的結果會如何呢逻袭？如果我們提高20%的切削速度埋署，雖然可能帶來刀具成本增加50%，但由于占機時間的縮短芬角，機床費用绷匀、管理費用、廠房折舊等都得到下降彻秆，總的加工成本反而下降將近15%楔绞。而根據資料，如果在加大進給唇兑、加大切深的同時輔以略微降低切削速度酒朵，我們可以在降低刀具成本的同時通過提高效率而降低加工成本，其成本的下降完全可以超過15%扎附。不過由于刀具成本本身在加工費用中的比例較小蔫耽，總體成本下降的變化率并不明顯。
　　
　　實現高效加工留夜，對于提高企業(yè)的競爭力將有極大的幫助匙铡。可以降低制造成本碍粥，增加利潤鳖眼，為自身的新品開發(fā)提供資金支持黑毅，為股東更多盈利，吸引優(yōu)秀員工為企業(yè)服務钦讳；通過提高加工效率矿瘦，我們還可以縮短制造周期，從而實現快速制造栖挣，為自己的客戶創(chuàng)造價值学蛤，可以成為客戶供應鏈中可信賴的環(huán)節(jié)，并且加快資金周轉夫次，降低財務費用环自。
　　
　　高效加工，可以通過在切削時間內提高加工效率和減少非加工時間兩大途徑加以實現漂肖。
　　
一、提高切削效率
　　
　　切削加工本身具有三大要素：切削速度遵奇、進給率躯括、切削深度。我們說提高切削效率杏恍，其實質就是提高金屬切除率轮昧。
　　
1.提高切削速度
　　
　　提高切削速度是提高切削效率的一個非常有效的途徑。100年以來胆狐，經過切削專家的不斷努力熟排，主流刀具材料經過了從高碳鋼、高速鋼虱而、硬質合金筏餐、涂層硬質合金刀具等幾個階段，切削效率得到了極大的提高牡拇。以一個直徑65mm魁瞪、長度1m的鋼件車削為例，100年以前大約耗時100分鐘惠呼，而現在的主流加工方法大約只需要1分鐘导俘。由于加工效率的提高，金屬加工業(yè)者也獲得了及其可觀的經濟效益剔蹋。某閥門廠進行過一個閥門法蘭鉆孔的工藝改進旅薄。該廠原長期使用高速鋼麻花鉆加工該法蘭上的螺栓孔，加工效率已經成為其產能提高的瓶頸泣崩。但他們對于使用高效率的可轉位鉆頭心存疑慮少梁，因為可轉位鉆頭刀體的價格比他們正在使用的高速鋼鉆頭高十多倍，況且高速鋼鉆頭的可刃磨次數不多矫付，使用可轉位鉆頭的經濟性也許不太理想猎莲。在進行了一系列的試驗和分析后绍弟，他們看到由于切削效率的提高，加工工時大大減少石阵，分攤在每個工件上的成本大大下降郁表，刀具的消耗費用也有減少，在他們一個工作日上因此節(jié)約的加工成本就足以支付采購可轉位鉆頭刀體所需要的費用豌楷。
　　
　　刀具材料和涂層技術的發(fā)展罕腿，為提高加工效率、降低制造成本提供了技術保障彭倡。例如看群，根據肯納金屬提供的一份資料表明，在切削鋼件時采用其KC9110材質將有可能對加工效率極有幫助：KC9110的中溫CVD和普通CVD組成的鍍層總厚度達到24μm赴笨，其中α相的氧化鋁結構穩(wěn)定涯锅，性能優(yōu)越，而中溫CVD形成的TiCN極大地消除了在硬質合金基體和氧化鋁膜層之間脆弱的η相而提高了膜層的結合能力忆键，從而可以大幅度提高切削速度漱南；鈷加強的硬質合金基材又對刀具的刃口韌性進行了增強，從而提高了進給率憋庙；它的刃口還在涂層之后進行了拋光笔喉，從而降低了切屑與刀片之間的摩擦，減少了粘結磨損的發(fā)生硝皂，提高了刀具壽命常挚。在美國某企業(yè)的實際加工中，由于切削速度和進給速度的同步提高稽物，該工序的加工費用由原來的近3.7萬美元銳減到不足0.9萬美元奄毡，下降幅度超過75%。
　　
　　另一個例子是肯納金屬商品名為“賽龍”的須晶增韌陶瓷材料贝或。這種陶瓷刀具材料的主要成分是Al2O3和ZrO2秧倾，而用長徑比為20～200倍的SiC晶須進行增韌。這種晶須在陶瓷刀具受到扭矩載荷和裂紋擴展時能有效地起到牽制和阻撓作用傀缩，而在載荷集中時也能夠起到均勻載荷的作用那先。在進行波音777發(fā)動機固定架的高溫銑削時，面對硬度為28HRC的鎳基合金赡艰，其切削速度高達1310m/min售淡，進給速度在2000mm/min，幫助企業(yè)將加工周期從45小時減少到14小時慷垮，從而大幅度提高了加工效率揖闸。
　　
　　刀具材料的顆粒度對刀具性能的影響很大。在銑削62HRC的淬硬材料時，細顆粒硬質合金KC635M加工25min的刀具磨損與超細顆粒硬質合金KC637M加工70min的刀具磨損相當阐赖，說明在加工硬材料方面闲耿，超細顆粒硬質合金KC637M的耐磨性比細顆粒硬質合金KC635M高將近3倍。
　　
　　在需要高轉速時注意刀具的動平衡是確保刀具可以以正常的切削速度進行加工的條件之一皆舅。如果存在不平衡减组，當轉速增加一倍時，離心力將增加到原來的4倍特植，這會迫使我們降低速度哆卓，降低效率。因此在高轉速時需要注意刀具的動平衡問題逝惑。
　　
2.提高進給速度
　　
　　采用修光刃技術進行大進給加工岂苏，既可以提高加工效率，又可以降低制造總成本巾沟。
　　
　　大進給銑削已經存在很長時間了限禀，而車削類型的大進給則是近幾年來國際上技術領先的刀具供應商都在大力推廣的一種新技術。這種技術被普遍稱為“Wiper”技術祷安，它用一個短的直線或短的大半徑圓弧來聯結刀尖圓角和副切削刃姥芥，從而降低已加工表面的粗糙度。使用這種技術能在維持原有生產節(jié)拍的條件下大幅度降低工件表面粗糙度值辆憔，提高表面質量；也可以在保持原來工件質量的前提下大大減少加工時間报嵌，提高加工效率虱咧。如果使用f＝0.63的相同進給率，R0.8普通刀片加工的工件表面粗糙度約為16μm锚国，而使用Wiper刀片（MW槽形）加工的工件表面粗糙度僅為2.5μm腕巡，如果用R0.8普通刀片要達到2.5μm的工件表面粗糙度，需要將進給率減小到約f=0.22血筑。
　　
　　使用Wiper技術能在保證相同的表面質量時使用更高的切削參數绘沉，這意味著生產效率的提高。那么豺总，Wiper技術的刀片還提供的另一種可能性车伞，即在相同的進給率時能獲得更好的表面質量。如果我們原來需要半精加工喻喳，也許由于使用Wiper技術就可以不需要了关读。這就是我們在后面將要論述到的減少加工工序的問題。
　　
　　目前國際上正在推行的所謂“高性能加工”則是銑削上使用大進給的典型代表巍坦。不少國際著名刀具廠商都提供這樣的刀具够戒。這類刀具普遍采用小的主偏角以降低徑向切削力對刀具變形的影響，從而可以將非常大的進給用于實際加工腿若，以提高切削效率驼牵。
　　
　　提高進給的另一個常用方法是通過使用更多齒數的刀具來提高進給速度才昔。刀片的進給率常常受刀片厚度影響或表面質量要求而局限在某一個范圍內，而采用密齒刀具或其它更多齒數的方法就可以在不改變切削速度和進給率的前提下提高進給速度蛮昭。以兩種多齒擴孔刀具為例峰礁，山特維克可樂滿的三齒擴孔刀具相對于常見的兩齒可調擴孔刀具而言，可以增加50%的進給速度晰淋；肯納金屬用于汽車缸體加工的一把不可調擴孔刀具的齒數高達7個尸饵，加工效率是常見的兩齒擴孔刀具的350%。
　　
3.大切深加工
　　
　　大切深加工對于提高加工效率同樣非常有效乘儒。在加工余量較大的場合苔寝，運用大切深加工可以有效減少走刀次數，從而提高金屬切除率塑猖。
　　
　　對于大切深而言竹祷，刀具的受力條件會惡化。大量載荷集中作用在切削刃上羊苟，這對刀具的韌性提出了更高要求塑陵。因此，這時的刀具材料應有更高的韌性蜡励，刃口增加倒棱和倒圓令花，刀體對刀片的支承、夾持系統(tǒng)對刀桿的支持都必須得到加強凉倚。同時兼都，選擇合理的刀具幾何參數，如減少主偏角以避免切削載荷過分集中等稽寒，常常都是必須加以考慮的扮碧。
　　
　　大切深常常帶來大的切削功率需求，在應用時要注意機床和工藝系統(tǒng)的其它部分能否滿足其功率需求杏糙。同時慎王，大切深加工對刀具結構也有一定要求，如單面負型刀片要優(yōu)于雙面負型刀片嚼般，立裝刀片要優(yōu)于臥裝刀片等等偿股，具體可向專業(yè)刀具技術人員咨詢。
　　
4.交互作用
　　
　　下面的例子是通過同時提高切削速度和進給率來取得競爭優(yōu)勢棱硝。刀具用戶原來使用的刀具是12齒銑刀园秫，切削速度為257m/min，每齒進給量0.13mm（每轉進給量1.56mm）爹窥，刀片壽命為60件峡稿。為該用戶提供的新型銑刀是8齒銑刀，每個刀片的價格比原來的高出26%，粗看沒有什么競爭優(yōu)勢土叠。但新的銑刀可以將切削速度提高到337m/min支捍，進給率提高到0.22mm（每轉進給量1.76mm），兩者的交互作用使實際的加工效率提高了50%构睬。同時抗稿，新的銑刀壽命比原刀具增加了50%。改進的結果歪榕，是該用戶每年可因此節(jié)約約6.2萬美元基公。
　　
二、減少非加工時間
　　
　　在生產制造過程中宋欺，切削加工的時間所占比例經常是非常有限的轰豆。據中國刀協的資料，即使一些生產任務非常飽滿齿诞、生產設備數控化程度很高酸休、管理也比較先進的大型企業(yè)，數控機床的實際切削加工時間也不超過30%祷杈。因此斑司，如何減少非加工時間也是提高加工效率的一個重要方面，這里作一個簡單的敘述：
　　
1.減少加工工序
　　
　　有些時候通過使用合理的技術可以減少加工工序但汞。如肯納金屬的SE鉆頭宿刮，鉆孔的圓柱度比普通鉆頭提高很多，在一些場合可以免去擴孔工序私蕾；又如硬模具直接銑削僵缺，可以大大減少加工工序，縮短模具制造周期是目。有一個例子是在鎳基合金上加工一個孔谤饭，原來使用定心鉆么鹊、高速鋼鉆頭和鉸刀三種切削工具分三個工序完成整個加工耗亮，現在使用K715硬質合金制造的SE鉆頭（具有極高的強度和抗粘結磨損能力，含鈷量高達9.5%勇震，未涂層）筐知，不再需要中心鉆和鉸刀，鉆孔時也不再需要反復退刀尼摩，生產非常穩(wěn)定符固，孔的定位很好。更重要的是惜荐，切削速度由原來的8.54m/min提高到22.88m/min拓肉，刀具壽命從18個孔提高到150個孔，加工時間則從原來的54秒減少到5.1秒，減少了超過90%的時間瘩朋，加工效率得到顯著提高尔减。
　　
2.減少換刀時間
　　
　　減少換刀時間和換刀后的調整、試切時間券亚，也會對減少非加工時間有幫助缓艳。如普通的數控車床在小批輪番生產時，更換工件后需要重新對刀并在數控系統(tǒng)中設置刀長和刀具補償看峻，而采用可樂滿的Capto或肯納的KM工具系統(tǒng)就能保證以后重新生產時不需要重新對刀阶淘、設置刀長和偏置，可以減少換刀時間互妓。這些工具系統(tǒng)都是徑向溪窒、軸向全面高精度定位，可以確保每次裝夾后的尺寸一致性车猬。以數控車床加工每班平均需要換5把刀霉猛、工人3班倒、每周工作5天珠闰、每年工作46周惜浅、每小時工時費用為60美元為標準進行計算，使用普通工具系統(tǒng)的換刀時間需要5分鐘伏嗜，而使用肯納KM工具系統(tǒng)的換刀時間只需半分鐘坛悉，每年節(jié)約的費用可達15525美元。
　　
　　減少換刀時間的另一個途徑是運用合理的切削技術來延長刀具的壽命承绸。某些時候會發(fā)現刀具壽命特別短琴市，這時也許并不是刀具本身的質量有問題，而是對刀具的選擇不正確伸危，或者使用方法有問題殊馋。這時需要聯系切削刀具專家，聽取他們的意見欺邻。
　　
　　材料力學里的彎曲變形規(guī)律可作為研究刀具選擇方法時的參考依據嗤舀。大部分刀具在使用時可以簡化為懸臂梁，而懸臂梁的變形與徑向載荷的大小橘抵、有效懸伸長度工杀、梁的材料彈性模量和梁的直徑有關。因此甲脚，可以從減少徑向載荷估裁、縮短有效懸伸量、選擇高彈性模量的刀桿材料帽拘、加大有效刀具直徑這四個方面著手吠谐。例如有些用戶在選擇切削力不平衡的淺孔鉆時疙岂，只是考慮長徑比大的淺孔鉆使用范圍更廣而選擇較大長徑比，而忽略了長徑比大的淺孔鉆剛性非常弱彬呻，加工時不得不降低切削速度和進給率以避免刀具發(fā)生問題柄沮。而加工效率的降低往往意味著經濟效益的降低。因此废岂，加工時（尤其在大批量生產中）應選擇盡可能小的長徑比祖搓。
　　
　　有時我們還可以選擇其它方法來增強刀具剛性，比如當其它條件不變時湖苞，簡支梁的剛性遠遠大于懸臂梁拯欧。如果我們將刀具的支承方式轉化為簡支梁方式，就有可能進一步提高加工效率财骨。
　　
3.減少換刀次數
　　
　　刀具廠商開發(fā)了一些具有多種功能的刀具镐作，以滿足不同的加工需要。如伊斯卡隆箩、山高该贾、肯納、瓦爾特等提供的八角刀片銑刀捌臊，能完成各種平面杨蛋、倒角、圓周插補肘认、型腔粗銑等加工蛹段；肯納的A4車刀和伊斯卡的霸王刀，在車床上能完成雙向車削以及方形舞铝、臺階等復雜加工任務捞书。
　　
4.復合加工
　　
　　復合加工是指將多道工序集中起來一次加工，如鉆孔/擴孔/倒角/锪平面常常被復合毁设，鉆孔/倒角/銑螺紋近來也多有復合佣锁。
　　
　　一種粗鏜、正向倒角厢卖、反向倒角擎津、精鏜一體化刀具的刀座可以作徑向移動，這樣在進行其它工序的加工時非工作刀座的直徑較小象人，以確保不會對加工刀具的正常工作造成干擾养烙。
　　
5.減少工件裝夾時間
　　
　　通過裝夾技術以減少工件因裝夾而停止加工的時間也是減少非加工時間的一種方式芦惧。采用合適的機床附件可以做到這一點蜀谤。如臥式加工中心上的交換工作臺就是一種可減少因等待工件裝夾而停機的典型應用。近來一些機床廠商提供的車銑復合加工機床以及雄克等提供的快速裝夾技術耙替，都可以有效減少工件的裝夾次數和裝夾時間亚侠，從而提高加工效率曹体。在生產線上應用隨行夾具也是一個減少工件裝夾時間的有效方法。

聲明：本網站所收集的部分公開資料來源于互聯網硝烂，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網絡分享箕别，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議滞谢。本站部分作品是由網友自主投稿和發(fā)布串稀、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺狮杨，不為其版權負責母截。如果您發(fā)現網站上所用視頻、圖片橄教、文字如涉及作品版權問題清寇，請第一時間告知，我們將根據您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容护蝶，以保證您的權益华烟！聯系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。