刀具對提高機(jī)械制造效率的正確理解

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的制造工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，目前總量僅次于美國和日本，居世界第三，并在發(fā)展中逐步加快了與國際接軌的步伐，使用了大量數(shù)控高效機(jī)床和先進(jìn)刀具，明顯提高了生產(chǎn)加工技術(shù)和生產(chǎn)效率。一些先進(jìn)制造行業(yè)，如汽車工業(yè)大量引進(jìn)了現(xiàn)代先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，電站設(shè)備制造、航空航天器制造、大型和高精度模具制造等通過引進(jìn)技術(shù)和自主開發(fā)，采用先進(jìn)切削技術(shù)和高效刀具，有效提高了加工技術(shù)和勞動生產(chǎn)率，提高了企業(yè)的競爭力。

　　我國制造業(yè)“大而不強(qiáng)”，很多企業(yè)制造技術(shù)不高，嚴(yán)重制約了我國制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。到目前為止，對機(jī)械行業(yè)中使用現(xiàn)代切削技術(shù)和高效先進(jìn)刀具提高生產(chǎn)效率降低成本的認(rèn)識還很不足，因此在我國，現(xiàn)代切削技術(shù)和高效先進(jìn)刀具的應(yīng)用發(fā)展還很不平衡，很多企業(yè)仍然只注意依靠廉價(jià)勞動力降低成本，而不重視通過提高加工技術(shù)來提高生產(chǎn)效率。近年來我國的機(jī)床生產(chǎn)發(fā)展迅速，制造業(yè)的機(jī)床擁有量在世界遙遙領(lǐng)先，穩(wěn)居第一，但刀具工業(yè)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。先進(jìn)的高效機(jī)床配不到高效先進(jìn)刀具，仍使用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具，切削技術(shù)落后，使高效機(jī)床的加工效率得不到發(fā)揮，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高，制約了制造業(yè)的現(xiàn)代化。

　　我國切削技術(shù)和刀具工業(yè)的發(fā)展受到制約，很大原因是企業(yè)對刀具的使用停留在落后的傳統(tǒng)觀念上，即采用廉價(jià)刀具來控制成本，而不是用高效刀具提高加工效率來降低成本。很多企業(yè)花了大價(jià)錢買數(shù)控高效機(jī)床，卻舍不得花不多的錢購買先進(jìn)高效刀具，致使切削技術(shù)落后，機(jī)床加工效率甚低，實(shí)際上是省了小錢，卻浪費(fèi)了昂貴的機(jī)床工時(shí)，得不償失。

　　現(xiàn)代切削技術(shù)和高效先進(jìn)刀具是制造業(yè)提高生產(chǎn)效率的最重要、最活躍的因素之一。在發(fā)達(dá)國家，大量使用高效先進(jìn)刀具，平均刀具費(fèi)用約占制造成本的4%，而我國制造業(yè)因使用價(jià)廉的傳統(tǒng)刀具，平均刀具費(fèi)用不到制造成本的3%，致使我國機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用高效先進(jìn)刀具，刀具費(fèi)用可能要提高50%或更多，將使零件成本提高約1%，但高效先進(jìn)刀具可明顯提高切削加工效率，有可能使零件生產(chǎn)成本下降10%～15%，因此使用高效先進(jìn)的刀具經(jīng)濟(jì)效益是極為顯著的。

　　使用現(xiàn)代切削技術(shù)對提高加工效率效果是極為明顯的。如目前的航空工業(yè)中使用新型的鋁合金整體薄壁構(gòu)件來代替原來的焊接、鉚接的組裝構(gòu)件，加工這些鋁合金整體薄壁構(gòu)件需要銑去大量的金屬，采用高速切削新工藝使加工效率提高多倍。哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)國內(nèi)首臺60萬千瓦超臨界汽輪機(jī)組時(shí)，在高合金鋼上加工大直徑深孔，采用肯納金屬公司的一種新型鉆頭，使加工一個(gè)孔的工時(shí)從6.7小時(shí)縮短到0.5小時(shí)，解決了生產(chǎn)關(guān)鍵問題。在加工高強(qiáng)度石油管螺紋時(shí)，原用三齒梳刀車削，后來開發(fā)了新的3個(gè)三齒梳刀的套齒工藝，提高加工效率多倍。

　　再如在高速加工中心上，采用新的“圓周螺旋銑削”，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)復(fù)合刀具難以完成的一次鉆銑螺孔、倒角和切槽，擴(kuò)大了復(fù)合刀具的使用范圍，大大提高了加工效率。這種螺孔鉆銑新工藝已應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)缸蓋和變速箱體上的螺孔加工，在加工發(fā)動機(jī)缸蓋上深度為14.1mm的M6螺孔時(shí)，采用主軸轉(zhuǎn)速20000r/min，進(jìn)給量700mm/min，加工一個(gè)螺孔僅需1.2秒。在加工鋁合金變速箱體上的帶凸臺和上下倒角的M24×1.5螺孔時(shí)，原來要用7把傳統(tǒng)刀具，7道加工工序來完成，德國Jel精密刀具公司推薦使用一把釬焊聚晶金剛石刀片的螺孔鉆銑復(fù)合刀具，在主軸轉(zhuǎn)速20000r/min時(shí)，自動依次完成加工，整個(gè)加工時(shí)間僅用4秒。

　　新材料刀具的使用使切削效率大大提高，高鈷高釩高性能高速鋼刀具的耐用度可比普通高速鋼提高1.5～3倍。粉末冶金高速鋼的強(qiáng)度可提高20%～30%，韌性提高1.5～2倍，并且可靠性比普通高速鋼明顯提高，國外在加工中心上已普遍使用這種粉末冶金高速鋼制造的小鉆頭、絲錐和銑刀等，而我國還甚少使用。國外近年來發(fā)展了多種新成份、新牌號的硬質(zhì)合金，發(fā)展了高強(qiáng)度高韌性的0.5～1μm超細(xì)顆粒的硬質(zhì)合金，開發(fā)了多種新涂層硬質(zhì)合金，使硬質(zhì)合金的切削性能顯著提高，代替了部分過去只能用高速鋼制造的較復(fù)雜的刀具。陶瓷、立方氮化硼和聚晶金剛石等超硬材料刀具，國外應(yīng)用日廣，切削速度可比硬質(zhì)合金提高數(shù)倍，大大提高加工效率，在德國，已有約70%的鑄件用陶瓷刀具加工，日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%～10%，而我國超硬材料刀具用得還很少。