刀具管理的探索和发展

机械公敌

刀具管理的意义及其面临的挑战 & }; W- b" @* d* |0 _2 z$ r& z 2 t" x' \* O/ u5 F机械制造业的生产过程涉及大量的机械加工，特别是金属切削加工所加工产品的尺寸、形状、位置精度、表面形貌等都与刀具有关，刀具的性能、质量及其管理直接影响到能否顺利加工出所需要的合格产品，影响到加工节拍和生产效率，影 7 I6 K; ?" y" k$ I+ G- d6 h响制造成本的控制和降低，关系到制造型企业的核心竞争力，这在汽车制造业中表现得更为突出。 ( D- N. W1 P- W/ Q2 |9 i7 G （1）汽车制造业中刀具发展和应用的新特点 + r, O, q3 C, Y 3 V4 j+ }7 i3 ^% b8 g- U2 d+ }现代汽车制造业的机械加工及其所用刀具技术近年来发展特别快，高新技术被大量采用，在加工工艺、切削方式、刀具结构、刀具材料、表面工程等方面都已有了与过去传统机械加工很大的不同点，首先是大量采用柔性加工生产线，采用高效、高速切削，各类数控加工中心机床被大量采用，与此相应的是超硬刀具如CBN(立方氮化硼)、PCD(聚晶金刚石)刀具和新型硬质合金刀具被大量采用，由表面工程和摩擦学技术最新发展所获得的各种新型涂层应用在刀具表面，新的刀具结构和具有新型切削刃和几何形状的刀片被不断研究和开发出来，适应数控机床和高速加工需要的刀具夹持及其与机床的连接件如HSK刀柄、热套刀柄、液压刀柄等以及其他新型刀柄获得广泛应用。为提高生产效率和减少换刀时间在汽车零部件的加工中越来越多地使用了各种复合刀具，如钻镗复合、钻铰复合、钻孔和螺纹加工复合等各类复合刀具，结构复杂的展开式刀具满足了很多特殊的加工要求，有些刀具甚至已发展成机、电、液一体化的装置，已远远超越了传统的刀具的概念。刀具需要维护和保养，需要预调整和检测，刀具寿命需要得到控制，需要有完善的系统和一系列的管理来确保生产线及时得到符合要求的、数量足够的刀具，并在发生加工问题或刀具问题时得到快速的响应和支持，迅速分析和解决出现的问题，以使生产正常进行，并且包含刀具费用在内的制造成本应具有足够的市场竞争力，所有这些都对刀具的管理提出了与过去不同的全新的要求。 面对机械加工和刀具技术的高速发展，面对现代汽车制造业既要柔性还要高效生产的挑战，面对日益激烈的市场竞争和不断降低制造成本的压力，刀具的管理成为各汽车制造企业日益关注的热点。 （2）刀具及其管理对生产效率的影响 / e+ J8 q1 K( {5 Q, ] 3 n4 \3 }4 G1 P' x" i刀具的性能与质量直接影响到能否顺利加工出所要求的合格产品，刀具能否满足高速切削的要求，刀具寿命如何及换刀频次高低都直接影响生产线开动率，影响到加工节拍和生产效率，而能否按时和保证质量地将调整或修磨好的刀具提供给生产线又将直接关系到生产能否正常持续地进行下去。由于汽车工业中大量采用的是流水生产，上道工序的生产直接影响到下道工序的生产，而为了提高生产效率和降低生产成本，又采用了大量的组合式刀具及由此引起的非标刀具，因而一把关键的刀具特别是非标刀具如不能按时供应，就会如同串联电路中一个元件损坏引起整条电路瘫痪一样，会造成整条机加工生产线停产，而如果没有应急措施或不能快速反应，还有可能造成总成装配线甚至汽车总装配线停产，由此可见刀具及其管理对汽车生产的重大影响。 + q: A" y; q9 k L2 Q$ M! Y（3）刀具及其管理对制造成本的影响 ; ~6 c; }- c5 Y, w/ t" x ; w' k0 x; W8 H$ | T7 O刀具及其管理费用在汽车零部件制造费用中占有相当重要的一部分。一般情况下，一个年产几十万台发动机和变速箱的工厂，每年刀具费用可能会达到几千万乃至上亿元人民币。此外，刀具和刀辅具库存还要占用大量流动资金。因此，降低刀具费用就成为了汽车制造企业的一项十分重要、迫切而又难度颇大的任务。而刀具费用的降低又与新刀具、新工艺、新技术、新材料的采用紧密相关，与刀具的采购、物流、调整、修磨、刀具质量控制、刀具优化等一系列的刀具管理工作紧密相联。 刀具管理水平的高低直接关系到刀具的成本控制，刀具管理需要既能保证生产线及时得到符合要求的所需刀具，又能使库存刀具数量保持在最低的必要水平上；使得流动资金的占用及其引起的财务费用降到最低；并能在发生刀具非正常消耗时做出及时和快速的反应，确保生产正常进行。 刀具消耗量与很多因素有关，需要具体情况具体分析。在看总的刀具消耗费用的同时，更重要的是看单件加工产品消耗的刀具成本,不仅要看直接的刀具成本，更要看刀具对生产效率的影响及其引起的总的制造成本的变化。新刀的性能、寿命及其采购价格对刀具费用的影响非常大，而可重磨刀具的数量、重磨次数及修磨费用高低对刀具的总成本也有着显著的影响；同时，还要注意一次性设备和刀具投资与长期性刀具消耗费用之间的关系，有的项目有可能在项目规划时节约了设备投资，却采用了昂贵的刀具或不合理的切削参数，造成刀具寿命短以及长期的刀具消耗成本过高，需要综合考虑和平衡。 # Y$ m% ~! X+ Z$ Q! J 刀具一体化管理的出现和发展 在现代汽车制造业中，刀具的管理已不再是简单的采购刀具、库存刀具以及等待生产线人员来领取刀具的传统概念，伴随汽车制造业大批量、柔性化生产和高新技术的大量采用，刀具的应用及其管理已发展成为一门专门的专业，它涵盖了刀具规划、采购、物流、调整、刃磨、修理、现场技术支持、加工问题分析和解决、刀具优化和刀具成本控制等多方面内容，需要有全新的理念和方法，有一套完善的体系来运作和控制，以期达到预定的目标。