高效加工的技术经济分析（四）

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　　2.减少换刀时间

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　　减少换刀时间和换刀后的调整、试切时间，也会对减少非加工时间有帮助。如普通的数控车床在小批轮番生产时，更换工件后需要重新对刀并在数控系统中设置刀长和刀具补偿，而采用可乐满的Capto或肯纳的KM工具系统就能保证以后重新生产时不需要重新对刀、设置刀长和偏置，可以减少换刀时间。这些工具系统都是径向、轴向全面高精度定位，可以确保每次装夹后的尺寸一致性。以数控车床加工每班平均需要换5把刀、工人3班倒、每周工作5天、每年工作46周、每小时工时费用为60美元为标准进行计算，使用普通工具系统的换刀时间需要5分钟，而使用肯纳KM工具系统的换刀时间只需半分钟，每年节约的费用可达15525美元。

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　　减少换刀时间的另一个途径是运用合理的切削技术来延长刀具的寿命。某些时候会发现刀具寿命特别短，这时也许并不是刀具本身的质量有问题，而是对刀具的选择不正确，或者使用方法有问题。这时需要联系切削刀具专家，听取他们的意见。

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　　材料力学里的弯曲变形规律可作为研究刀具选择方法时的参考依据。大部分刀具在使用时可以简化为悬臂梁，而悬臂梁的变形与径向载荷的大小、有效悬伸长度、梁的材料弹性模量和梁的直径有关。因此，可以从减少径向载荷、缩短有效悬伸量、选择高弹性模量的刀杆材料、加大有效刀具直径这四个方面着手。例如有些用户在选择切削力不平衡的浅孔钻时，只是考虑长径比大的浅孔钻使用范围更广而选择较大长径比，而忽略了长径比大的浅孔钻刚性非常弱，加工时不得不降低切削速度和进给率以避免刀具发生问题。而加工效率的降低往往意味着经济效益的降低。因此，加工时(尤其在大批量生产中)应选择尽可能小的长径比。

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　　有时我们还可以选择其它方法来增强刀具刚性，比如当其它条件不变时，简支梁的刚性远远大于悬臂梁。如果我们将刀具的支承方式转化为简支梁方式，就有可能进一步提高加工效率。

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　　3.减少换刀次数

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　　刀具厂商开发了一些具有多种功能的刀具，以满足不同的加工需要。如伊斯卡、山高、肯纳、瓦尔特等提供的八角刀片铣刀，能完成各种平面、倒角、圆周插补、型腔粗铣等加工；肯纳的A4车刀和伊斯卡的霸王刀，在车床上能完成双向车削以及方形、台阶等复杂加工任务。

　　4.复合加工

　　复合加工是指将多道工序集中起来一次加工，如钻孔/扩孔/倒角/锪平面常常被复合，钻孔/倒角/铣螺纹近来也多有复合。

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　　一种粗镗、正向倒角、反向倒角、精镗一体化刀具的刀座可以作径向移动，这样在进行其它工序的加工时非工作刀座的直径较小，以确保不会对加工刀具的正常工作造成干扰。

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　　5.减少工件装夹时间

　　通过装夹技术以减少工件因装夹而停止加工的时间也是减少非加工时间的一种方式。采用合适的机床附件可以做到这一点。如卧式加工中心上的交换工作台就是一种可减少因等待工件装夹而停机的典型应用。近来一些机床厂商提供的车铣复合加工机床以及雄克等提供的快速装夹技术，都可以有效减少工件的装夹次数和装夹时间，从而提高加工效率。在生产线上应用随行夹具也是一个减少工件装夹时间的有效方法。

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