成功的切削是如何實(shí)現(xiàn)的

寂靜天花板

作者：山高刀具集團(tuán)技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理 Patrick de Vos
制造商們采用各種各樣的加工流程,，把眾多不同的工件材料加工成千變?nèi)f化的 零件,。盡管這些方法和結(jié)果有著顯著的不同，但制造商們都有一個(gè)共同的目標(biāo),，那就是在一定的時(shí)間內(nèi),，以適當(dāng)?shù)某杀荆�生產(chǎn)出一定數(shù)量的,、滿足質(zhì)量要求的工件,。

為了能夠在加工優(yōu)質(zhì)零件的同時(shí)獲得豐厚的利潤，許多制造商采取微觀的途徑：首先選擇刀具,，確定應(yīng)用,，接下來是解決問題，這是一種被動(dòng)的方法,。然而,，目前的研究建議采取相反的方法，把重點(diǎn)放在整個(gè)加工流程的三個(gè)主要組成部分或方面,。

        制造商應(yīng)首先仔細(xì)審查整個(gè)加工流程,，重點(diǎn)是消除不合格品和意外停機(jī)時(shí)間，因?yàn)檫@些是制造商實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵障礙,。在確立一個(gè)穩(wěn)定可靠的流程后,，接下來要進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，以平衡產(chǎn)量和制造成本,。最后,，仔細(xì)選擇切削條件和刀具來全面優(yōu)化加工流程。

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質(zhì)量第一
        在所有制造商的目標(biāo)中,，最重要的因素是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定一致的產(chǎn)品質(zhì)量,。如果加工的零件達(dá)不到客戶指定的質(zhì)量水平，那么無論零件產(chǎn)量有多高,，加工速度有多快,，節(jié)省多少成本,，一切都變得毫無意義。

        質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括公差,、表面光潔度和零件的一致性,。制造商們總是聲稱，在他們的運(yùn)營中,，零件質(zhì)量是公認(rèn)的,、不可或缺的一部分。然而,，在大多數(shù)情況下,，這種聲稱只是盲目樂觀或自我欺騙。事實(shí)上,，在整個(gè)制造業(yè)，相當(dāng)一部分的工件是有缺陷的,，必須返工或報(bào)廢,。
        生產(chǎn)有缺陷的零件會導(dǎo)致成本升高，這不僅體現(xiàn)在材料,、勞動(dòng)力和機(jī)器運(yùn)行時(shí)間方面,，而且還體現(xiàn)在生產(chǎn)計(jì)劃中斷方面。一些生產(chǎn)車間通過把不合格品的發(fā)生率納入他們的生產(chǎn)計(jì)劃中,，刻意制造一種加工可靠性或可預(yù)測性的假象,。例如，當(dāng)客戶需要十個(gè)零件時(shí),，規(guī)劃人員可能會準(zhǔn)備十二個(gè)零件的加工,，因?yàn)樗麄円杨A(yù)料到有兩個(gè)零件將會被丟棄或報(bào)廢。這樣的努力不僅浪費(fèi)資源和時(shí)間,，同時(shí)還會產(chǎn)生不合格品或不必要的庫存,。
        當(dāng)生產(chǎn)流程中的一個(gè)或多個(gè)要素被誤解或失控的時(shí)候，就會產(chǎn)生有缺陷的零件,。一些制造商會對零件質(zhì)量問題做出被動(dòng)反應(yīng),，把精力集中放在生產(chǎn)流程的管理方面，結(jié)果,，在某些情況下,，忽略了流程中的重要環(huán)節(jié)。
- k. U0 |) o- O& e* b        例如,，一味通過追求更短的循環(huán)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)量,，可能會破壞金屬加工的可靠性。當(dāng)一個(gè)加工操作一直在極限性能下運(yùn)行時(shí),，超過這些極限就會導(dǎo)致不合格品,、浪費(fèi)時(shí)間和金錢。零件產(chǎn)量必須與可實(shí)現(xiàn)安全加工流程的加工參數(shù)保持平衡。
        另一方面,，不合格品的原因可能與加工的生產(chǎn)率因素?zé)o關(guān),。例如，一家生產(chǎn)航空航天部件的制造商,，有一次因零件在加工完成后存在毛刺,，導(dǎo)致一系列零件被客戶拒收。由于消除毛刺的操作需要人工完成,，這會導(dǎo)致零件成本上升 20％,，因此與找出方法消除毛刺相比，產(chǎn)量成為一個(gè)次要問題,。
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盡可能縮短非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間
  a: G9 X7 Y. c8 |# `        要最大限度地充分利用制造資源,，就需要盡可能地縮短停機(jī)時(shí)間，簡單來說,，就是機(jī)床不產(chǎn)生切屑的時(shí)間,。有些停機(jī)時(shí)間是必要的、預(yù)先安排的,。這包括機(jī)床編程和維護(hù),、夾具安裝、工件裝卸和刀具更換所花費(fèi)的時(shí)間,。

        制造商會在他們的生產(chǎn)計(jì)劃中考慮停機(jī)時(shí)間,。然而，不合格品的產(chǎn)生會造成計(jì)劃外停機(jī),。如果必須重新加工不合格品,，那么初始加工該零件所用的時(shí)間就是計(jì)劃外的停機(jī)時(shí)間，被浪費(fèi)掉了,。
        傳統(tǒng)上,，生產(chǎn)車間采取被動(dòng)的方法來縮短計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間。當(dāng)一個(gè)問題導(dǎo)致生產(chǎn)中斷時(shí),，便開始尋找解決方案,。更好的方法是積極主動(dòng)地進(jìn)行規(guī)劃，從一開始就確定加工的關(guān)鍵目標(biāo),，并控制流程以實(shí)現(xiàn)目標(biāo),，而不是等待出現(xiàn)問題后再做出反應(yīng)。大多數(shù)生產(chǎn)車間用 20% 的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備工作,，然后用 80% 的時(shí)間實(shí)施和測試,。理想的做法是用 80% 的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備，其余 20% 的時(shí)間用來實(shí)施和調(diào)整（如有必要）,。
0 ?7 b; o2 \8 j5 P; n: \+ W( c$ P        在準(zhǔn)備加工操作時(shí),，生產(chǎn)車間應(yīng)分析自身的目標(biāo)并制定可靠的流程來實(shí)現(xiàn)它,。主要目標(biāo)并非總是提高生產(chǎn)速度。雖然一些制造場合,，如汽車零件生產(chǎn),，仍然是大批量生產(chǎn)的真實(shí)例子，但在目前,，制造業(yè)正轉(zhuǎn)向高混合,、小批量的生產(chǎn)。
, P, J/ A: a6 y( J        在大規(guī)模生產(chǎn)中,，當(dāng)開發(fā)一個(gè)加工流程時(shí),，如果在較長的一段時(shí)間內(nèi)有 50 或 100 個(gè)零件報(bào)廢，這對在該期間生產(chǎn)的成千上萬個(gè)零件來說微不足道,，因此很容易被忽略,。然而，在高混合,、小批量的生產(chǎn)中,，這個(gè)流程必須在生產(chǎn)零件前，甚至從一開始就必須精心地開發(fā),。高混合、小批量生產(chǎn)可能涉及小批量的零件生產(chǎn),、一批只有數(shù)個(gè)零件的生產(chǎn),，甚至只定制一個(gè)零件。在這種情況下,，幾件不合格品就會造成利潤和虧損之間的差異,。
$ c$ z; W) w2 d! S' O& G        主動(dòng)過程分析
; p7 |$ d7 q9 T, D; V        盡管最終會帶來巨大的價(jià)值，但主動(dòng)分析加工操作本身是一件非常耗時(shí)的事情,。金屬切削流程的可靠性受到多種因素的影響,，包括工件的配置和材料、設(shè)備加工能力和數(shù)據(jù),、刀具/裝夾系統(tǒng),、人為因素、外圍設(shè)備和維護(hù)問題,。
        所制造產(chǎn)品的最終用途以及用來加工的工件材料,，決定了許多影響加工可靠性的重要因素。例如,，對于由鎳基合金制成的重要航空航天部件的加工,，必須在分析時(shí)考慮工件材料的導(dǎo)熱性差和加工硬化的傾向。使用鋒利的切削刀具和保守的加工參數(shù)可以很好地兼顧生產(chǎn)率和產(chǎn)品一致性,。
        相反,，鋁合金工件被視為一種輕快的加工,，但切削刀具必須在鋒利的同時(shí)還具有出色的耐磨性，以應(yīng)對該材料的磨蝕,。此外,，可控制切屑的刀具槽型以及可管理切屑的外圍設(shè)備（例如高壓冷卻液和機(jī)床切屑輸送器），也在確保鋁合金加工可靠性方面發(fā)揮著重要的作用,。
        在加工作業(yè)中,，數(shù)控機(jī)床 (CNC) 和自動(dòng)化系統(tǒng)有助于提供高水平的加工預(yù)測性，但其運(yùn)行的有效性取決于人力投入,�,？紤]不全或粗心的編程會導(dǎo)致高度自動(dòng)化地生產(chǎn)不合格零件。（參見附注了解金屬加工技術(shù)知識）此外,，在生產(chǎn)車間中,，還需要投入人力來裝載和固定工件，定期進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的日常維護(hù),，以防止計(jì)劃外停機(jī),。

所有制造商都有一個(gè)共同的目標(biāo)，那就是在一定的時(shí)間內(nèi),，以適當(dāng)?shù)某杀�,，生產(chǎn)出一定數(shù)量的、滿足質(zhì)量要求的工件,。實(shí)現(xiàn)所需的零件質(zhì)量是最重要的,，因?yàn)闊o論生產(chǎn)多么迅速，加工成本多么低廉,，一旦產(chǎn)品質(zhì)量不合格,，一切都變得毫無意義。許多制造商從微觀的角度或按照個(gè)人的觀點(diǎn)來解決零件質(zhì)量問題,。然而,，更好的做法是先分析生產(chǎn)經(jīng)營的總體目標(biāo)，然后主動(dòng)地進(jìn)行規(guī)劃并引導(dǎo)流程,，以實(shí)現(xiàn)所需的結(jié)果,。
% p8 }7 [1 I: x: q% e        在開發(fā)出可充分保證零件質(zhì)量的可靠生產(chǎn)流程后，制造商應(yīng)該考慮自身特定運(yùn)營情況的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性,，以保證盈利能力,，從而讓企業(yè)生存下來。最后,，選擇切削條件和切削刀具來全面優(yōu)化生產(chǎn)流程,，從而獲得最佳的成果。

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