机械加工自动线的刀具寿命设定（二）

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　　3依据

　　目前的加工中心一般均有加工状态下的主轴负载值显示。刀具的磨钝情况可以根据机床主轴在加工状态下的负载值决定是否需调换刀具，这样能更准确地知道刀具需要修磨的信号。但每把刀具由于直径大小不一样，切削参数不同，加工方法不一样等，其显示负载值也不一样。图1为在2.0L缸体线上加工缸体(铸铁材料)所用的三种刀具，在工作状态下从换上刀具到需要刃磨的过程曲线图。

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　　曲线三种刀具的主要切削参数如下:B1004f200mm平面铣刀，V=942.5m/min，n=1500r/min，F=0.96mm/r(每把刀片F=0.08mm/r);B3009(f18+f20.8)mm阶梯钻，V=(101.8/117.6)m/min，n=1800r/min，F=012mm/r，加工深度30.8mm;B6011M8×1.25丝锥，V=100.5m/min，n=4000r/min，F=1.25mm/r，加工深度20.5mm。

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　　机床主轴的负载显示值不同。由于机床主轴的转速不同，在无刀具前提下其负载也不同。故刀具的负载显示值是二者的合值———主轴某一转速下的负载+刀具切削时的负载。我们可以经过数据分析，最后确定每把刀具在需要调换时的定值。

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　　4监控

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　　刀具寿命一旦建立，还必须进行跟踪及监控，即根据生产线现场的实际加工情况，机加工线操作工和刀具修磨工对刀具进行跟踪及监控。自动线在加工状态下一般不易观察刀具的磨损情况，这时机加工线操作工首先用目检工件加工状况来判断刀具的刀况。例如用钻头加工通孔，可以根据孔口的崩刃来判别钻头主切削刃与副切削刃交汇处的磨损情况;加工盲孔可以观察孔的底部118°或140°的锥面粗糙度，判别钻尖或切削刃是否崩刃;还有铣刀盘也可以从目检工件边缘的崩刃来判别刀片的锋利程度等等。其次，通过对调换下来的刀具由修磨工在修磨前对刀具进行目检，确认刀具的磨损VB量。再与操作工进行沟通，了解加工工件的质量情况，汇总后由刀具工程师和规划员修整刀具寿命。经过这种在变化中设定值，在定值时看变化的方法，来设定合理的刀具寿命。

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　　根据生产线现场的实际加工情况，VB量对有些刀具来说可能比国家标准要小，但大多数还是可以参照国家标准的。除精加工时，采用刀具磨损量是否影响表面粗糙度和尺寸精度作为磨损判别依据外(这类刀具一般有机加工线操作工检查换刀前的加工工件的粗糙度或尺寸来定)，而有些刀具则参照国家标准GB/T16461-1996中的标准。根据我厂产品实际加工情况，我们设立了各种刀具的监控VB磨损限度。

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　　例V6缸体线的其中4把刀具的VB磨损限度为:

　　CB01010LH401f14mm硬质合金铰刀，VB磨损限度0.5mmCB03008RH020(f10.25+f14)mm硬质合金阶梯钻，VB磨损限度0.3mmCB040014RH164f7mm高速钢麻花钻，VB磨损限度0.5mm\\r\\nCB11003RHf200硬质合金刀片精加工平面铣刀，VB磨损限度0.4mm

　　5平衡

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　　刀具寿命还应从以下几方面综合平衡考虑。既要考虑刀具成本(主要指修磨成本)，也应考虑工件报废成本。生产中有时为了降低刀具成本，往往有等到刀具使用到非修磨不可时才调换的现象，但这样断刀的风险就大大增加。其一，假如刀具折断，刀具成本就会上升;其二，因刀具折断，又会使工件报废。发动机零件一般毛坯价格均在上千元之上，故必须离非修磨不可时有一个安全系数。我们一般选用降10%的寿命。新刀与重新修磨的刀具其寿命也不同，如钻头，高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、CBN、PCD等均不一样。高的可保持新刀具的100%，低的只有新刀的60%~70%。这在很大程序上取决于设备及修磨工的技能。

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　　设定刀具寿命时，机加工自动线各工序之间要平衡调刀时间。刀具寿命只能是阶段性的设定值，而不是永久性的定值。如主轴的轴承磨损，导致振动加剧，会导致刀具寿命降低。工件的批量不同，如硬度等因素，会导致刀具损耗出现较明显变化。刀具的批量变化。生产中往往碰到使用这批刀具寿命较高，使用下一批刀具时发现寿命较低的现象。碰到这种现象时需重新采集数据重新设定。设定刀具寿命，光根据加工尺寸来判断并不一定合理。

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　　如钻头，一般说来它的孔径能满足其要求，但有时钻头已严重磨损。如钻头的倒锥，由于磨损严重，钻头切削部分直径变成了顺锥，影响下次的钻头修磨。为了达到好的切削效果，修磨前必须切掉顺锥段，这样减少了钻头修磨次数，刀具成本就有所上升。自动线各工序间的刀具一般最好设定为10或50的倍数，这样可以不影响前后工序的加工进程。如OP10调刀了，OP20没刀调换，那么OP20也只能等待OP10操作工调好刀以后才可开机生产;同样，OP20调刀时OP10没多久便处于停机状态，因为后道工序工件堵塞。如果前后工序都能处在较接近的时间调换刀具，那么这样就能提高机床的开动率。

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　　6结语

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　　由上面所叙可知:刀具寿命的设定，只要掌握一定的方式方法，就可以掌握刀具寿命的确定原则———提高生产率，降低生产成本，最终达到精益生产的目的。

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