数控刀具磨削之“自力更生”（二）

HEATS

一致性问题

    CNC磨削不仅比手动磨削更快，同时还可以加工出更好、一致性更高的刀具，因为它不依赖于操作员的技能。许多高速加工中心采用具有复杂几何结构的刀具，诸如每个齿其有不同螺旋线结构的钻头，或者整个刀具上螺旋线不断变化的钻头。这样的刀具很难或者说不可能通过手动磨削形成很好的结果。而通过多种软件选项，新的CNC机床却可以很方便地磨削复杂的刀具几何结构。

    钻头的CNC磨削可以确保在直径、齿间空间、刀具半径方面不存在偏差，因此每把刀具都将均匀切削。这些特征的非一致性可能导致在各个刀齿上产生额外应力，从而降低刀具寿命。刀具的一致性可以保证长时间进行不间断切削，因此换刀时间可以依据实际情况规定，从而彻底用完刀具的可用寿命。此外，一件工件需要的刀具把数可以通过生产调度精确确定，从而减少刀具库存。好的刀具发热最少，振动低，因此机床寿命更长，维护更少，同时加工出的表面粗糙度更高。另外，CNC磨削还可以采用韧度更高的刀具材料，这种刀具可以保证更高的切削速度，形成更好的表而粗糙度。

    通常，手动磨削是在干态下完成的，而CNC磨削则具有许多冷却液选项。采用高压冷却液可以防止切削刃发热，从而保证切削速度更高，刀具寿命更长。

    实现经济型高生产率最重要的因素是切削速度，而不是刀具成本或刀具寿命。例如，工业数据表明，刀具成本降低30%只能使每件产品的成本降低1%。类似地，刀具寿命提高50%也只能使产品成本降低1%。但是，切削速度提高20%(尽管刀具成本增加50%)却可以使每件产品的成本降低15%。CNC磨削成的高质量刀具很容易就能让切削速度比手动磨削刀具的高20%。

    外协成本

    外协重磨刀具的总成本涉及到生产工具的成本，外加在重磨刀具期间维持生产所必须的备件成本，以及服务和运输成本，更重要的是，在重磨服务发生拖延事件时生产损失方面的成本。这些成本在年度开支上会增加很大的一笔费用。例如，一把外径0.5英寸(12.7mm)、长3英寸(75mm)的方尾立铣刀，换刀20次，每次切削4小时，工况是每年250天每班8小时，假设重磨的周转时间为10天，那么采用外协刀具磨削每年的开支为206000美元，如表2。若同一把刀具换刀40次，负载循环缩短为2小时，那么每年的开支则上升到824000美元。内部CNC磨削刀具的真正成本包括机床成本、操作员成本及车间杂用开支，比外协刀具磨削的成本要低得多(表2)。例如，购买和运行一台价值240,000美元的CNC磨床每小时均摊的成本为28.09美元(算上折旧、利息、占地、能源、维护和机床易耗件等方而的成本)。一般的操作员成本为18.33美元/小时，运行这样一台CNC磨床的总成本为46.42美元/小时。对于上例外径0.5英寸、长3英寸换刀20次或40次的方尾立铣刀，每年的内部刀具重磨成本大约为外协重磨的1/4。

外协和内部CNC刀具磨削的费用总汇