高效加工的技术经济分析（二）

有阳光就有生活

　　刀具材料和涂层技术的发展，为提高加工效率、降低制造成本提供了技术保障。例如，根据肯纳金属提供的一份资料表明，在切削钢件时采用其KC9110材质将有可能对加工效率极有帮助：KC9110的中温CVD和普通CVD组成的镀层总厚度达到24μm，其中α相的氧化铝结构稳定，性能优越，而中温CVD形成的TiCN极大地消除了在硬质合金基体和氧化铝膜层之间脆弱的η相而提高了膜层的结合能力，从而可以大幅度提高切削速度；钴加强的硬质合金基材又对刀具的刃口韧性进行了增强，从而提高了进给率；它的刃口还在涂层之后进行了抛光，从而降低了切屑与刀片之间的摩擦，减少了粘结磨损的发生，提高了刀具寿命。在美国某企业的实际加工中，由于切削速度和进给速度的同步提高，该工序的加工费用由原来的近3.7万美元锐减到不足0.9万美元，下降幅度超过75%。
% v6 N# Y) A/ u  c# Y6 [　　另一个例子是肯纳金属商品名为“赛龙”的须晶增韧陶瓷材料。这种陶瓷刀具材料的主要成分是Al2O3和ZrO2，而用长径比为20～200倍的SiC晶须进行增韧。这种晶须在陶瓷刀具受到扭矩载荷和裂纹扩展时能有效地起到牵制和阻挠作用，而在载荷集中时也能够起到均匀载荷的作用。在进行波音777发动机固定架的高温铣削时，面对硬度为28HRC的镍基合金，其切削速度高达1310m/min，进给速度在2000mm/min，帮助企业将加工周期从45小时减少到14小时，从而大幅度提高了加工效率。
' p6 J& \" n, r1 y" B　　刀具材料的颗粒度对刀具性能的影响很大。在铣削62HRC的淬硬材料时，细颗粒硬质合金KC635M加工25min的刀具磨损与超细颗粒硬质合金KC637M加工70min的刀具磨损相当，说明在加工硬材料方面，超细颗粒硬质合金KC637M的耐磨性比细颗粒硬质合金KC635M高将近3倍。
　　在需要高转速时注意刀具的动平衡是确保刀具可以以正常的切削速度进行加工的条件之一。如果存在不平衡，当转速增加一倍时，离心力将增加到原来的4倍，这会迫使我们降低速度，降低效率。因此在高转速时需要注意刀具的动平衡问题。
　　2.提高进给速度
* }4 y4 [. a' w* L  W+ R　　采用修光刃技术进行大进给加工，既可以提高加工效率，又可以降低制造总成本。
  b6 P9 {4 O/ C8 Q2 G, f　　大进给铣削已经存在很长时间了，而车削类型的大进给则是近几年来国际上技术领先的刀具供应商都在大力推广的一种新技术。这种技术被普遍称为“Wiper”技术，它用一个短的直线或短的大半径圆弧来联结刀尖圆角和副切削刃，从而降低已加工表面的粗糙度。使用这种技术能在维持原有生产节拍的条件下大幅度降低工件表面粗糙度值，提高表面质量；也可以在保持原来工件质量的前提下大大减少加工时间，提高加工效率。如果使用f＝0.63的相同进给率，R0.8普通刀片加工的工件表面粗糙度约为16μm，而使用Wiper刀片(MW槽形)加工的工件表面粗糙度仅为2.5μm，如果用R0.8普通刀片要达到2.5μm的工件表面粗糙度，需要将进给率减小到约f=0.22。
　　使用Wiper技术能在保证相同的表面质量时使用更高的切削参数，这意味着生产效率的提高。那么，Wiper技术的刀片还提供的另一种可能性，即在相同的进给率时能获得更好的表面质量。如果我们原来需要半精加工，也许由于使用Wiper技术就可以不需要了。这就是我们在后面将要论述到的减少加工工序的问题。
　　目前国际上正在推行的所谓“高性能加工”则是铣削上使用大进给的典型代表。不少国际着名刀具厂商都提供这样的刀具。这类刀具普遍采用小的主偏角以降低径向切削力对刀具变形的影响，从而可以将非常大的进给用于实际加工，以提高切削效率。
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