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切削刀具新规则

文字:[大][中][小] 发布时间:2013-9-5  浏览次数:962

  为了应对不断变化的生产需求和越来越具有挑战性的工件材料,切削刀具技术正在快速发展。当今的机械加工厂需要以一种与过去不同的方式来看待它们的切削刀具以及刀具供应商。
  引言
  在金属切削行业,除了采用先进技术以外别无选择。未来的加工需求越来越大,只有采用先进加工技术才能满足这些需求。
  山特维克可乐满公司负责航空刀具开发的项目经理Chris Mills指出,以航空制造业为例,为了满足该行业今后20年的制造需求,需要将制造加工能力在现有基础上增加2倍。如何才能做到这一点呢?能否在加工工艺保持现有水平的情况下简单地将加工机床的数量增加2倍呢?这几乎是不可能的。增加现有技术水平机床的数量就意味着要增加同样比例的机床操作工人,这是难以想象的,因为如今的机械加工厂很难雇用到足够的合格工人来操作机床。因此,加工能力增加2倍的需求必须通过技术进步来满足,即利用现有数量的切削加工人员来完成更多的工作量。
  那么,这些技术进步又从何而来呢?机床当然包括在内,它们的速度越来越快,精度也越来越高。但是,工件本身并非是以同样的渐进方式在发展,它们基本上是在不停地变化。如今,被加工工件不仅在精度、交货期和质量上要求越来越高,而且越来越多地采用许多加工车间以前从未遇到过的难加工材料来制造。这些材料包括钛合金、镍基合金和蠕墨铸铁(CGI),此外还包括各种工程复合材料(在越来越多的应用场合,复合材料正在取代金属材料)。换句话说,如今工件发展的速度和力度都超过了用于切削它们的机床。为了弥补机床与工件之间存在的差距,并使加工能力赶上加工需求,在如今的金属切削行业,最重要的技术进步将来自切削刀具。
  切削刀具——以及刀具供应商——的作用正在发生越来越快的变化,超过了加工流程中的任何其他要素。事实上,切削刀具的变化如此之大,以至于任何锐意进取的机械加工厂现在都需要重新评估其有关切削刀具的观念。它们不仅需要研究如何选用特定的刀具,而且需要重新审视影响整个车间刀具应用的基本理念。在这些核心理念中,有些在今天已经陈旧过时,因为切削刀具的规则已经发生了变化。
  最近,有三家与切削刀具相关的公司提供了一些有关当今的机械加工厂需要如何以不同方式来思考刀具应用问题的精辟见解。这些公司包括:①金刚石创新公司(Diamond Innovations):具有世界领先水平的立方氮化硼(CBN)和聚晶金刚石(PCD)刀具材料供应商;②精密多马公司(Precision Dormer):由两家提供高效钻削刀具和螺纹加工刀具的公司组成的联合体;③山特维克可乐满公司(Sandvik Coromant):世界排名第一的金属切削刀具供应商。
  这些公司的工程专家们列举了一系列在当今影响切削刀具特性和应用的要素,其中的一些要素包括:
  (1)具有挑战性的工件材料。包括替代金属的材料和难加工合金材料。其中有些材料的可加工性还不到钢的1/4,并且有些材料的价格可高达每磅数百美元。
  (2)日益复杂的工件几何形状。例如,薄壁工件和复杂形状的航空零部件。
  (3)大型尺寸工件。尤其是对涡轮机和各种重型机械零件的需求日益增大。这些工件很高的每件成本对加工提出了很高要求。
  (4)日益特殊的质量和性能要求。例如,对被加工航空零件表面抗疲劳强度的要求。
  目前,这些要素正促使一些领先的加工车间以新的方式来考虑它们的刀具应用。上述三家刀具供应商特别提出了以下5条刀具新规则,机械加工车间和加工厂在考虑它们的刀具应用技术以及刀具供应商时,必须遵循这些规则。
  规则1:用你的机床完成更多加工任务
  加工车间将一种刀具改换为另一种不同刀具的最常见理由是提高刀具寿命。如果新的刀具在现有工艺中能获得更长的使用寿命,就可以为车间节约加工成本,包括换刀成本和与更多的换刀操作相关的人工成本。
  追求更高生产效率的加工车间还会为了提高加工速度而采用新的刀具。如果一种新的刀具可以胜任速度更快的加工工艺,从而大幅提高金属切除率,它就能以一种更为显着的方式为车间节约加工成本。也就是说,刀具能通过使每个生产班次加工出更多的工件,而有效提高车间的生产能力。
  提高刀具寿命和加工速度这两种工艺改进措施代表了重要的投资回报方式,以及采用高效刀具的重要理由。但是,对利用刀具改进工艺的各种方式的探索不应该就此止步,因为刀具还具有更大的潜力,可以实现更多的成本节约。致力于提高其生产能力的加工车间需要努力探索各种不同的方式,使先进刀具不仅能拓展或加快现有的加工工艺,而且还能变革加工工艺。
  (1)改变钻削工艺
  Precision Dormer公司的产品经理Andrew Hunter列举了一个看似简单,实际上被严重忽视了的改进加工刀具的例证。他明确分析了当今精密钻削加工技术的现状。他指出,如今在许多孔加工中,已经不再需要使用铰刀。现在能以更高的成本效益制造出比过去质量标准更高的钻头,从而有可能使加工车间仅仅通过钻削工序就能达到所需要的孔加工精度和质量要求。但是,在许多加工车间,打定心孔→钻孔→铰孔的传统孔加工工序已经习惯成自然,以至于很难认识到这种工序流程正是不必要的加工成本的来源。
  Precision Dormer公司经常向加工车间提出建议,某些铰削工序可能完全没有必要。通过改变切削参数,采用与车间已在使用的大致相当的钻头,就可能加工出符合质量要求的孔。如果达不到质量要求,该公司可以帮助车间快速搜寻和评估可能性能更佳的其它钻头。即使这种新钻头的价格稍贵一些,但与在孔加工中省去了不必要的刀具以及换刀时间所节约的成本相比,新钻头增加的成本就显得微不足道了。
  (2)其他工艺变革
  山特维克可乐满公司产品开发专家Bill Tisdall参与了该公司大部分新型刀具设计的测试与改进工作。他认为,通过其他各种方式对刀具技术进行根本性变革,可以显着提高生产率。他敦促加工车间认真考虑一下采用正确的刀具可以带来以下这些潜在的益处:
  ①充分利用机床性能
  你所采用的刀具技术是否能使如今正变得越来越常见的机床技术进步得到充分而有效的发挥?
  日益常见的机床技术进步的一个重要例证就是在最新式的机床上,已开始流行高压冷却技术。而只有极少数加工车间使用的刀具能够使如今的机床已有可能提供的70巴高压冷却液的技术优势获得充分利用。山特维克可乐满的CoroTurn HP刀具就能充分利用高压冷却的优势。通过将高压冷却液流精确地聚集于车刀切削刃上方的一点,该刀具能将冷却液流转化为一个水楔,从而加快排屑速度,在加工难加工材料(如Inconel 718高温合金)时,刀具寿命可以提高50%,切削速度可以提高20%。
  ②缩短装刀时间
  山特维克可乐满公司开发的Coromant Capto刀柄系统已成为一种车削加工快换刀具的行业标准。利用Capto刀柄,可以实现更换的刀具或另一种新刀被快速锁紧到位,而不必调整刀具位置或重设刀具偏置量。同样的Coromant Capto技术理念也可以应用于旋转刀具,因此,新的或用于替换的铣削和钻削刀具也能快速更换和锁紧到位,而不会因为换刀而造成任何耽搁。
  QS系统是该公司开发的另一种可缩短装刀时间的工具系统,主要应用于瑞士式车床。使用QS系统,刀具可以快速滑进和滑出,自动定心并锁紧到位。据一个瑞士式车削加工车间计算,一台瑞士式车床每年通过用QS系统缩短装刀时间就可以节约10万美元。基于这一结果,该车间的老板在其余的瑞士式车床上都配备了同样的工具系统。
  ③实现无人值守加工
  除了刀具寿命和切削速度以外,还应该考虑和评估所用刀具的可靠性。许多车间还没有充分认识可提供高水平性能一致性的刀具所具有的潜在价值。
  为什么刀具性能的一致性具有很高的价值?因为它能将加工过程转化为潜在盈利性最高的无人值守加工方式——通过将操作工人从机床上充分解放出来,使他们可以去操作额外的机床、检测工件或从事一些与“5S”或其它精益制造相关的工作,与此同时,机床仍能保持正常运转。山特维克可乐满公司将其称为“绿灯生产”。如果加工车间或加工厂能够有把握地预测出需要更换刀具的确切时间,那么它们就能放心地以这种无人值守方式运行其加工流程,而无需操作者时刻守在机床旁照看加工。
  山特维克可乐满的GC1125和GC1515是专门为“绿灯生产”而设计的刀具新牌号。这些刀片的可靠性来自于涂层与基体之间的良好平衡。基体稍微有点软,以提高刀具的韧性和性能一致性,同时,涂层的成分又能提供所需要的耐磨性。这些刀具还具有非常锋利的切削刃,这是“绿灯生产”的另一个重要特点。锋利的切削刃有助于消除毛刺,而消除毛刺对于长时间无人值守加工特别重要,因为采用这种加工方式的车间不希望在加工完成后,大批工件还必须等待进行去毛刺加工。规则2:需要加工专业知识
  当刀具制造商开发更高性能的切削刀具时,他们通常是通过为特殊的加工工艺定制刀具和工具系统而获得这种高性能。随着刀具供应商越来越频繁地针对日益增多的特定加工用途而开发刀具,可选刀具的范围和种类也在不断增加。其结果是,对于那些希望获得具有竞争性的加工性能和生产效率的车间来说,如今已不可能期望仅仅依赖从普通刀具产品目录中挑选出来的通用刀具来达到这一目的。
  事实上,由于存在太多的选择,如今的加工车间已不能期望只依赖它们自己的知识来寻找正确的刀具产品。它们需要做的是寻找正确的刀具供应商。任何刀具企业的专业知识不再被认为只是一种令人愉悦和偶尔有用的产品附属物。如今,成熟的加工厂必须期望并要求刀具供应商提供有用的刀具专业知识,作为购买其刀具产品的一个组成部分。
  这些刀具专业知识可能具有不同的形式,主要包括:
  (1)有关材料的专业知识
  Precision Dormer公司的Andrew Hunter列举了针对特定的被加工材料定制钻头性能的各种不同方式。在过去,可能仅仅将刀具分为“涂层刀具”和“非涂层刀具”就足够了。而现在,存在着可满足加工不同工件材料需求的、范围非常广泛的各种涂层成分和结构。即使现在人们对刀具基体也倾注了越来越多的注意力,但涂层技术仍然是当今刀具研究和开发最重要的领域。还有一个重要领域则是刀具本身几何结构的创新设计。
  通过对这三个要素以及其它一些因素的专门设计,不仅可以定制切削难加工材料用的刀具,而且也可以定制用于切削看似易于加工材料的刀具。无论用于切削何种类型的被加工材料,刀具供应商都应该能够遴选出可获得更好加工性能的正确刀具。
  以铝加工刀具为例。一种为铝加工而设计的钻头其材料含钨量很高,从而使刀具表面非常光滑,可避免产生积屑瘤。此外,钻头的几何结构应能伸展和分断切屑,以抑制铝易于形成软而粘切屑的趋势。通过考虑这些要素,可确保该钻头在加工任何特定的金属或非金属材料时,都能获得最佳切削性能。
  Precision Dormer公司开发的CDX-Inox钻头是为加工特定材料而定制刀具的另一个实例。该钻头通过采用一条细棱带,减小与工件表面的接触,从而可避免在钻削不锈钢时常见的加工硬化现象。正的几何角度和内冷却供液孔有助于进一步解决不锈钢的断屑和排屑问题
  (2)有关工件的专业知识
  对于选择刀具同样至关重要的另一个因素是工件的几何形状。为了加工一种具有一些可达性很差的几何特征的复杂工件,加工车间可能需要对非标刀具进行大量投资,以克服极具挑战性的余隙加工难题,以及被迫采用效率很低的切削方式,以应对使用性能不佳的刀具可能造成刚性差和支承不良的问题。
  一个专业刀具供应商不仅应该具有关于材料的专业知识,而且应该具有关于工件的专业知识,能够提供为难加工的工件类型而定制的加工系统。难加工工件类型的一个实例是涡轮机的转轮和机壳。这些复杂零件通常是用难加工的合金制成,其廓形特征通常是具有各种困难的公差要求的凹腔。为了应对加工这些零件的特殊困难,山特维克可乐满公司开发了SL70/40模块式工具系统。这是一种可组装的快换工具系统,可以对几乎任何涡轮机转轮或机壳的几何特征进行稳定的重载加工。通过将几种模块化组件组装成不同的结构,该工具系统就能以针对不同涡轮特征的正确公差提供正确的加工支持,同时,该工具系统还集成了高压冷却(HP)技术,在加工难加工材料时可将高压冷却液输送到切削刃上方的正确位置。
  (3)有关终端市场的专业知识
  不同的行业具有不同的加工要求,刀具供应商应该能够帮助加工车间满足这些要求。某些材料本身正具有越来越鲜明的行业特征,一个典型的例子就是复合材料。目前,Precision Dormer公司正为开发用于航空工业的复合材料钻削刀具及其应用技术而大量投资。
  某些零件的加工挑战也与特定的行业有关。山特维克可乐满公司的航空项目开发经理Chris Mills以工件的表面完整性为例来说明这一点。在航空工业以外的其他行业,表面完整性并非加工车间必须共同面对的关键考核指标。然而,在航空工业,加工产生的力和温度有可能引起工件的显微硬度变化、塑性变形和残余应力,这些都可能导致精密航空零件的性能不合格。
  山特维克可乐满研究了这种现象,并重点分析了刀具的切削刃后刀面磨损对加工表面质量的影响。在此基础上,该公司开发出了能够控制这种磨损的刀具和切削技术,从而使航空零件供应商能够满足甚至是最严格的表面完整性要求。
  (4)定制刀具的技术咨询
  对于标准刀具,可能并不总是需要技术咨询。通过参与工艺设计,刀具供应商还能确定定制刀具在哪些加工场合能够真正创造最大价值。如果刀具供应商具备了与车间的特定加工挑战相关的丰富知识,那么定制刀具时可能只需要在标准刀具基础上进行不大的改动即可,例如,可能只需在已经非常接近车间加工要求的标准刀具上增加一个特定的角度,就能满足加工要求。
  规则3:更多地利用PCD、CBN刀具
  金刚石和类金刚石刀具(聚晶金刚石PCD刀具、立方氮化硼CBN刀具和金刚石涂层刀具)在先进切削加工中的应用正在日益增加,所占的份额也在不断扩大。
  Diamond Innovations公司的加工产品经理Jim Graham认为,这是一种必然趋势。对PCD和CBN的研究开发使这些刀具材料的通用性和成本效益不断提高。同时,此类刀具的切削速度和刀具寿命将加工工艺的性能提高到了硬质合金刀具难以企及的水平。
  事实上,金刚石及相关刀具与上述刀具新规则的第1条和第2条都有关系。通过延长刀具寿命和加大切削用量,可以降低换刀频率、提高工件加工速度,从而提高机床加工能力。同时,在刀具专家为不同行业要求日益严格的切削加工所定制的解决方案中,此类刀具的应用也越来越多。以下是一些例子。
  (1)切削加工高性能零件
  在汽车制造业,为了提高发动机性能,正越来越多地采用各种难加工材料制造发动机零件,如采用特殊合金制造进气和排气阀座圈,以及采用蠕墨铸铁(CGI)制造其他一些发动机零件。
  与传统的常规铸件相比,这些新型铸件的切削加工难度要大得多。为了应对汽车零件加工的此类挑战,CBN刀具已被证明是非常有效的解决方案。
  不过,航空制造业也许可以为采用先进的超硬刀具来提高加工效率提供更大机遇。新型飞机的设计将对钛金属(包括各种复合材料-钛材料)的加工创造出更大的需求,而加工车间利用其现有的加工工艺将不可能满足这种需求。为了增加生产能力,许多加工车间必须大幅度提高零件的加工速度,而在正确的加工场合,金刚石刀具(包括金刚石涂层刀具)能够大幅度提高钛合金的加工速度。
  在更先进的零件与更先进的刀具之间有着直接联系。随着汽车制造商不断采用性能更好的材料来制造关键零件,金刚石刀具正日益成为加工这些材料最有效的手段。在航空制造业情况也与此类似,金刚石刀具能够解决对钛合金加工能力的需求不断增大的难题
  (2)钻削加工复合材料
  金刚石刀具在航空零件加工中的另一种应用已经超越了严格意义上的“金属切削”范畴,因为其加工对象是正在逐步取代某些金属零件的复合材料工件。Precision Dormer公司的钻削专家将复合材料加工视为金刚石刀具(以及其他一些高效刀具)能够大幅度提高加工效率的关键领域之一。该公司的复合材料加工刀具产品经理Gary Kirchoff指出,并不是每一种钻削工艺都具有充分发挥金刚石刀具性能所需的刚性、稳定性和/或很小的径跳误差。该公司针对不同水平的复合材料加工设备(从手动进给的钻床到最先进的CNC数控机床),不断设计开发各种专用钻削刀具。
  将金刚石涂层或PCD刀具应用于复合材料钻削加工时,在降低生产成本、提高加工效率上效果显着。因为在钻削高磨蚀性的复合材料时,硬质合金刀具磨损很快,而金刚石刀具的寿命可比硬质合金刀具提高许多倍。金刚石刀具还能大幅提高切削速度,从而在加工需要钻削大量孔的复合材料工件时,可使每件加工时间缩短数小时。实际上,在加工复合材料的同时,同样的金刚石刀具也能钻削某些金属材料,因此,在装配由复合材料/铝合金或复合材料/钛合金组成的复合叠层构件时,这种金刚石刀具也能发挥极高的加工效率。
  (3)金刚石刀具的应用
  但是,并非每种金属或每种材料都适合用PCD、CBN或金刚石涂层刀具加工。除了航空复合材料以外,适合用这些刀具加工的材料还包括钛、铝和淬硬钢。此外,还必须采用合适的机床,因为这些刀具需要进行高速切削,而低速机床可能无法实现此类刀具的全部价值。对机床的刚性也有一定的要求(尽管这种要求可能并不像许多人认为的那样高)。近年来,此类刀具材料的韧性和冲击韧性已经有了显着提高。
  最后,金刚石刀具(以及相关刀具)特别适合长时间切削或大批量加工,原因在于此类刀具的寿命很长,从而使那些需要充分利用全部可用刀具寿命的加工车间能用它来完成大量切削任务。
  如何知道你的车间能否通过使用PCD或CBN刀具而获益?Graham先生以加工钛合金航空零件为例,提出了一种简单的判别方法:当与面临的加工需求相比,你的车间的加工能力有限时(例如,对于所加工的零件,必须承接更多的订单,或必须完成更大的产量),采用PCD或CBN刀具可以使你通过提高加工速度——而不是通过购买新机床——来实现提高生产能力的目标。规则4:关注加工成本支出的最大源头
  影响金刚石刀具等高效刀具推广应用最有害的错误观念之一就是:认为刀具的价格等同于加工成本。Diamond Innovations公司的加工产品经理Jim Graham将其称为“标价震惊(sticker shock)”误区。比如说,一个加工车间将高效CBN刀具的价格与通用硬质合金刀片的价格进行比较,当看到价格差异较大时,就可能认为高效刀具的经济性较差。果真如此吗?
  事实上,高效刀具可能是——也可能不是——正确的选择,但是,刀具的价格在做出购买决策时应该是一个很小的考虑因素。尽管刀具的价格确实要计入加工成本之中,但通过在各个方面实现成本节约,刀具成本也会从加工成本中减除。
  为了更清楚地说明这一观点,可以这样考虑:加工厂并不向其客户提供刀具,而是提供工件,因此,工件的成本才应该是关注的焦点。而且,刀具的价格在工件的成本中只占很小的比例,因此,利用高效刀具来降低工件的总成本实际上并非难事。
  加工一个典型零件的成本来源构成表明,刀具成本仅占零件总成本的3%。与此相比,劳动力成本和机床设备成本所占的比例要大得多(约各占30%)。
  实际上,降低刀具价格对于节约加工成本的作用并不明显。你是宁愿将刀具价格降低30%,还是将切削速度提高20%?分析结果表明,假设每个零件的基准加工成本为10美元,刀具价格降低30%只能节约9美分。与此相比,切削速度提高20%则可以节约45美分,其节支效果是刀具降价的16倍——这一结果的假设条件是:为了实现将切削速度提高20%,需要将刀具成本提高50%。
  现在,你还可以尝试将刀具价格从基准成本提高一倍或两倍,再进行同样的分析计算。很容易看出,即使刀具成本的增幅很大,也不会影响通过提高加工效率而获得的节支效益。也就是说,通过应用高效刀具(即便刀具成本有所增加),从而提高切削速度,在单位时间(每小时或每班)内加工出更多的工件,就能减小劳动力成本和机床设备成本在零件总成本中的影响,最大限度地削减每件加工成本。
  此外,有些加工车间通过应用高效刀具,能够达到比表1所示更高的节支水平。可以提供长寿命和高可靠性的高效刀具使加工车间有可能成功地实现无人化“熄灯”加工(即使它们以前从未采用过这种加工方式)。如果车间能在工人下班后以无人值守方式自动进行加工,它就能充分利用以前被闲置浪费的机床加工能力,由于加工过程无需操作工人照管,而机床设备费用已由白班加工支付,因此这种加工方式的劳动力成本和机床设备成本几乎为零。这就是无人值守加工可以成为最有利可图的加工方式的原因所在,而只有利用高效刀具,这种加工方式的变革才有可能实现。
  规则5:从工艺设计一开始就需要考虑切削刀具
  山特维克可乐满负责机床投资的产品经理Jim Grimes指出,选择采用何种刀具固然重要,而在何时选择刀具同样非常重要。考虑采用高效刀具的最佳时机是在对任何新的工件或新的加工任务进行工艺分析和设计的开始阶段。为了完成新的加工任务,你将采用何种切削刀具?这一问题与“你将采用何种机床”的问题同样重要。
  当然,在你选定最合适的加工机床之前,你还无法确定所使用的切削刀具。对于某些工件而言,在开始阶段,可能并不清楚是用加工中心还是用车床来加工更为合理,因此,在此时就决定购买何种刀具显然为时尚早。但是,加工车间往往会犯与此相反的错误,它们首先买来加工机床,然后再考虑应该配置何种刀具。这种做法所冒的风险几乎与未确定机床就先购买刀具的风险一样大,因为一旦购买了机床,加工车间就可能将自己锁定在由机床技术参数和功能特点所限定的范围之内,从而使其不可能再采用能发挥最大加工优势的高效刀具。换句话说,如果不同时考虑刀具和机床,加工车间也许就会剥夺自己本来有可能实现的节约加工成本的许多机会。实际上,加工车间甚至可能会在机床上花费更多的冤枉钱,因为通过选用正确的刀具,车间就有可能购买载荷较小或价格较低的机床。
  以下是为何应在一开始就考虑切削刀具的几点更为特殊的理由:
  (1)优化工艺参数
  预先知道你将采用哪些刀具来加工某一种或某一类新的工件,你就可以清楚地了解,每一种刀具采用什么样的主轴转速、进给率、功率和扭矩最理想。了解了工艺参数的范围,加工车间就能选择能够精确提供这些工艺参数的机床。
  此外,较早确定了刀具加工需求的车间可能会发现,仅有一种刀具需要较高的扭矩或功率,也就是说,只需要对一种刀具进行性能妥协,就可以实现购买功率小得多、价格也便宜得多的机床的目的。
  (2)确定机床功能
  某些机床功能特点对于充分利用某些类型的高效刀具必不可少。例如,某些用于车-铣机床的复杂刀具要求机床必须具备B轴定位功能,而加工车间可能不希望今后再在机床上加装这种功能。
  一个更能说明问题的例子是前述山特维克可乐满的CoroTurn HP刀具。为了提高切削速度、延长刀具寿命,该刀具采用精确对准加工部位的高压冷却液流形成水楔效应,将切屑“托起”并排出切削区。但如果机床本身不具备高压冷却功能,就无法实现CoroTurn HP刀具的这种优势。
  (3)合并刀库存刀位置
  模块化刀具可以在同一个刀体上快速更换不同的铣削刀头和钻削刀头,从而无需在每次换刀后都对刀具重新进行测量。如果加工车间预先知道将要采用这种模块化刀具,就可以选用一种刀库中存放刀具位置较少的加工中心。这样,可以将大部分存刀位置留给机床经常使用的常用刀具,而只需利用少量的模块化刀体,就能满足选用所有其他只是偶尔才会使用的刀具的需求。
  (4)合并加工工序
  有些加工车间甚至可以考虑利用先进刀具来削减原来需要额外购置的机床。例如,为了加工至关重要的深孔,可能需要采用分序加工方式,为此,车间可能需要专门购置高刚性镗床,因为用于完成其余加工任务的车床或加工中心无法提供深孔加工所需要的稳定性。不过,采用阻尼刀具又如何呢?山特维克可乐满公司已经开发出了采用内部阻尼技术的镗杆,它能抵消刚性较差的机床在加工中所产生的振动。如果采用这种刀具,就无需再购置高刚性镗床进行分序加工。
  并不是所有的加工车间都非常清楚诸如阻尼镗杆这样的刀具技术创新,但这些先进刀具确确实实存在。经验丰富的刀具供应商应该准确地知道何时应用这些刀具。
  需要重复强调的是,刀具供应商应该尽早参与到工艺分析与设计之中!机床技术正在不断发展,但刀具技术的发展速度甚至更快。前述的阻尼镗杆、金刚石刀具以及其他许多例子都表明,你正在考虑购买的新机床或许能够完成比你想象的更多的加工任务。充分利用当今不断涌现的先进刀具,可以使你的新机床(或原有的机床)发挥最大效用。
  小结
  对本文提出的刀具新规则小结如下:
  (1)用你的机床完成更多加工任务:选择刀具时,不要只考虑更长的刀具寿命和更快的切削速度,创新刀具还能变革加工工艺和拓展机床的加工能力。
  (2)需要加工专业知识:鉴于刀具技术的选择范围不断扩大,刀具供应商的专业知识必须成为刀具产品必不可少的一个重要组成部分。
  (3)更多地利用PCD、CBN刀具:金刚石刀具可以拓展机床的加工能力,还能用于为要求更苛刻的加工任务而定制的专门解决方案之中。
  (4)关注加工成本支出的最大源头:与刀具在加工的其他方面所能实现的成本节约相比,刀具的价格微不足道。
  (5)从工艺设计一开始就需要考虑切削刀具:不要只是在购买了机床以后再考虑配置刀具。在工艺设计开始时就选择刀具有助于确保为加工任务选用正确的机床。