■ 上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司 （山東 266555） 孟慶鵬

我公司機(jī)加工缸體線B15機(jī)型，單模塊共有28臺(tái)CNC機(jī)床、188支各種類型刀具（鉆頭、絲錐、鉸刀、鏜刀和銑刀）參與加工。受缸體加工材質(zhì)硬（灰口鑄鐵）、加工內(nèi)容多及加工參數(shù)設(shè)置不合理等因素的影響，部分刀具實(shí)際壽命低于理論刀壽，有些甚至不足原刀具壽命的50%。

過低的刀具壽命，嚴(yán)重增加了刀具成本，且增加了員工換刀及測(cè)量時(shí)間。為消除浪費(fèi)，節(jié)省成本，增加效益。刀具團(tuán)隊(duì)從“問題解決”、“刀具磨損”、“刀具涂層”和“新技術(shù)引入”四個(gè)方面入手，不斷提升刀具壽命。

1. 問題解決

建立換刀記錄表（見圖1），記錄每一把刀具的實(shí)際壽命，根據(jù)幾個(gè)月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出前10位不到壽刀具（見表1），并針對(duì)不到壽原因分別從加工參數(shù)、加工工藝等方面進(jìn)行優(yōu)化提升刀具壽命（見圖2、表2）。通過一年的不斷驗(yàn)證、跟蹤解決，相關(guān)問題均得到有效解決，刀具壽命得到很大提高，年節(jié)約效益累計(jì)約142萬元，節(jié)約換刀及測(cè)量時(shí)間累積69 014min。

2. 刀具磨損

刀具磨損后將影響切削力、切削溫度和加工質(zhì)量，因此必須根據(jù)加工情況規(guī)定一個(gè)最大的允許磨損值，也就是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)通常是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達(dá)到的最大值，以VB表示。制定鈍損標(biāo)準(zhǔn)需考慮被加工對(duì)象的特點(diǎn)和加工條件的具體情況。我司發(fā)動(dòng)機(jī)工廠已投產(chǎn)8年，刀具理論壽命為項(xiàng)目初期設(shè)定，當(dāng)初為保證項(xiàng)目的順利推進(jìn)，部分刀具的理論壽命設(shè)置偏低，造成很大的浪費(fèi)。

圖 1

圖 2

表 1

表 2

針對(duì)該問題，刀具團(tuán)隊(duì)首先從數(shù)據(jù)上入手，統(tǒng)計(jì)長期可做至理論刀壽的刀具清單，逐把刀具測(cè)量其磨損量，通過試驗(yàn)單的形式（見圖3）根據(jù)實(shí)際磨損量（見圖4）逐步將理論壽命提高至合理數(shù)值。通過不斷驗(yàn)證、跟蹤，累計(jì)提升了7把刀具的理論壽命，年節(jié)約效益累計(jì)23.65萬元，節(jié)約換刀及測(cè)量時(shí)間累積9 202min。

3. 涂層

現(xiàn)代刀具涂層技術(shù)是20世紀(jì)60年代末發(fā)展起來的技術(shù)，該技術(shù)采用了在刀具表面涂覆TiN、TiC、TiCN、Al2O3和TiAlN等硬質(zhì)薄膜涂層，使其表面硬度高、潤滑性好、化學(xué)性能穩(wěn)定，因此，可以大幅度提高刀具使用壽命。

圖 3

圖4 刀具磨損狀態(tài)前后對(duì)比

2016年我司積極引進(jìn)世界涂層行業(yè)領(lǐng)先的巴爾查斯Balinit Pertura涂層，該涂層具有優(yōu)化納米層，對(duì)納米基層結(jié)構(gòu)優(yōu)化的配置達(dá)到了殘余應(yīng)力、硬度和斷裂韌性之間的完美平衡，耐磨性明顯增加，并抑制裂紋的擴(kuò)散。此外，更高的紅硬性顯著增強(qiáng)了對(duì)磨損的保護(hù)，因?yàn)樗鼫p少了粘附的敏感性，促進(jìn)了排屑能力。

涂層技術(shù)的引入，大幅度提高了鉆頭壽命，經(jīng)過1年的驗(yàn)證，累計(jì)已推廣至6款刀具，壽命平均提升40%以上，年節(jié)約效益累計(jì)34.81萬元，節(jié)約換刀及測(cè)量時(shí)間累積18 832min。

4. 新技術(shù)

一直以來深孔的加工都是我司比較頭疼的問題，目前我司由T C B05005（理論刀具壽命400min）加工主油道孔，由TCB09014（理論刀具壽命900 min）加工回油孔。長期以來都存在斷刀及不到壽命問題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。2016年刀具團(tuán)隊(duì)引入行業(yè)內(nèi)球頭直槽鉆頭，更改刀具的幾何參數(shù)：前角由30°改為0°，主偏角由120°改為球形漸變角度，刀尖圓弧半徑由0改為4.8mm（見圖5）。

刀具幾何參數(shù)的變化，改變了刀具加工時(shí)的切削力及切削溫度，進(jìn)而減小了刀具的磨損，提高刀具壽命，減少刀具斷刀。球頭直槽鉆的引入大幅度提升了刀具壽命，TCB05005壽命由400件提升至1 000件，TCB09014壽命由900件提升至2 000件。極大減少了停機(jī)換刀及測(cè)量時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。年節(jié)約效益累計(jì)21.84萬元，節(jié)約換刀及測(cè)量時(shí)間累積8 200min。

圖 5

5. 結(jié)語

汽車行業(yè)的競爭日趨白熱化，誰能提供“低成本、高價(jià)值”的產(chǎn)品，誰就能在“紅?！敝辛⒂诓粩≈?。2016年，我們通過以上四個(gè)方面的努力，累計(jì)完成刀具壽命提升工作25項(xiàng)（占刀具總數(shù)的27%），累計(jì)節(jié)約金額94.49萬元，節(jié)約換刀及測(cè)量時(shí)間105 248min。作為年產(chǎn)近60萬發(fā)動(dòng)機(jī)的主機(jī)廠，每一次優(yōu)化，每一次壽命提升都將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益，后面需要我們繼續(xù)探索，持續(xù)不斷優(yōu)化，用最小的成本，制造最優(yōu)良的產(chǎn)品。

[1] 趙炳幀，商宏謨，辛節(jié)之.現(xiàn)代刀具設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2014.