儲(chǔ)i3000-156x50（2）.jpg)
全球發(fā)電設(shè)備制造業(yè)從未如此強(qiáng)調(diào)速度。一方面，旋轉(zhuǎn)刀具訂單每年以10%-15%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，這驅(qū)使刀具生產(chǎn)商們拼命追趕。另一方面，隨著金屬切削刀具供應(yīng)商面向能源工業(yè)不斷地對(duì)刀具進(jìn)行改進(jìn)，僅在過去五年間，金屬去除率平均每年提高50%以上。而自2003年以來，伊斯卡對(duì)發(fā)電設(shè)備加工技術(shù)的研發(fā)投入增幅就超過了五倍，研制出超過1000種新品，包括從加工箱體到樅樹形葉根的所有產(chǎn)品，提高了金屬切削效率和交付速度。
此外，從早期用戶的反饋來看，這些新刀具正在不斷發(fā)揮它們的潛力。汽輪機(jī)制造商利用它們提高現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的產(chǎn)能，加快其產(chǎn)品交付速度。過去一整天才能銑削完的渦輪機(jī)葉片，現(xiàn)在只需區(qū)區(qū)數(shù)小時(shí)。過去耗費(fèi)五周甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能加工完成的大型轉(zhuǎn)子，現(xiàn)在僅需四周時(shí)間。根本原因在于這類刀具具有可實(shí)現(xiàn)更高切削速度的特點(diǎn)，進(jìn)而加快了用戶交付產(chǎn)品的速度，切削速度的重要性高于切削刃壽命或刀具成本。
雖然改進(jìn)后的刀具更耐用，但這并不是關(guān)鍵。任何刀具革新所帶來的最大潛在好處在于其戰(zhàn)略意義：提高企業(yè)盈利能力、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及可持續(xù)發(fā)展能力。在如今的發(fā)電設(shè)備制造業(yè)，當(dāng)務(wù)之急是更快地去除沒用的金屬。
金屬去除率更高，意味著立即提高現(xiàn)有設(shè)備的產(chǎn)能。
金屬去除率更高，意味著更快的交付。
金屬去除率更高，意味著由固定資產(chǎn)帶來的更高投資回報(bào)。
只要您的金屬去除率更高，您將既能提高利潤(rùn)率，又能削減零件成本。這是雙贏的策略。
從純粹的經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來看，金屬去除率更高，可以降低加工過程中三個(gè)最大的可變成本，而這些成本都具有隨時(shí)間而變化的特性，分別是人力成本、機(jī)器租賃費(fèi)或折舊成本以及間接成本。它們總共占據(jù)零件加工總成本的75%。其中任何一項(xiàng)成本都遠(yuǎn)超過刀具的成本，而后者通常極少超過零件加工成本的3%。
讓我們以一個(gè)100美元的工件為例，比如渦輪機(jī)葉片。如果刀片的使用壽命提高10%，節(jié)約3美分/每零件。如果刀片的價(jià)格優(yōu)惠10%，節(jié)約30美分/每零件。如果加工周期縮短10%，則在原來生產(chǎn)十個(gè)葉片的時(shí)間內(nèi)多生產(chǎn)一個(gè)葉片，節(jié)約達(dá)7.5美元/每零件。按照同樣的思路，如果您提前一周的時(shí)間完成原本需要一個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間加工的大型汽缸，那么，降低上萬美元的成本是完全可能的。
您更希望獲得哪種10%的節(jié)約？
金科玉律
誠(chéng)然，75%/3%的加工成本結(jié)構(gòu)早已不算什么新聞了?；A(chǔ)數(shù)據(jù)已經(jīng)存在數(shù)十年。每家刀具公司都有一套自己的理論來闡釋這些常識(shí)。
要獲得最及時(shí)的分析數(shù)據(jù)，您必須在快速發(fā)展的市場(chǎng)需求中迅速占據(jù)領(lǐng)先地位。最先進(jìn)刀具帶來的生產(chǎn)率效益總是立竿見影的。無需重置工藝或者重新編程，只要加大進(jìn)給或加快切削速度。無需花費(fèi)數(shù)月時(shí)間等待昂貴的新設(shè)備投產(chǎn)。正因?yàn)槟目蛻魺o需為此等待，他們也不會(huì)拒絕您的再次拜訪。
要想提高工廠的產(chǎn)量，最簡(jiǎn)單直接的方法僅需兩步。首先，購(gòu)買當(dāng)前性能最突出的加工刀具。其次，充分發(fā)揮刀具性能，關(guān)注金屬去除率甚于關(guān)注刀具壽命。智巧地更新刀具，通常能將渦輪機(jī)零件的產(chǎn)量穩(wěn)定地提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10至20個(gè)百分點(diǎn)，而利潤(rùn)則常常因此提升2倍或3倍，這對(duì)于制造工程師來講才算“表現(xiàn)不錯(cuò)”?？梢韵胂笠幌缕鋵?duì)瓶頸工序施加的影響。最近，伊斯卡的一款蝴蝶槽銑刀（TANGSLOT）在東德克薩斯州的一家石油機(jī)械公司立馬解決了一個(gè)瓶頸問題。它將在懸掛器主體上的原本令人棘手的開槽速度幾乎加快1倍，金屬去除率提升1倍，刀刃壽命延長(zhǎng)4倍，功耗降低15至20%。
與信息處理相輔相成
回顧過去十年間的數(shù)據(jù)處理發(fā)展趨勢(shì)，我們不難了解刀具對(duì)生產(chǎn)率的影響。用戶最大的收益并非源于機(jī)床而是源于在機(jī)床上運(yùn)行的軟件。將刀具視為“軟件”，用“軟件”提高“硬件”——數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。
其實(shí)，軟硬兼修走得更遠(yuǎn)。今天的加工選擇范圍、創(chuàng)新步伐堪比筆記本電腦上的軟件更新速度。剛安裝的最新財(cái)務(wù)軟件，很快就會(huì)被增強(qiáng)版所替代。當(dāng)你剛更新的切削刀具將進(jìn)給速度提高20%，升級(jí)的刀具產(chǎn)品就能將該指標(biāo)提升到新的高度。
刀具如同軟件，不斷推陳出新。故此，即使一年前剛剛更新了刀具，如果同期刀具供應(yīng)商在相應(yīng)領(lǐng)域做出了明顯的改進(jìn)，那么，再次更新刀具，也是應(yīng)當(dāng)考慮的。這不僅不是錯(cuò)誤的選擇，更是正確的抉擇。“舊”刀具已經(jīng)貢獻(xiàn)出比超過其自身好幾倍的價(jià)值，所以，不必猶豫，推動(dòng)更新刀具的計(jì)劃吧。刀具更新，可有效加快利潤(rùn)的積累。刀具被歸類為“耗材”非常合理：它能在有限的經(jīng)濟(jì)周期內(nèi)為您賺錢。衡量其價(jià)值的終極指征在于刀具在最出色狀態(tài)下為你賺取了多少利潤(rùn)，而不應(yīng)僅僅關(guān)注刀具壽命長(zhǎng)短以及價(jià)格高低。
總而言之：刀具技術(shù)總是處于不斷發(fā)展中，也是更新較快的一項(xiàng)技術(shù)，這樣的狀態(tài)，貫穿始末。正因如此，請(qǐng)把它看作是改善業(yè)務(wù)的一次契機(jī)吧！
更有利的幾何結(jié)構(gòu)，改進(jìn)的裝夾
發(fā)電設(shè)備加工技術(shù)的最新突破在于刀具尺寸、刀片幾何結(jié)構(gòu)和裝夾系統(tǒng)。更大規(guī)格的刀具，更適合于在大功率機(jī)床上加工大型零件，目前已作為標(biāo)準(zhǔn)刀具供貨并儲(chǔ)備于全球各中央庫(kù)。改進(jìn)的刀片幾何結(jié)構(gòu)使切削更自由，每個(gè)刀片的切削刃更多，卷屑槽的設(shè)計(jì)使得即便在更高的速度下也能控制切削熱。由切屑帶走大多數(shù)的切削熱，保證了在更快的切削速度下刀片也不會(huì)過熱。此外，新型特制刀具幾乎涵蓋了渦輪機(jī)生產(chǎn)中各零部件的金屬切削加工：轉(zhuǎn)子、渦輪盤、開放式和封閉式葉輪、葉片與汽缸、水力渦輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)，甚至是每個(gè)葉片根部輪廓。以鉆孔加工為例，CHAMDRILL變色龍鉆頭，有4種形制的可換刀頭，更換刀頭簡(jiǎn)單快捷，用于加工從鑄鐵到鎳鉻合金的一系列金屬材料，可滿足各種發(fā)電設(shè)備的加工需求。此外，鉆頭夾持于主軸即可更換刀頭，進(jìn)一步消除了重要的誤差源，并縮減了停機(jī)時(shí)間。自?shī)A緊系統(tǒng)，意味著刀頭無需鎖緊螺釘，即可實(shí)現(xiàn)自?shī)A緊，且剛性高。自?shī)A緊系統(tǒng)將刀片壓入并牢固在位置上而無需緊固螺釘，避免了安裝費(fèi)時(shí)，庫(kù)存費(fèi)事以及磨損刀體等弊端。
在銑削加工中，銑刀改進(jìn)的刀座設(shè)計(jì)和裝夾系統(tǒng)使得更多的切削力傳導(dǎo)回至刀具，使切削系統(tǒng)更穩(wěn)定可靠、進(jìn)給速度更快。大型插銑刀比側(cè)銑刀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更強(qiáng)固，可顯著提高粗加工的速度。此外，雙面螺旋刃銑刀（HELIDO）刀片的螺旋切削刃設(shè)計(jì)使得刀具可更平滑地切入工件，對(duì)機(jī)床、工件和刀具產(chǎn)生的沖擊力更小，最終獲得更高的金屬去除率。切削刃逐漸進(jìn)入工件，像剪刀剪紙一樣。立裝螺旋刃蝴蝶銑刀（HELITANG）讓主切削力指向最厚實(shí)的刀片截面，在大幅提高面銑的粗加工速度的同時(shí)，也有效保護(hù)了切削刃。通常使用這些刀具，在進(jìn)給率提高一倍所進(jìn)行的強(qiáng)力粗銑中，刀片也不容易破損。在加工汽缸和其他大型零件時(shí)，節(jié)約的時(shí)間以天為單位來計(jì)算。
刀具的改進(jìn)亦已加快了車削和切槽加工的速度。采用伊斯卡的 CUT-GRIP霸王刀，可將徑向T型槽的生產(chǎn)率平均提高50%。同樣，伊斯卡的樅樹型輪槽銑刀被證明在渦輪盤、徑向輪槽以及平衡槽的樅樹型輪槽加工中節(jié)約了大量時(shí)間。
提速指南
知道隨時(shí)間變化的可變成本與刀具成本間的75% / 3%法則是一回事，如何利用這一理論來提高作業(yè)速度則是另外一回事。下列是備忘書：
·設(shè)定作業(yè)的進(jìn)給與切削速度時(shí)，關(guān)注更快的金屬去除率甚于關(guān)注切削刃壽命。您交付產(chǎn)品的速度越快，賺取的利潤(rùn)也更多，這才是您應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化的操作策略。縱觀全局，刀具成本猶如九牛一毛。
·一旦發(fā)現(xiàn)更換刀片不僅僅是因?yàn)榍邢魅心p，就應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，選用的刀具并不太合適。請(qǐng)聯(lián)系購(gòu)買更合適高效的刀具。
·密切關(guān)注主軸功率計(jì)。
如果刀具滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，讀數(shù)始終遠(yuǎn)低于90%，可考慮換一個(gè)規(guī)格更大的刀具。如今大規(guī)格刀具的種類很多。刀具不應(yīng)當(dāng)成為您的加工瓶頸。
反之，如果讀數(shù)高于90%，選用大正前角的刀具或螺旋刃刀具可有效降低切削力，進(jìn)而可更改切削參數(shù)，提升加工效率。
·如果在過去的五年中您從未改良全廠的刀具，請(qǐng)重新審視?，F(xiàn)在就開始行動(dòng)吧。如今，發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的最新刀具平均比5年前最好的產(chǎn)品至少提速50%以上。
·積極踐行“不斷改進(jìn)，精益生產(chǎn)”的原則。
·訂購(gòu)新機(jī)床時(shí)，請(qǐng)咨詢刀具方面的建議，至少應(yīng)參考一下全線刀具供應(yīng)商的意見。刀具供應(yīng)商的刀具信息原本就比機(jī)床制造商或者集成供應(yīng)商的更豐富。刀具的改變可以大幅提高金屬去除率達(dá)30%甚至更高。
·讓刀具的切削速度更快，特別是加快進(jìn)給速度。制造商的建議往往作為首切參數(shù)供參考。在一臺(tái)性能出色、剛性佳的新機(jī)床上，運(yùn)行參數(shù)往往可以比推薦的切削參數(shù)高很多，而且安全可靠，常常對(duì)切削刃壽命影響也不大。通過適當(dāng)?shù)捻?xiàng)目改造，提高進(jìn)給率且不會(huì)縮短切削刃壽命。您將會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力、盈利能力更佳、交付能力提升。
·如果鋼質(zhì)切屑未曾因切削熱而呈藍(lán)色，那么切削速度太低了。提高切削速度不僅能增加收益，甚至能延長(zhǎng)刀刃壽命。類似地，對(duì)于鎳基合金，可以提高切削速度直到切屑呈稻草黃。
·以開放的心態(tài)對(duì)待專用刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀具。刀具供應(yīng)商的專用刀具生產(chǎn)線占據(jù)了研發(fā)投入的最大份額，它們必然具有更出色的性能。領(lǐng)先刀具制造商們的全球供應(yīng)鏈非常強(qiáng)大，幾乎隨時(shí)隨地保證供貨。先進(jìn)專用刀具帶來的產(chǎn)能收益將肯定會(huì)超出過分依賴標(biāo)準(zhǔn)刀具。
·比較易用性。您會(huì)發(fā)現(xiàn)，領(lǐng)先刀具品牌在裝卸、刀片轉(zhuǎn)位操作便利性方面優(yōu)勢(shì)突出。每天，這些優(yōu)勢(shì)都能最終體現(xiàn)為為您帶來更長(zhǎng)的機(jī)床運(yùn)行時(shí)間，更多的加工零件和更快的產(chǎn)品交付能力。
·要謹(jǐn)慎對(duì)待任何特定的“行業(yè)通用”的進(jìn)給速度與切削速度數(shù)據(jù)庫(kù)。它們通常是基于標(biāo)準(zhǔn)刀具和舊信息。對(duì)于一個(gè)要求快速交付的產(chǎn)業(yè)來說，它們過于保守。
·尋求外界幫助。您將很快得到更滿意的答案。由于刀具的選擇太寬泛、變化太快，很難讓自己始終與時(shí)俱進(jìn)。邀請(qǐng)有資質(zhì)的刀具供應(yīng)商走訪您的工廠并傾聽對(duì)方的建議。他們會(huì)很高興有這樣的機(jī)會(huì)，而且建議也是免費(fèi)的。敞開大門，接納新鮮的建議吧！
·每次運(yùn)行重復(fù)作業(yè)時(shí)，考慮重新調(diào)整它。一方面是上次作業(yè)后，或許已有更好的刀具產(chǎn)生；另一方面，你可能會(huì)輸給已經(jīng)發(fā)現(xiàn)最新刀具的競(jìng)爭(zhēng)者。
居安思危，不要讓它成為一個(gè)陷阱。
·將本文附帶的加工經(jīng)濟(jì)圖剪下來，貼在您的程序員、制造工程師和采購(gòu)經(jīng)理都能看到的地方。這有助于讓他們時(shí)刻謹(jǐn)記-更快的加工，更快的交付。
·購(gòu)買一個(gè)備用刀具。您可能需要置換刀具，更換刀片切削刃，然后再重新盡快地恢復(fù)生產(chǎn)。但幾次更換下來，所浪費(fèi)的機(jī)床運(yùn)行時(shí)間應(yīng)創(chuàng)造的收益完全可以填補(bǔ)購(gòu)買額外刀具的成本。
顛撲不破的真理
雖然刀具革新的步伐正在加快，但加工經(jīng)濟(jì)學(xué)中的75% /3%法則始終不變。在零件的整個(gè)加工成本構(gòu)成中，速度相關(guān)成本壓倒性地超過刀具成本。換句話說，運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快，則更賺錢，而不僅僅關(guān)注省錢。而且您將保持與當(dāng)今飛速增長(zhǎng)的發(fā)電裝備需求同步。去買切削速度更快的刀具，將它的潛能發(fā)揮到極致吧！
關(guān)注本刊微信訂閱號(hào)