對(duì)于節(jié)拍短、生產(chǎn)線長(zhǎng)、產(chǎn)品復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)加工自動(dòng)線來(lái)說(shuō)，在刀具進(jìn)行優(yōu)化之前，要合理設(shè)定機(jī)床供應(yīng)商原配備刀具(機(jī)加工自動(dòng)線所用刀具絕大多數(shù)為非標(biāo)刀具)的刀具壽命，是一個(gè)十分值得注意的工作重點(diǎn)。設(shè)定得合理可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低刀具成本;反之，刀具成本上升，工件廢品連續(xù)出現(xiàn)，機(jī)床開(kāi)動(dòng)率降低，加劇機(jī)床損壞，從而達(dá)不到精益生產(chǎn)的目的。
刀具壽命的合理設(shè)定，其目的就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，用最低的刀具成本加工出最多的合格產(chǎn)品。但對(duì)機(jī)加工自動(dòng)線來(lái)說(shuō)，它不同于單人單機(jī)。機(jī)床的生產(chǎn)能力———節(jié)拍，決定了刀具的切削參數(shù)，因此不能為了提高刀具壽命而降低切削參數(shù)。在節(jié)拍既定的前提下，影響刀具壽命的條件因素也是既定事實(shí)時(shí)，要給每把刀具設(shè)定較合理的壽命，可以說(shuō)它需要一個(gè)TEAM的群策群力。刀具供應(yīng)商、刀具修磨工、刀具調(diào)整工、生產(chǎn)操作工及技術(shù)支持部門各方通力合作，才能給定一個(gè)合理值。我們通過(guò)摸索、試驗(yàn)，最終達(dá)到能較合理地定值各種刀具的壽命。具體介紹如下。
1借鑒
設(shè)定刀具壽命首先可以合理借鑒推薦值。推薦值即為刀具供應(yīng)商所薦之值。但有些推薦值因機(jī)床、冷卻液、工件材質(zhì)、切削參數(shù)、工件加工技術(shù)要求等因素不同，也有不適宜實(shí)際使用情況的，故必須有一定的認(rèn)證過(guò)程。盲目實(shí)施或許會(huì)嘗苦果。
例如我們動(dòng)力總成廠V6發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋線，OP90工位有一把刀具(編號(hào)為CH9003)是加工缸蓋座圈導(dǎo)管的先導(dǎo)刀，刀具切削刃材質(zhì)為PCD。刀具供應(yīng)商給該先導(dǎo)刀的壽命推薦值為24h，機(jī)床加工一只導(dǎo)管孔為4.4s，一個(gè)工位加工3只導(dǎo)管孔，需414×3=13.2s。即先導(dǎo)刀的壽命為24×3600÷13.2=6545件。\\r\\n機(jī)床供應(yīng)商在設(shè)備驗(yàn)收階段，該刀具能滿足產(chǎn)品加工要求。但當(dāng)設(shè)備驗(yàn)收結(jié)束后，預(yù)試生產(chǎn)階段不久，卻出現(xiàn)了不能滿足加工技術(shù)要求的廢品工件(即座圈對(duì)導(dǎo)管的跳動(dòng)量超差)。當(dāng)初我們以為是后續(xù)工序的6刃CBN鉸刀原因，但調(diào)換新鉸刀后仍有廢品出現(xiàn)。最后經(jīng)過(guò)多方查找才發(fā)覺(jué)是CH9003先導(dǎo)刀所致。CH9003刀具經(jīng)過(guò)幾次的使用，發(fā)現(xiàn)該刀具每次加工到700多件缸蓋時(shí)，由于刀具磨損后加工出缸蓋達(dá)不到產(chǎn)品要求，跳動(dòng)出現(xiàn)超差。最后我們將該刀具壽命設(shè)定為700件，終于使缸蓋的座圈對(duì)導(dǎo)管的跳動(dòng)量100%滿足技術(shù)要求。
2試驗(yàn)
根據(jù)不同的刀具，不同的加工工件，不同的加工方法，我們可以觀察刀具達(dá)到正常磨損VB量的刀具壽命;也有采用在規(guī)定的加工條件下，按質(zhì)完成額定工作量的可靠性壽命;還可以保持工件尺寸精度的尺寸壽命及刀具達(dá)到規(guī)定承受的沖擊次數(shù)的疲勞壽命等。
一般刀具我們可以通過(guò)實(shí)際使用綜合設(shè)定值，即通過(guò)幾個(gè)階段的工件加工情況最后確定加工件數(shù)。如銑刀盤我們根據(jù)其粗加工與精加工的不同情況，根據(jù)刀片的磨損量，工件加工的粗糙度，工件邊緣的崩口情況，工件加工尺寸、毛坯余量的變化來(lái)確定其壽命。一般來(lái)說(shuō)，確定銑刀盤、鉸刀、鏜刀的壽命比較容易，確定鉆頭比較難定，尤其是易斷的深孔鉆頭更加難定。但各種刀具壽命的數(shù)據(jù)采集幾乎一樣。具體操作舉深孔鉆一例
新鉆頭剛使用時(shí)沒(méi)什么推薦值。鉆頭壽命數(shù)據(jù)采集的方法為:第一根新鉆頭加工3000件時(shí)鉆頭折斷;第二次加工3980件時(shí)孔徑偏小(不可取);
第三次加工2500件時(shí)切削刃崩刃。
根據(jù)以上三次加工數(shù)據(jù)，可以設(shè)定鉆頭第一次壽命為2500×80%=2000件，以后鉆頭每加工2000件正常調(diào)換。如果鉆頭不折斷、不崩刃、孔徑正常，刀具未嚴(yán)重磨損等，那么連續(xù)三次以后再可調(diào)整壽命為2500×90%=2250件。繼續(xù)使用三次后正常，再調(diào)整壽命為2500×95%=2375件。以后每三次提高5%壽命，直至最后刀具出現(xiàn)VB磨損量超標(biāo)或其它如刃口崩刃等現(xiàn)象時(shí)。其刀具壽命比出現(xiàn)異常時(shí)減10%，為現(xiàn)階段的壽命。
反之，在第一次初設(shè)壽命后，鉆頭在加工1980件時(shí)出現(xiàn)折斷或1800件時(shí)折斷，那么壽命要降低。如第四根鉆頭加工至1800件時(shí)折斷，那么第五根鉆頭加工到1800×80%=1440件時(shí)要拆下來(lái)檢查鉆頭磨損情況。對(duì)橫刃、主切削刃、副切削刃、主后面、后角等進(jìn)行目檢，如一切正常，可以在第六根時(shí)提高到1800×90%=1620件。當(dāng)加工到1620件時(shí)再檢查刀具，如一切正常，第七根加工至1800件時(shí)再拆下來(lái)進(jìn)行目檢。如正常，第八根和第九根繼續(xù)加工1800件，再進(jìn)行刀具檢查，如仍正常，那么可以認(rèn)為第四根鉆頭在1800時(shí)折斷是偶然因素。同樣方法可以確認(rèn)1980件折斷的原因。
刀具使用一段時(shí)間后確認(rèn)壽命
采用這種方法設(shè)定壽命更趨合理。如PT發(fā)動(dòng)機(jī)車間V6缸體線，OP30工序的7工位、8工位的深孔鉆，當(dāng)初供應(yīng)商的推薦值為3000件。OP30加工主油道的深孔鉆易斷是出了名的，當(dāng)初設(shè)備試生產(chǎn)階段這個(gè)問(wèn)題外方就沒(méi)有很好解決過(guò)。深孔鉆一斷就會(huì)造成刀具成本上升，工件報(bào)廢，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)成本。由于機(jī)床的先天原因，深孔加工沒(méi)有采用槍鉆而采用麻花鉆，且麻花鉆的硬質(zhì)合金頭部焊接牢度又不過(guò)關(guān)，因此易斷似乎成了不可抗拒的事實(shí)。
在現(xiàn)存條件下，為減少斷鉆和工件報(bào)廢，合理設(shè)定刀具壽命，首先，我們查找了缸體線自生產(chǎn)以來(lái)深孔鉆的加工數(shù)量。通過(guò)半年多的加工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際加工數(shù)量不等。偶爾有加工到3000件的，但也有加工幾十件的。大多數(shù)加工1000件，發(fā)現(xiàn)其中深孔鉆在加工到1000多件折斷占較大比例，1000件以下占較小比例。其次，檢查深孔鉆在加工到1000件多一點(diǎn)時(shí)的鉆頭磨損及工件加工質(zhì)量情況:
工件孔徑尺寸加工符合要求，但孔壁粗糙度與新刀相比差一些。
鉆尖已磨損，出現(xiàn)小圓頭，使切削阻力增大。鉆頭主切削刃尚可，但已有細(xì)“白口”。副切削刃則已開(kāi)始磨損，這不利直徑方向的倒錐度保持，從而影響下次重新修磨及增大切削阻力而造成折斷。根據(jù)以上兩方面情況，最終將OP30的深孔鉆設(shè)定在1000件調(diào)換。自實(shí)施以來(lái)，斷鉆明顯減少。統(tǒng)計(jì)2000年1月至8月生產(chǎn)缸體20222臺(tái)，斷鉆69根(一只缸體需用14根深孔鉆來(lái)完成4孔油道孔的加工)，即加工293臺(tái)缸體要斷一根。調(diào)整后，9月至12月加工缸體8926臺(tái)，斷鉆21根，即加工425臺(tái)缸體斷一根。照這樣推算以年產(chǎn)3萬(wàn)臺(tái)計(jì)算，調(diào)整前要斷102.39根，調(diào)整后只要斷70.59根，鉆頭少斷32根，缸體也少報(bào)廢32臺(tái)。鉆頭按平均價(jià)格每根301.135美元計(jì)算，缸體每只1474.00元，那么一年可節(jié)約人民幣:301.135×32×8.27+1474×32=126860.37元。
