在當前這個特殊的艱難時期，制造商們面臨著更大的競爭壓力，其中包括復雜鋼件的批量生產。

在本文中，山特維克可樂滿產品經理RolfOlofsson闡述了一種鋼件車削工序的新方法，如何降低單件成本和提升整體盈利能力。

金屬切削主要是實現兩大目標：首先，保持*大產出；其次，保持*低生產成本。每一個目標都應契合制造商的具體情況。

制造商們尤其關注如何降低單件成本，特別是批量生產。例如，生產汽車零件的企業可能面臨著或者高需求、或者低需求一直持續交替的情況。

如果產量需求低，就要求刀具的每個刃口能生產更多工件，同時保證加工安全性，降低零件廢棄率。如果產量需求高，則要求刀具能夠實現金屬去除率的提升、生產周期的縮短、機床利用率的提升，同時盡量減少生產中斷。

無論面臨的是何種狀況，制造商都應當努力使產量*大化，如此一來可使零件成本降低15%(根據山特維克可樂滿的研究)。要在實現這一點的同時*大程度保證加工安全性，答案在于一種非同一般的刀具作業方法。

*大程度延長加工時間

根據山特維克可樂滿的計算，刀具成本可占總制造成本的3-5%。當考慮購買消耗品刀具時，例如用于鋼件車削的硬質合金刀片，很自然地會只考慮初始單位成本。然而山特維克可樂滿卻建議客戶換個不同的角度：重新評估如何將刀具成本這個因素納入全部生產成本的管理，包括設備折舊這樣的經常性支出。

以某個加工車間的某個典型工作日為例，總共14.4小時兩班制，其中60%的時間用于生產(可稱為切削時間)，而其余40%的時間用于其他事項(可稱為非切削時間)。很顯然，這個車間的目標應當是縮短非切削用時和*大程度延長加工時間。

而*佳實現方法是：縮短單位產出時間，同時提升加工刀具利用率。機床利用率每提高20%可增加10%的毛利率。

延長刀具壽命

全新ISOP硬質合金車削材質GC4425和GC4415。

不同制造商衡量生產效率的方式不盡相同，其中一種是測量某段時間內產出的工件數量。例如頻繁換刀、生產中斷以及很難找到適合每種應用的刀片都被視為主要的“時間殺手”。

若要找到一種能夠契合P15至P25廣泛領域需求的刀片材質，是非常艱難的任務。實際上，任何刀片材質若想宣揚“*”特性，都需要滿足很多必要條件�？箶嗔研灾陵P重要，這要求切削刃的硬度必須足以抵御切削區域極端溫度引起的任何塑性變形。此外，刀片涂層必須能夠防止后刀面磨損、月牙洼磨損及積屑瘤。涂層必須能夠牢固粘附于基體。如果涂層脫落，則基體暴露在外，進而導致刀片迅速失效。

為了避免這些不良后果，成功的關鍵是：限制持續的、可控的磨損，同時消除非持續的、且往往不可控的磨損。換言之：要實現刀具磨損可預測。當然并不是說可以輕松實現完全可預測一尤其考慮到當前的機械加工趨勢：有限的人工監督，甚至是無人值守。

無論何種情況，可以發現，任何刀片的*佳磨損形式都是：可控的后刀面磨損，因為這能夠實現切削刃的壽命可預測。理想的刀片材質應當能夠限制意外類型磨損的發展一且在有些工序中，應當能夠避免此類型磨損。

為應對這些挑戰，山特維克可樂滿發布了全新ISOP車削材質GC4425和GC4415。GC4425在耐磨、耐熱及韌性方面均得到了提升，而GC4415材質主要是在需要更強耐磨性能和耐熱能力時作為GC4425材質的補充。

兩者都是低合金鋼與非合金鋼工件的理想刀具材質。它們可用于工件的大批量加工，且有助于延長刀具壽命，徹底消除突然破裂情況并減少返工和報廢。

GC4425和GC4415均采用了第二代Inveio?技術。Inveio何以如此獨特？通過對材質進行顯微鏡級別的觀察可一探究竟：材質的表面是獨具特色的單向晶體結構。氧化鋁涂層中的每一個晶體都朝同一個方向排列，因此創建了一個面向切削區域的強大屏障。第二代Inveio涂層的晶體定向結構得到了大幅提升。

Inveio涂層賦予了刀片強大的耐磨能力和更長的壽命。刀具壽命延長了，自然有利于降低單件成本。

不忽略每一次切削

在車削工序中，速度、進給及切削深度這三個主要的切削參數對到刀具壽命有著重要影響，因此也關系到單件成本；切削參數每提高20%可將零件成本降低10%。由美國機械工程師FrederickWinslowTaylor在20世紀初研究出的一個模型確立了切削速度、刀具磨損與刀具壽命三者之間的關系。

Taylor得出結論：*大程度加大切深可減少所需的切削次數，進而縮短加工用時。但同時，他也提出，鋼件車削的優化還取決于：用于安裝刀具的夾具穩定性、工件的夾具、冷卻液的應用以及機床的功率。

“整體統籌”方法

Taylor的模型向我們表明，制造商應當從刀具作業的整體理念進行考量。刀片材質、夾具設計以及刀柄等所有因素都可能有助于提升產量、降低成本和增強加工安全性。

這種方式曾得到山特維克可樂滿客戶的檢驗：使用山特維克可樂滿的GC4425硬質合金刀片以更高切削參數生產軌道軸。該刀片用于4140預熱處理(PHT)鋼，一種硬度達40HRC(HardnessRockwellC，洛氏硬度C級)的鉻鉬合金鋼。

4140PHT工件經過多方位的外粗加工。將GC4425與競爭對手用于相同工藝的ISO刀片進行了性能對比。

我們得以提升切削速度(vc)和大幅提高進給率(fn)：競爭對手的刀片vc=183m/min(600ft/min)，fn=0.33mm/rev(0.013in/rev)；而GC4425刀片的vc=244m/min(800ft/min)，fn=0.51mm/rev(0.02in/rev)。

*終，山特維克可樂滿的刀片實現了生產率100%的提升，同時生產周期縮短了50%。整體而言，客戶的成本降低了30%。

通過整體統籌性的刀具作業理念，制造商們可以實現更經濟的生產以及更低的單件成本。如果制造商想要保持競爭力，這種針對刀片材質、槽型及整體制造經濟性的“整體統籌”方法將發揮至關重要的作用。