數(shù)控刀具管理的論文
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摘要：
數(shù)控加工從單臺加工中心模式向數(shù)控車間及計算機集成制造發(fā)展，刀具管理及特殊應(yīng)用方法對車間管理意義重大。有效的管理方法及刀具特殊應(yīng)用對于成本管理及工藝改進(jìn)有明顯的促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：
數(shù)控刀具 管理方法 集中管理 成本 特殊應(yīng)用
前言
數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它的廣泛應(yīng)用對全球機械制造業(yè)產(chǎn)生了根本性變化，已成為衡量一個企業(yè)乃至一個國家科技進(jìn)步和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。伴隨社會進(jìn)步與發(fā)展，單個企業(yè)擁有的數(shù)控設(shè)備已經(jīng)不再是屈指可數(shù)了，再加上人們的需求向個性化發(fā)展，數(shù)控制造即向?qū)I(yè)化又向綜合化發(fā)展（既有提供生產(chǎn)設(shè)備又有提供解決方案的）。數(shù)控設(shè)備的增加必然需要大量的刀具，單臺設(shè)備時的刀具管理模式已不能滿足數(shù)控車間的刀具管理要求。
1 數(shù)控刀具管理
1.1 數(shù)控刀具管理的意義
以前大多數(shù)的車、銑、鉆、刨、磨機加設(shè)備只是具有單一功能，而今車削中心、加工中心以及計算機集成制造系統(tǒng)往往是多種加工功能的集合，為了滿足這種加工功能集合的趨勢，刀具材料、刀具型式也經(jīng)歷一個不斷發(fā)展變化的過程。刀具材料也由以前以高速鋼、YT類硬質(zhì)合金為主逐漸向高速度、高韌性、高硬度、高耐磨性發(fā)展。刀柄類型統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)化。再加上數(shù)控車間的出現(xiàn)，大量數(shù)控刀具要被應(yīng)用。
如果還是按照起初的單臺管理模式管理勢必帶來以下弊端。
第一，刀具重復(fù)購置增加企業(yè)成本。單臺設(shè)備刀具往往由設(shè)備操作員管理，這種情況下各設(shè)備的操作員之間有許多相互重復(fù)的刀具并不同時使用造成閑置浪費和重復(fù)購置浪費。
第二，刀具取用時間成本增加。刀具數(shù)量大大增加后如果沒有統(tǒng)一標(biāo)示及分類擺放，造成刀具取用時亂找一氣，時間成本增加。
第三，重復(fù)添置大量的刀具調(diào)整工具。由于不同類型的刀具裝夾調(diào)整工具不同，分散管理導(dǎo)致要因人數(shù)配置大量工具，有時候相互之間亂拉亂放，雖然工具很多，但用時也不能得心應(yīng)手。
第四，人員新老交替時要單獨培訓(xùn)增加人工教育成本。而且有些刀具價值較高，一旦調(diào)整應(yīng)用不當(dāng)就會造成較大損失，機會成本較大。刀具的修繕處于無控制狀態(tài)，小毛病本來可以修復(fù)，但由于責(zé)任不明無人解決可能直接報廢。
第五，刀具分散管理也不利于工藝設(shè)計人員根據(jù)刀具合理安排工藝。工藝人員如果不能掌握刀具的實際情況就沒辦法在加工工藝上降低成本。
當(dāng)然刀具分散管理不是一無是處，他的`主要優(yōu)點是的有利于本機床操作人員的應(yīng)用。
刀具集中統(tǒng)一集中管理有利于解決分散管理帶來的弊端主要由以下好處。
第一，統(tǒng)一管理有利于降低刀具重復(fù)購置成本。刀具購置可以按通用情況設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置和比例配置，充分利用刀具盡可能減少閑置。
第二，刀具統(tǒng)一管理有利于加強專業(yè)化，更合理的利用刀具。刀具不僅是隨取隨用還需要日常維護，冷卻液長期在刀具中形成銹死，影響刀具的重復(fù)使用，有專人維護可以減少不必要的報廢。
第三，刀具統(tǒng)一管理有利于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計及工藝標(biāo)準(zhǔn)化；工藝及產(chǎn)品設(shè)計可以參照現(xiàn)有刀具合理設(shè)計避免使用特殊刀具增加成本。
第四，刀具統(tǒng)一管理可以節(jié)省刀具取用時間。刀具管理員可以根據(jù)生產(chǎn)計劃提前準(zhǔn)備刀具以利使用。有可能的話還可以按產(chǎn)品對刀具分類，大大提高刀具準(zhǔn)備時間。
第五，刀具統(tǒng)一管理有利于企業(yè)設(shè)備的統(tǒng)一選型。
實行刀具統(tǒng)一管理解決了分散管理的弊端，但要增加相應(yīng)專業(yè)管理人員。所以刀具的統(tǒng)一管理更適用于大量數(shù)控設(shè)備存在的數(shù)控車間。
1.2 刀具實物管理配置及方法
�。�1）硬件配置：計算機（主要負(fù)責(zé)錄入刀具信息）對刀儀、刀具架（銑刀刀具架、鉆柄刀具架、鏜刀刀具架、特殊刀具架、鉆頭架、銑刀架、模塊架等）、工具架（通用工具架、專用工具架）。
（2）人員配置：按作業(yè)班次或生產(chǎn)計劃配備。刀具管理員的職責(zé)：除正常維護刀具管理區(qū)秩序（環(huán)境衛(wèi)生清潔、刀具碼放、維修、造冊登記等）外，在新產(chǎn)品試制階段要配合工藝出刀，要對成熟產(chǎn)品按加工程序建立零件用刀表，方便在生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)時及時出刀。
�。�3）建立刀具借用管理制度：①按設(shè)備通用情況基礎(chǔ)對設(shè)備進(jìn)行刀具標(biāo)配，如鏜銑類設(shè)備由設(shè)備操作員管理粗、精銑面銑刀、中心鉆等基本用刀，數(shù)量不超過十把。②操作員除管理好設(shè)備標(biāo)配刀具，還應(yīng)管理好其他借用刀具。③建立借用人員明細(xì)，形成借用制度，根據(jù)刀具損毀頻次確定刀具更新規(guī)律。
�。�4）刀具的軟件管理：①建立刀具管理臺賬，臺帳的主要內(nèi)容從經(jīng)營成本的角度應(yīng)該能反映出當(dāng)前刀具的總價值，刀具的消耗率及刀具的總數(shù)量。從使用的角度應(yīng)該能夠反映出刀具的類型種類、庫存量、以及零件刀具用表等。②形成合理有效的刀具管理制度。規(guī)范與刀具有關(guān)聯(lián)人員的相關(guān)職責(zé)、明確獎懲降低刀具應(yīng)用成本。③依據(jù)刀具使用情況進(jìn)行工藝反饋實現(xiàn)工藝優(yōu)化。④根據(jù)刀具使用及報廢情況制定合理購置
計劃。
（5）刀具存放：按刀具類型制作存放工具架，如銑刀架、鏜刀架、鉆柄架、模塊架、廢舊刀具架、配件架等。各種刀具架在合理分層，如銑刀架可以分為面銑刀層（又可按刀具直徑再分層）、立銑刀層（還可按莫氏錐度繼續(xù)細(xì)分），鉆柄可按莫氏錐度分層，鏜刀可按鏜孔直徑分層，另外每種刀架最好再設(shè)一特殊層應(yīng)對同類特殊刀具的擺放。
2 數(shù)控刀具應(yīng)用：數(shù)控刀具應(yīng)用可以分為基本應(yīng)用和特殊應(yīng)用
�。�1）基本應(yīng)用是指按照金屬切削原理使用刀具：即掌握刀具的切削角度（前角、后角偏角等），能刃磨刀具，就是要掌握原先普通設(shè)備關(guān)于刀具的實用知識。其中最為基本的是能夠根據(jù)切削材料及轉(zhuǎn)速計算公式（V=∏Dn）確定刀具的切削條件。當(dāng)然越來越多的專業(yè)刀具生產(chǎn)廠商已經(jīng)在代替生產(chǎn)者對刀具的研究，如國際上的山特、伊斯卡，國內(nèi)的株洲、關(guān)工、哈工等，生產(chǎn)者只需提出自己的要求刀具生產(chǎn)商就會給出解決方案，當(dāng)然此類解決方案的成本也會相對較高，因此我們除了選用別人的解決方案，為了降低成本我們還應(yīng)盡可能發(fā)揮當(dāng)前刀具的全部價值，普通刀具的特殊應(yīng)用用就是我們要研究的方向。 （2）刀具的特殊應(yīng)用主要是指根據(jù)刀體的形狀、切削刃的形狀以及工件的特殊性非常規(guī)使用刀具。
�、�90 °直角面銑刀除了可以加工垂直軸線的平面，還可以加工平行刀具軸線的平面，唯一的缺點就是在加工刀具軸線平面式表面粗糙度不容易提高。另外在用刀具側(cè)刃加工時要注意刀具有足夠的活動范圍。
②三特維克的大孔徑精鏜刀除了可以精鏜內(nèi)孔，還可以用來加工較淺的外止口，使用時將精調(diào)鏜頭旋轉(zhuǎn)180 °反裝即可，但是它的外止口深度必須小于刀尖至加長板的距離。
�、埏量祝诉x用常規(guī)的锪孔鉆外，最常用的方法就是將鉆頭磨成平鉆用來锪孔。當(dāng)然，還可以用鍵槽銑刀锪平，另外在底孔加工好的情況下立銑刀也能達(dá)到該
目的。
④鏜刀加工長腰槽。加長銑刀的加長長度也是有限的。在遇到長腰槽時，我們可以用鏜刀插鏜的加工方法實現(xiàn)長腰孔的加工。
90 °面銑刀的側(cè)刃加工和插鏜加工其實就類似于CAM在曲面加工中刀具路徑微分的集合，只不過這兩種刀具用法微分的方式比較簡單，可以用手工方式描繪出來。
刀具的特殊應(yīng)用主要要根據(jù)設(shè)計要求及使用要求合理應(yīng)用，各企業(yè)的產(chǎn)品及工藝能力不同都會創(chuàng)造不同的新應(yīng)用方法。比如有些小企業(yè)在加工薄板小孔時把鉆頭磨成兩半圓形，在加工較大孔時把鏜刀變換成圓規(guī)形切削刃繞刀具中心做圓周運動�？傊毒叩奶厥鈶�(yīng)用很多需要大家拿出來分享共同進(jìn)步。
3 刀具標(biāo)準(zhǔn)類型及代號
關(guān)于目前數(shù)控刀柄的類型及編號已經(jīng)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，刀柄的管理可參照它制定。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB10944-89《自動換刀用
7∶24圓錐工具柄部40、45和50號圓錐柄》對刀具柄部及拉丁提出了一些必要的技術(shù)要求，刀柄的壽命和可修復(fù)程度都需要按標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行，作為一名普通的數(shù)控設(shè)備操作員要管理和操作好設(shè)備是很難有更多精力去做這些刀具管理工作的，再者從工作傳承的角度講，如果讓全部的設(shè)備操作員都掌握刀具管理的細(xì)節(jié)勢必又是一項巨大的投入，不如有專門的人員傳承簡單方便，而且在傳承的過程中可以形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、圖表化等簡單易學(xué)的方式。另外還可以由刀具管理員依據(jù)平時刀具的應(yīng)用及損耗情況和操作員溝通對刀具的應(yīng)用提出合理化建議或形成一定的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)實情況中是許多老師傅一輩子都只接觸到普通機加設(shè)備如車銑鉆刨磨，這些設(shè)備功能單一，刀具也單一，他們很少認(rèn)識這樣那樣的數(shù)控刀具。實行統(tǒng)一管理后可以在刀具制造商和設(shè)計生產(chǎn)制造之間形成定期的溝通，從而進(jìn)一步的提高新刀具新材料的應(yīng)用，對工業(yè)生產(chǎn)形成良性的推動。
整體式工具系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)JB/GQ5010-1983《TSG工具系統(tǒng) 型式與尺寸》TSG工具系統(tǒng)的刀柄其代號（按1990年國家標(biāo)準(zhǔn)報批稿）有四部分（JT-45-Q32-120）組成，各部分含義如下。
JT―工具柄型代碼
45―圓錐柄錐度規(guī)格
Q32―表示工具規(guī)格
120―表示刀具長度
他所表示的工具為：自動換刀機床用7∶24圓錐工具柄（GB10944-89），錐柄為45號，前部為彈簧夾頭，最大加持直徑為32 mm，刀柄工作長度（錐柄大端直徑θ57.15 mm到彈簧夾頭前端面的距離）為120 mm。
參考文獻(xiàn)
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