刀具新规则4:关注加工成本支出的最大源头
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为了应对不断变化的生产需求和越来越具有挑战性的工件材料,切削刀具技术正在快速发展。当今的机械加工厂需要以一种与过去不同的方式来看待它们的切削刀具以及刀具供应商。

上一部份:刀具新规则3:更多地利用PCD、CBN刀具

影响金刚石刀具等高效刀具推广应用最有害的错误观念之一就是:认为刀具的价格等同于加工成本。Diamond Innovations公司的加工产品经理Jim Graham将其称为“标价震惊(sticker shock ) ”误区。比如说,一个加工车间将高效CBN刀具的价格与通用硬质合金刀片的价格进行比较,当看到价格差异较大时,就可能认为高效刀具的经济性较差。果真如此吗?
事实上,高效刀具可能是——也可能不是——正确的选择,但是,刀具的价格在做出购买决策时应该是一个很小的考虑因素。尽管刀具的价格确实要计入加工成本之中,但通过在各个方面实现成本节约,刀具成本也会从加工成本中减除。

图8 加工一个典型零件的成本来源
表1(单位:美元)
 现值刀具降价30%切削速度提高20%
可变成本切削刀具0.300.210.45
工件材料1.701.701.70
固定成本机床设备2.702.702.16
劳动力3.103.102.48
厂房和管理2.202.201.76
每件成本10.009.918.55
节约成本-1%15%
为了更清楚地说明这一观点,可以这样考虑:加工厂并不向其客户提供刀具,而是提供工件,因此,工件成本才应该是关注的焦点。而且,刀具价格在工件的成本中只占很小的比例,因此,利用高效刀具来降低工件总成本实际上并非难事。
图8表示加工一个典型零件的成本来源构成。其中,刀具成本仅占零件总成本的3%。与此相比,劳动力成本和机床设备成本所占的比例要大得多(约各占30%)。表1 将这些比例折算为美元,以便于计算。实际上,降低刀具价格对于节约加工成本的作用并不明显。你是宁愿将刀具价格降低30% ,还是将切削速度提高20%?表1的分析结果表明,假设每个零件的基准加工成本为10美元,刀具价格降低30% 只能节约9美分。与此相比,切削速度提高20%则可以节约45美分,其节支效果是刀具降价的16倍——这一结果的假设条件是:为了实现将切削速度提高20% ,需要将刀具成本提高50%。
现在,你还可以尝试将刀具价格从基准成本提高一倍或两倍,再进行同样的分析计算。很容易看出,即使刀具成本的增幅很大,也不会影响通过提高加工效率而获得的节支效益。也就是说,通过应用高效刀具(即便刀具成本有所增加), 从而提高切削速度,在单位时间(每小时或每班)内加工出更多的工件,就能减小劳动力成本和机床设备成本在零件总成本中的影响,最大限度地削减每件加工成本。
此外,有些加工车间通过应用高效刀具,能够达到比表1所示更高的节支水平。可以提供长寿命和高可靠性的高效刀具使加工车间有可能成功地实现无人化“熄灯”加工(即使它们以前从未采用过这种加工方式)。如果车间能在工人下班后以无人值守方式自动进行加工,它就能充分利用以前被闲置浪费的机床加工能力,由于加工过程无需操作工人照管,而机床设备费用已由白班加工支付,因此这种加工方式的劳动力成本和机床设备成本几乎为零。这就是无人值守加工可以成为最有利可图的加工方式的原因所在,而只有利用高效刀具,这种加工方式的变革才有可能实现。

下一部份:刀具新规则5:从工艺设计一开始就需要考虑切削刀具

英文原文

  • Focus on the Biggest Sources of Expense
  • 本文作者:张宪(编译)
    原载:《工具展望》2009年第3期
    上载于:2010-12-23 18:06:45

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