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先进刀具推广应用

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提高先进刀具在中国制造业中的广泛应用
摘 要: 本文简要叙述了先进刀具在中国制造业中的应用现状, 分别从机械制造企业和工具企业两方面着重讲述了提高先进刀具在中国制造业中的广泛应用的措施, 以此来提高中国制造工业的加工效率和效益。
关键词: 先进刀具 刀具推广 刀具管理
1 制造业中先进刀具的应用现状
, 美国消费机床58．2亿美元, 消费刀具30亿美元; 同一年中国消费机床107．8亿美元, 而消费刀具仅17亿美元。这种反差明显说明在中国, 先进切削技术和高效刀具提高生产效率的作用未被重视, 反而被大大地低估了。机械制造厂应改变观念, 重视使用现代高效刀具, 充分认识并努力推广应用先进切削技术和高效刀具, 提高加工生产效率和效益, 降低成本, 加强企业的竞争力, 已是中国机械制造业发展所面临的、 迫切需要解决的重大问题。
制约中国切削技术和刀具工业快速发展的原因是企业对刀具的使用停留在落后的传统观念, 即采用廉价刀具来控制成本, 而不是用高效刀具提高加工效率来降低成本。很多企业花了大价钱买了高效数控机床, 却舍不得再花不多的钱购买高效先进刀具, 致使切削技术落后, 机床加工效率甚低。这实际上是省了小钱, 却浪费了昂贵的机床工时, 得不偿失。现代切削技术和高效先进刀具, 是制造业提高生产效率和效益的最重要、 最活跃因素之一。
2 先进刀具在机械制造企业中的推广和管理
2.1 先进刀具在机械制造企业中的推广
市场调查
需求分析
项目建议书
项目审批
项目实施
样本( 小批) 引进试验
试验总结
推广及培训
推广总结
规范运行
成果评价
先进刀具推广是一项重要的工艺技术和管理工作, 为有效推动先进刀具推广应用并保证可持续发展, 必须建立建全组织机构, 完善运行机制。
先进刀具推广流程图:
1) 建立科学、 规范的先进刀具推广运行机制。
工艺部门内将先进刀具推广业务并入工装设计专业, 使先进刀具推广纳入正常的技术业务范畴。刀具推广工作与工装设计业务合并后, 工装设计人员能及时与刀具推广员交流, 充分了解刀、 辅具的最新发展技术, 增强专用工装特别是自制刀具设计的实用性。借助于工装设计的技术力量, 进一步促进刀具推广工作深入。刀具推广业务归口后, 便于工艺技术准备和工装设计紧密结合, 工艺人员在技术报价和工艺准备中发现难题, 及时与刀具推广员联系, 制订解决方案, 刀具推广员与工艺人员共同攻关, 发挥出解决加工难题的综合技术能力。建立新增设备刀附具配置审核制度和制定各类设备基本配置和特殊配置标准, 保证刀辅具配置统一并在设备投产之前采购到位。规范先进刀具引进试验及管理。在计划审核中, 归口部门从分厂设备、 加工产品特点出发, 综合考虑各主流品牌刀具技术、 服务优势、 刀具性价比以及现有刀具使用情况, 以技术为先导, 以提高加工效率、 降低刀具使用成本为宗旨, 做到优化刀具品牌、 刀型和数量, 使配置刀具满足生产需要, 杜绝无效引进、 实现资源共享。建立技术归口与采购部门联系制度。在具体实施中, 归口部门严格技术审查把关、 采购部门紧密配合, 互通信息、 加强沟通交流, 尽量杜绝独家采购和技术垄断, 保证类似产品的采购价格合理、 服务质量优良, 降低刀具采购成本。经过多种形式广泛深入开展先进刀具推广。同时在方针目标管理中, 也将先进刀具推广应用纳入考核, 从而调动分厂的积极性, 配合主管部门抓好推广工作安排的落实, 经过几年的努力, 公司先进刀具应用水平不断提高, 对提高生产效率, 加快产出起到保障和促进作用。
2) 夯实先进刀具推广应用的技术基础
先进刀具推广应用包括两个方面: 刀具的正确选型和合理使用。近几年, 公司引进先进刀具和技术的步伐较快, 分厂推广员和机床操作者对先进的切削理念和切削知识明显不足, 而公司生产方式( 大型成套、 单件小批) 完全不同于专业化生产企业, 加工工艺无法细化到每一工序或工步, 机床操作者选择刀具的自由度很大。为尽快提高分厂推广员业务水平和机床操作者的应用水平, 采取了以下一系列措施: 定期撰写《刀具推广简报》、 编制《先进刀具实用手册》、 举办刀具知识系列讲座、 组织内外技术交流和培训。
先进刀具推广组坚持”请进来、 走出去”的工作方式, 结合集团公司先进刀具的实际应用现状及需要解决的加工问题, 每年不定期地邀请国际上知名品牌的刀具专家来集团公司举办讲座, 重点就公司的加工难点和加工瓶颈问题所涉及到的刀具如可转位齿轮加工刀具、 难加工材料刀具、 高效加工刀具等进行技术交流; 还组织刀具推广员和采购员参加国、 内外切削技术培训及《新产品推介会》, 使相关人员及时掌握先进刀具的最新发展动态, 增强先进刀具推广工作能力。
3) 完善先进刀具推广成果评价体系
从以前的粗略估计, 无法真实反映先进刀具的应用成果, 到现在对成果评价数据来源做了规范要求, 设计了”先进刀具推广记录卡”并要求及时如实填写, 下发了《先进刀具推广成果评价原始数据采集、 填写规定》, 保证了成果评价依据的真实性、 可靠性, 从而使评价结果真实有效, 奖励有依据, 激励广大员工积极推广先进刀具[1]。
2.2 提高先进刀具的管理水平
与刀具使用相关的管理费用占制造成本的12％, 提高刀具的管理水平可节省刀具的费用。可是, 信息化的刀具管理技术只有在纳入数控机床网络化技术的情况下才能发挥很好的作用, 可及时为数控机床提供适用的刀具, 对发挥数控机床的效率十分有利。因此, 受到了刀具制造商和刀具用户的关注, 其应用面在不断地扩大, 还出现了专业化的刀具管理技术供应商, 使这项技术得到快速的发展。
在应用先进刀具提高数控机床效率的过程中, 企业尽管需要培养自己的专业人才或队伍, 但必须更新观念, 把企业切削技术的进步建立在依靠刀具制造商的专业力量的基础上。刀具制造商是现代切削技术和刀具的开拓者, 是切削加工的”总工艺师”。刀具制造商每年都要面向不同的制造部门推出新的切削技术和刀具, 而且还为用户解决具体的切削问题。她们以强大的科研开发队伍、 现代化的装备手段、 长期的技术积累、 崭新的服务理念和经营宗旨, 推动着切削技术和刀具的迅速发展, 是切削技术进步的主力军, 是用户提高切削水平能够依靠的专业力量和社会资源[2]。
3 工具企业生产高效先进刀具
3.1 工具企业亟需改变理念, 生产高效先进刀具
中国的工具企业现在主要还是向用户提供传统的标准刀具产品。应看到, 中国现在正在从制造大国向制造强国奋进, 国内的制造业拥有的高速高效数控机床和加工中心数量正在迅速增加, 已经需要大量的高效先进刀具。现代高效先进刀具(含高效数控刀具和个性化的高效专用刀具)今后将逐步成为市场的主流。已有一些先进的机械制造厂向工具厂提出了供应某些高效先进刀具和高效专用刀具的要求, 但由于工具厂思想准备和技术准备不足, 未能满足供应(或仅能少部份供应)机械制造厂的要求, 因而这些厂就大量使用进口刀具和外资刀具企业的产品。 中国进口刀具达10亿美元, 占刀具总消费量的一半, 上半年进口刀具达5.3亿美元(不包括国内的外资企业产品), 这情况亟需改变。
中国的工具企业呕需改变理念, 应尽快从单纯向用户提供”传统的标准刀具产品”为主, 转变成生产”先进高效刀具和个性化的高效专用刀具”为主。这生产理念的改变和生产任务的改造, 是很艰巨而且需要投入很大人力物力的, 首先必须改变生产经营理念, 重视生产高效先进刀具, 认识到这是今后工具企业的发展方向, 必须将生产高效先进刀具作为企业的主要生产任务和发展方向; 第二, 需要投入很大技术力量来研制、 开发、 生产各种现代高效刀具和个性化的高效专用刀具; 第三, 为适应高效先进刀具的生产, 还需要更新增添昂贵的生产设备, 改进提高制造技术, 使能快速、 优质、 低成本的制造出高效先进刀具; 第四, 要重视生产服务, 帮助解决生产中使用高效先进刀具时遇到的各种技术问题。中国的工具企业只有完成上述生产理念和生产技术的改造, 将国产高效先进刀具成功地代替进口产品, 中国的工具企业才能有大发展, 中国的工具工业才能得到振兴。
国外的工具企业在上世纪80一90年代, 完成了从主要生产传统的标准刀具产品到大量生产高效先进刀具的转变, 并以其技术优势现在占领了中国很大一部分工具市场。中国工具厂原有较好的基础和较强的技术力量, 只要能充分重视这问题的严重性, 改变生产理念, 投入充分的人力物力, 努力认真提高刀具产品的性能和质量, 供应满足制造工业对高效先进刀具的需求, 用优质和较低价格的国产高效先进刀具代替昂贵的国外产品, 夺回工具市场中最有发展前景的部份。使中国工具企业在技术发展的通路上, 上升一个台阶, 获得新的快速发展, 振兴中国的工具工业, 这是完全能够达到的。
工具企业必须改变理念、 重视生产服务。过去工具企业生产传统的标准刀具为主, 只管销售, 不论(或很少管)生产服务。但改变成生产高效先进刀具以后, 售后服务需要投入很大力量, 特别是还需要面向生产, 开发生产个性化高效先进刀具, 更需要投入很大的技术力量, 这只有改变工具企业的生产理念, 才有可能去进行和实现。必须认识到今后发展生产高效先进刀具和个性化高效先进刀具, 须要改造企业, 需要投入大量的人力物力, 但这是工具企业今后发展的必由之路, 无法回避。只有早日实现这转变, 工厂才主动, 才能有发展, 否则工厂只能衰落而被淘汰。
工具企业必须重视为生产服务并树立为生产服务的思想。需要到生产单位推广使用各种高效先进刀具。高效先进刀具使用技术要求高, 常因掌握不好而在使用中出现问题, 因此工具企业的售后服务极为重要, 需要派入下到车间解决高效先进刀具使用中发生的各种技术问题, 需要有必要的技术力量才行。另外工具企业还应派技术人员深入生产企业, 针对生产需要, 提出使用个性化的新高效刀具的加工方案, 研制提供新的专用高效先进刀具, 在生产中试用, 并解决使用中的问题, 最终达到实际使用新刀具而提高了加工效率。工具企业为生产服务的任务是极为重要和繁重的工作, 必须给予重视。
3.2 组织联合体、 实行三结合、 振兴中国工具工业
组成刀具企业和刀具材料企业的联合体, 提高刀具性能质量。刀具材料的性能质量是决定刀具切削性能的最根本因素。国外的几个大工具厂, 如瑞典的Sandvik厂、 美国的Kennametal厂等都有自己的刀具材料生产部门, 它们的刀具产品很大部份用的是自己生产的刀具材料。刀具材料水平的提高也就成为企业自己的要求, 因此, 她们特别重视提高刀具材料的性能和质量, 并积极研制开发新刀具材料, 这保证了她们工厂的刀具产品的高性能和高质量。
中国当年因计划经济时代的分工安排, 刀具材料生产由钢铁厂和硬质合金厂承担, 归属到冶金部, 而刀具生产则由刀具企业具体承担, 归属到机械部, 这种划分直接影响到今天刀具材料生产与刀具生产的脱节。刀具对材料本身的要求是极高、 极严格的, 因此刀具行业向刀具材料生产企业不断提出新的更严格的要求, 而钢铁厂和硬质合金厂则因不生产刀具, 对刀具材料性能和质量的严格要求体会不深, 重视不够, 使高速钢和硬质合金等刀具材料产品的性能质量, 与刀具企业的要求出现了较大的脱节。刀具材料的性能和质量不高, 长期严重地影响了中国刀具产品的性能和质量。可喜的是, 现在看到了新的转变, 株洲厂已建立起了自己的刀具生产基地, 厦门金鹭厂不但生产硬质合金刀具材料, 同时也自己生产硬质合金刀具。为解决刀具材料生产与刀具生产的脱节, 现在能够先联合刀具企业和刀具材料生产企业, 逐步密切双方的关系, 达到双赢, 最后组成联合体, 只有这样, 刀具材料水平的提高成为企业自己的要求, 她们为自己提高材料质量、 发展新材料品种, 同时也给整个刀具行业带来了原材料的新进步。
今后, 原材料生产与刀具生产之间的关系必须打通, 中国也必须大力打造自己的、 包含刀具材料生产的大型刀具企业集团。未来的刀具行业将是少数大型刀具集团企业和较多的专业厂并存的局面, 大型刀具集团企业应能真正发展形成中国刀具业的核心航母, 带动整个刀具行业水平的提高, 振兴中国的工具工业。
实行三结合, 发展高效先进刀具, 开拓创新, 振兴中国的工具工业。中国的切削技术和刀具水平和发达国家比, 还有相当大的差距, 必须尽快努力, 投入充分的人力物力, 加强切削技术和高效先进刀具的研究开发, 自主创新, 早日使中国的工具工业赶上世界先进水平。中国某些工具厂仿制国外的先进刀具产品, 并沉浸在无体止的仿制中, 不但技术得不到提高, 而且会被怀疑侵权。 国内就有两家知名刀具品牌企业, 因知识产权纠纷而被外企告上法庭, 企业高管被刑事起诉, 造成企业发展的重大困难。模仿与创新结合是赶超先进的有效手段, 但必须注意规避侵权风险, 同时要有技术力量来消化这新产品。例如, 某制造厂对某种国外刀具使用效果很满意, 但嫌价格昂贵, 于是将该刀具提供国内工具厂仿制生产, 从法律上讲已是侵犯知识产权, 可惜的是, 该工具厂虽仿制了这刀具产品, 而技术上没有消化, 在制造厂产品稍有改变后, 工具厂就做不出符合要求的新刀具了。
提高切削技术和高效先进刀具的水平而进行的研究、 创新、 开发工作, 包含大量的重大科技和生产工程项目, 是工作量甚大涉及面很广的系统工程。它包含切削理论和技术, 刀具设计, 新高效刀具的研制, 刀具制造和刃磨, 数控技术, 新加工工艺方法, 优质高速钢、 硬质合金和超硬刀具材料的研制和生产等, 多方面的重要科技和生产项目, 它涉及多个学科领域, 需要不同专业的科技人员和企业合作, 共同来进行研究开发。
中国在金属切削、 刀具和刀具材料领域已有较强的科技力量, 但分散在不同的机构和单位。为进行切削技术、 高效刀具和刀具材料的研究开发, 振兴中国的工具工业, 需要将刀具生产和刀具材料生产企业, 高等学校、 科研单位以及刀具使用单位的力量联合起来, 实行三结合, 共同合作努力, 研究解决切削技术和高效刀具发展应用中的技术关键问题。中国有不少单位在三结合进行科研开发并取得很好成绩。
让我们同心协力共同努力, 研究解决切削技术和高效先进刀具的生产和使用的各项技术问题, 加速科技创新, 为制造业提供优质高效的先进刀具和个性化的高效专用刀具, 研究开发新的高效先进刀具, 提高制造工业的加工效率和效益, 尽快振兴中国工具工业, 力争中国的工具工业早日达到世界先进水平, 为中国发展成制造强国作出应有的贡献[3]。
3.3 积极推广发展新切削技术和专用高效刀具
应根据生产需要, 积极推广发展新切削技术, 大力开发新的专用高效先进刀具, 特别是对生产量大的流水生产线(如汽车厂等)使用的高效数控机床。需针对每台机床, 每个加工零件, 研制专用的高效刀具, 提高其加工效率。
1)推广高速切削技术
高速切削技术经过半个世纪的探索和研究, 进入二十世纪90年代以后, 各工业发达国家已在生产中应用, 受到极大的重视。高速铣削钢时, 切削速度的下限是500—800m／min, 高速铣削铝合金时, 切削速度的下限是3000—5500m／min, 明显提高了切削效率。高速切削已用于加工多种不同零件和材料的复杂结构零件, 包含自由曲面的零件等。航空工业中的大型铝合金机架, 使用高速铣削, 提高加工效率多倍, 效果特别明显。高速切削不但明显提高加工效率, 而且加工温升小, 切削力可下降30％, 使加工变形减少, 加工表面质量明显提高。中国生产中应用高速切削还不多, 高速切削技术的实现, 涉及高速机床、 刀具、 切削工艺、 切削动力学等多项技术。应研究掌握其核心技术, 大力推广使用。
2)发展高效专用刀具
制造技术的飞速发展, 高速高效数控机床和加工中心的广泛应用, 使现代制造业的面貌发生根本的变化。现代制造业需要的是高效先进刀具, 部分是专用高效刀具, 使昂贵的机床设备能充分发挥其高效加工能力。一些企业使用现代高效刀具代替传统标准刀具后, 明显提高加工效率和效益。
3.4 具有技术优势工具企业实例
肯纳金属公司是全球最大的专业刀具供应商之一, 其技术优势是能够为客户提供优质的产品, 上万种不同的产品能够根据客户的实际需要提供给客户, 为客户提供完整的刀具解决方案, 为客户提供一些特别的专门定制的产品, 而不是用几种产品去担任主攻, 而是注重为客户提供有针对性的解决方案, 以提高客户的竞争能力, 强化客户的竞争优势。根据客户的加工要求和工艺过程, 提供给客户的是技术, 项目的最佳解决方案和最好的经济效益, 而不但仅是提供刀具, 从而改进加工工序, 节省加工成本, 延长刀具寿命, 提高客户的加工效率。在航空航天领域, 有很多完整的刀具解决方案, 其中包括飞机引擎加工和机体零部件加工, 能够采用不同的刀具和加工工艺进行加工, 而且每年会根据航空市场的不断变化开发出许多新的刀具产品[4]。
4 刀具代理商
刀具代理商虽然不在刀具生产制造第一线, 但她们却活跃于刀具供应商和用户之间, 承担着先进刀具技术传播者的重任, 刀具代理商俨然成为供应商与用户之间先进刀具技术沟通的桥梁。刀具代理商就是一架刀具供应商和用户之间的桥梁, 其优势就是珍贵的本土客户资源、 经验和灵活、 全面的刀具产品组合解决方案。刀具代理商的全系列产品能够为汽车工业、 航空航天及模具制造等提供全面的刀具组合解决方案。因此, 大力发展刀具代理产业, 打造刀具代理品牌能够为中国的金属加工客户介绍更多的先进刀具和优秀的刀具解决方案[5]。
5 总结
当前应用创新的切削工艺, 采用先进的刀具, 适当地增加刀具费用的投入, 提高加工效率和加工质量, 降低制造的整体成本, 从而提高劳动生产率和企业的竞争实力已成为工业发达国家机械加工企业的共识, 也引起中国机械加工企业的关注。合理的刀具投入, 能够成倍地提高生产率和产品质量, 对于提升企业的竞争力是很值得的投资。制造业企业只有转变传统观念, 正确理解降低成本的实质, 克服片面控制刀具费用的做法。因此, 从刀具应用技术入手, 提高企业切削刀具的应用水平, 在中国具有重要的现实意义。
国内刀具企业应转变观念, 提高市场意识、 品牌意识, 抓住机遇, 加快自身的技术创新、 技术改造力度, 加大研发力度, 提高产品质量, 以优质的产品、 优良的服务赢得客户的信任, 以先进的切削刀具、 新型的刀具材料和涂层技术不断满足机械制造业的需求。只有这样, 国内刀具企业才能在激烈的市场竞争中确定自己的优势, 赢得更多的市场份额[6]。
6 参考文献
[1] 潘云华.建立高效、 规范的先进刀具推广应用管理体系: 6-10
[2] 赵炳桢.用先进刀具提高数控机床的效率.数控机床市场, ( 2) :39-41
[3] 袁哲俊.改变理念发展高效先进刀具振兴中国工具工业.工具技术, ,45( 2) :3-9
[4] 张莉, 鸢尾.以先进刀具技术提升客户竞争力——访美国肯纳金属公司全球航空航天业务部门经理Francosi Gau.航空制造技术, ( 10) :66-67
[5] 杜晓静.万众铸金打造刀具代理第一品牌——访北京金万众科技发展有限公司副总经理林欧阳先生.天津汽车, ( 9) : 26
[6] 汪哲能.刀具技术在现代制造中的作用分析.制造业自动化, ,32( 7) : 132-133