消費(fèi)者都希望汽車OEM制造商為車輛配備最先進(jìn)的裝置以提高汽車性能;當(dāng)然也希望這一切都必須是可承受的價(jià)格。
為了在確保質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)這一復(fù)雜目標(biāo)并降低最終價(jià)格，汽車零部件OEM制造商們一直在研究如何降低生產(chǎn)成本，這也是汽車總制造成本中最重要的部分。全球切削刀具制造商們一直都在努力尋求降低生產(chǎn)成本的有效方法，伊斯卡通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)分析，建議先將總目標(biāo)分為兩個(gè)小目標(biāo)：一個(gè)是通過(guò)實(shí)施工藝效率措施來(lái)提高生產(chǎn)車間的生產(chǎn)率;一個(gè)是通過(guò)改進(jìn)切削刀具的構(gòu)架來(lái)降低單件成本(CPU)。
1.提高生產(chǎn)率
金屬切削過(guò)程可分為兩種狀態(tài)，一種為刀具對(duì)工件余量部分進(jìn)行材料切除;另一種為刀具處于空刀狀態(tài)，這一狀態(tài)包括進(jìn)刀、退刀及換刀。
1.1.切削加工參數(shù)
合適的切削條件意味著對(duì)切削加工中至關(guān)重要的切削參數(shù)。切削刀具供應(yīng)商基于對(duì)微觀層面金屬切削加工過(guò)程的豐富經(jīng)驗(yàn)及深刻理解，給出了他們所推薦的切削參數(shù)。
為了滿足這些需求，伊斯卡開(kāi)發(fā)了伊斯卡在線專家選刀系統(tǒng)ITA，這是一套在線查詢軟件。當(dāng)用戶輸入所預(yù)期的工作參數(shù)和限制條件時(shí)，就能為每項(xiàng)作業(yè)取得適合的加工解決方案。該軟件可為用戶提供切削的最佳解決方案，如推薦刀具(包括切削深度、切削寬度和進(jìn)刀次數(shù))、切削數(shù)據(jù)、功率要求以及每種方案的生產(chǎn)率。
所有的參數(shù)最終都以金屬去除率(MRR)體現(xiàn)出來(lái)，其值越高則表示生產(chǎn)率越高。用戶可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化，以更優(yōu)化的技術(shù)及切削參數(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工，從而在獲得更高生產(chǎn)率的同時(shí)，盡可能最大化加工效率，最小化廢品率。
1.2.空刀
在大批量生產(chǎn)中，切削過(guò)程中的空刀不可忽視，因?yàn)榭盏墩加玫臅r(shí)間也是有成本代價(jià)的。為解決這一問(wèn)題，伊斯卡建議制造商們審視技術(shù)工藝并利用組合刀具這一方式來(lái)減少退刀和換刀。
1.3.組合刀具
在現(xiàn)代全方位解決方案中大量組合刀具的運(yùn)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化意義重大。每種組合刀具的設(shè)計(jì)都要考慮到加工中心的技術(shù)參數(shù)，例如最大切削直徑，主軸的轉(zhuǎn)速限制和主軸電機(jī)功率等等。
圖1為伊斯卡所設(shè)計(jì)的組合刀具，可用于加工鑄鐵轉(zhuǎn)向節(jié)。該組合刀具復(fù)合了鉆孔、前倒角、后倒角、方肩銑和底部方肩銑的加工能力。通過(guò)使用該組合刀具，可顯著縮短加工周期，幫助用戶將切削加工的時(shí)間減少60%。
1.4.節(jié)省空間
奧氏體耐熱鑄鋼被認(rèn)為是渦輪機(jī)殼體的最佳材料。渦輪增壓器的工作溫度為1000℃左右。在這一持續(xù)的工作溫度下，該材料具有優(yōu)異的耐高溫性能和強(qiáng)度。
組合刀具還為刀庫(kù)容量問(wèn)題提供了完美的解決方案，特別是在生產(chǎn)車間空間受限時(shí)。刀庫(kù)容量與刀庫(kù)占地面積成正比，而刀庫(kù)尺寸則會(huì)影響生產(chǎn)成本。
圖2,3,4為一系列的伊斯卡組合刀具：
圖2：PRE-THREAD DCNT(M8-M24)為帶倒角刀片的可轉(zhuǎn)位鉆頭，主要用于加工螺紋底孔
圖3：MULTI-MASTER MM EDF為帶三個(gè)有效齒的可換頭式硬質(zhì)合金刀頭，用于上下倒角加工
圖4：SSB-LN15-R / L為盤式雙面刃開(kāi)槽刀具，立裝夾持銑刀片LNKX 1506
2.降低單件成本(CPU)
單件成本是汽車OEM制造商的盈虧一覽結(jié)算線，而切削刀具成本則代表在設(shè)定單件成本參數(shù)時(shí)的可變成本因子。
雖然刀具價(jià)格會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品成本產(chǎn)生影響，但其本身并沒(méi)有被視為計(jì)算零件成本的重要參數(shù)，但是如下等式所示，“每刀片切削刃數(shù)”代表著裝夾可轉(zhuǎn)位刀片的刀具中的一項(xiàng)重要參數(shù)。此等式計(jì)算出了刀片價(jià)格總體而言對(duì)單件成本的影響，并詮釋了刀具上的消耗品(即刀片)的不同參量之間的關(guān)系。概念很明確：“每刀片切削刃數(shù)”是分式的分母，更多的切削刃數(shù)能降低單件成本。
等式：可以通過(guò)這個(gè)基礎(chǔ)的等式來(lái)理解單件成本(CPU)的計(jì)算原理。并可通過(guò)一些附加參數(shù)對(duì)該等式進(jìn)行升級(jí)，例如刀具壽命、刀具成本等。
金屬切削領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)應(yīng)用這一概念開(kāi)發(fā)多刃刀片，如伊斯卡開(kāi)發(fā)了一系列具有多個(gè)切削刃的新產(chǎn)品，其中包括銑刀HELIQMILL，該系列刀片具有三個(gè)螺旋切削刃，由廣為人知的HELI2000系列演變而來(lái)。HELIIQMILL HM90 ADCT 1505 HELI2000平裝刀片帶有兩個(gè)螺旋切削刃，經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)合集成了第三個(gè)切削刃，就得到了平裝三角形刀片HM390 TDKT 1907 HELIIQMILL，該刀片具有三個(gè)螺旋切削刃(圖5)，但是價(jià)格保持在同一水平。
該等式中的“每切削刃壽命”參量與單件成本(CPU)為反比關(guān)系，即當(dāng)該值變大時(shí)可大大降低單件成本(CPU)有效值。
經(jīng)年累月沉淀下大量的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，穩(wěn)定可靠的刀片生產(chǎn)工藝，恰當(dāng)?shù)那邢魅锌谔幚矸椒ê蛧?yán)格的質(zhì)量控制體系，以上這些不僅是保持競(jìng)爭(zhēng)力和新材料研發(fā)的關(guān)鍵所在，而且是達(dá)成此多目標(biāo)任務(wù)的不可或缺的組成部分。
3.用全新刀具迎接挑戰(zhàn)
汽車零部件OEM制造商們和金屬切削刀具供應(yīng)商們之間關(guān)于渦輪增壓器的協(xié)同合作為這一戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)成提供了非常有價(jià)值的參考，雙方都為優(yōu)化和穩(wěn)定渦輪機(jī)殼體生產(chǎn)工藝做出了相當(dāng)大的努力。在以往的生產(chǎn)中，最常用的原材料是DIN 1.4848鋼，一種奧氏體耐熱鑄鋼，但鑒于成本壓力和更合理化的需求，制造商們不得不轉(zhuǎn)而選擇其它更便宜的新材料：奧氏體耐熱鑄鋼DIN 1.4837和DIN 1.4826，這是兩種更難加工的材料。
行業(yè)領(lǐng)頭的金屬切削刀具供應(yīng)商們需要為這一新的挑戰(zhàn)任務(wù)找到合適的解決方案。伊斯卡公司通過(guò)研制出全新的刀片牌號(hào)MS32，結(jié)合合理的切削刃設(shè)計(jì)及刃口處理生產(chǎn)制造刀具，使得刀具切削參數(shù)更高，最大化刀片、刀具壽命。刀體平裝夾持帶8個(gè)螺旋切削刃的刀片S845 SNHU 13 MS32(圖6)。這一全新且專業(yè)的用于渦輪機(jī)殼體的生產(chǎn)制造的銑刀一經(jīng)問(wèn)世，就使得汽車零部件OEM制造商們及終端市場(chǎng)受益。
4.步入正軌
這一進(jìn)展展示出刀具供應(yīng)商與汽車零部件OEM制造商的合作模式是怎樣促成新刀具的研發(fā)之路的;以及伊斯卡是怎樣將其大量的智力資源用于創(chuàng)生出精巧且高度契合的組合刀具以提高生產(chǎn)率并降低單件成本。無(wú)論是汽車購(gòu)買者還是汽車零部件OEM制造商都因此步入汽車價(jià)格能持續(xù)降低的軌道，同時(shí)還能收獲更優(yōu)的汽車性能。