自制刀具应对模具机械加工刀具

--访北京哈德模具机械制造有限公司生产部经理郭玉忠

2010年10月20日 16:19 6209次浏览 来源:   分类: 新材料前沿

  从15年前开始从事刀具的使用和管理工作,10多年的工作经验造就了郭玉忠在模具机械加工方面的进步和成功,在北京哈德模具机械制造有限公司(以下简称“哈德模具”),郭玉忠因自制刀具以应对模具机械加工的要求而出名。如今,郭玉忠已经成为哈德模具生产部经理,在郭玉忠的带领和指导下,哈德模具依靠自己的技术和设备,制作适合加工要求的非标刀具,仅自制非标刀具这一项,每年就能为公司节省大量的刀具使用成本。
  郭玉忠诉说了他在刀具选用上的心得,在选用刀具的时候,哈德模具并不是选用最好的,而是选用最实用的,如果市场上没有,就自己设计制作,选刀具最根本的出发点是既能满足生产需要又具有经济性。


  优化工艺降低刀具要求
  众所周知,在模具加工行业,每套模具都要经过创造性设计、数控编程、机械加工等步骤,特别是其机械加工费时费力,因此,如何提高生产效率、缩短加工周期、提高模具制造水平、降低生产成本一直是模具制造企业及其相关技术人员面临的难题。模具一般都是采用高强度的耐磨材料,再经过淬火热处理后硬度都很高,一般可达HRC50以上,如此高的硬度也就对机械加工提出了非常高的要求。因此,刀具技术也就成为模具加工过程中最关键的技术,应该选用什么样的刀具,刀具的刃口形状、几何参数等如何设定,都是决定模具能否高效、高质量加工的重要因素。郭玉忠经过10多年的总结,如今,在模具加工方面已经有了足够的经验和心得。
  “在加工材料上,大多数模具都是使用进口材料或者新型材料,这些材料能够保证模具成品的质量,但这些材料都存在一个问题,就是加工难度比较大。针对这些材料,也要相应地对刀具进行严格选用,此时我考虑的主要还是加工的三要素:切削速度、进给量和切削深度,因为三要素的合理选择直接决定着加工效率、加工件表面质量和刀具寿命。”郭玉忠在谈到模具加工刀具选用时,谈了他自己的经验和心得。“目前,用于模具加工的刀具材料主要有聚晶立方氮化硼(PCBN)、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金等,我会根据模具材料、刀具几何形状、切削条件三大因素来选择刀具材料。由于聚晶立方氮化硼刀具具有很高的硬度和耐磨性,因此,聚晶立方氮化硼刀具适合加工硬度为HRC55~65的材料。陶瓷刀具的成本低于聚晶立方氮化硼刀具,具有良好的热化学稳定性,但其韧性和硬度不如聚晶立方氮化硼刀具好,因此,陶瓷刀具比较适合加工相对比较软的材料(HRC≤50)。新型硬质合金和涂层硬质合金刀具成本较低,但切削硬度不如聚晶立方氮化硼刀具和陶瓷刀具,因此,一般用来切削硬度更低的材料。”
  “根据材料的硬度和材质,我会选择不同的刀具,比如加工硬度为HRC58~62的材料,就要选用聚晶立方氮化硼刀具,但这样会造成刀具成本的增加。因此,一般情况下,为了降低加工难度和降低生产成本,我会采用先加工后淬火的工艺,这样在进行加工时材料的硬度可能只有HRC20~40,相对来说就非常容易加工。如此,就可以选用相对比较便宜的硬质合金刀具,既提高了加工效率,也大大降低了对刀具的要求,从而降低刀具成本。”郭玉忠对于加工工艺的改变,造就了如今哈德模具机械加工和刀具使用的特点,在哈德模具的加工现场,基本上都是极具性价比的刀具在加工较易加工的材料。


  大量使用非标刀具
  哈德模具主要从事电子、印刷、包装等行业的各种模具、模切刀具的机械加工,这些加工内容决定了哈德模具的加工特点为小品种、小批量生产,因此,模具独创性设计和刀具非标性使用就成为了其显着的特点。在哈德模具的加工现场,非标刀具使用量占到刀具总使用量的一半左右,大量非标刀具的使用,对哈德模具的技术人员也就提出了很高的要求。据郭玉忠介绍,哈德模具拥有一批专业的研发人员、十多年模具加工经验的工程师及生产骨干,这些技术人员的存在,对非标刀具的使用起着巨大的推动作用。
  “由于我们的产品特点决定了加工过程中必须要用一些非标刀具才能进行有效地加工,因此,我们现在使用的很多刀具都属于非标刀具,市场上买不到,而这些非标刀具中又有将近一半是我们自己设计制作的。”由于哈德模具拥有LGMazak数控加工中心、SXDK6050雕刻机、加重型外圆磨床、平面磨床、车床、铣床、线切割机及一些辅助的先进的加工设备,使得哈德模具自制非标刀具在郭玉忠眼里并没有太大的难度。“我会根据加工的需要,自己设计刀具的形状、刃口角度等几何参数,利用我们先进的加工设备,将我们从市场上买到的优质棒料加工成自己需要的刀具。像我设计的三刃铣刀,就是根据使用的要求,自己设计制作出来的,后来根据使用情况,又做了一些完善和改进,在三棱的基础上,增加了后角,这样就增强了切削性能。另外,像半圆铣刀、单边铣刀等市场上没有卖的,我都会根据加工需要,自己设计出来,并通过磨刀机等设备来完成制作。”
  由于市场上的标准成型刀具一般价格都比较贵,因此,为了节省成本,郭玉忠在接到加工图纸之后,首先考虑的是需要什么样的刀具,然后再考虑自己能否做,要是能做的话,需要什么要的结构,需要怎么加工。“一般我先是根据刀具的使用目的设计出刀具的大概结构,然后用相关软件进一步设计刀具的具体形状、加工参数和加工工艺,在完成设计之后,以我们现有的先进的设备完成制作已经没有任何问题。”郭玉忠在谈到自己的做法时如是说。“当然,我们也不会盲目自大,有一些设计和加工难度都很大的刀具,我们会和专业的刀具厂家合作,由我们提出使用要求,刀具厂家来帮我们完成设计和制作。”


  废旧刀具研磨再利用
  “如果市场上有成型刀具可以满足我们的加工,为了保证加工效率和加工质量,有时,我们还是会优先选择市场上现有的成型刀具,因为在市场流通的刀具都是经过大量使用得到用户认可的。”郭玉忠在谈到刀具使用时如是说,“但是,就算是从市场上买回来的标准刀具,由于正常的刀具磨损,我们还是要对刀具进行研磨再利用的,这样可以充分利用刀具的使用价值,节省大量的刀具成本。”在哈德模具,刀具再研已经成为很盛行的话题,从技术人员到一线的操作人员,都知道如何对刀具进行再研,以便物尽其用。
  “我们还有一个做法,就是从一些比较熟悉的客户那里,用彻底报废的刀具换取一些还能进行研磨再利用的刀具,目前,这样的刀具在我们这使用量非常大,这些本来在客户那里打算废弃的刀具在我们这得到了再利用,充分实现了其价值。”在郭玉忠的指引下,记者看到了大量的从客户那里换回来等待再研的“毛坯”。也许,郭玉忠这种废旧刀具研磨再利用的做法在很多企业里并不是很受重视,但这种做法确确实实为企业节省了大量的生产成本。在国家政府大力倡导低碳、绿色、环保的今天,国内制造企业也许都应该推广这种做法。


  寄语国内刀具供应商
  目前在加工行业有一个共识,那就是进口刀具要比国产刀具耐用,郭玉忠极为同意这种观点。郭玉忠认为进口的刀具在耐磨性和韧性上表现尤为突出,磨损比较慢,且很少出现崩刃等现象,另外,进口的刀具在加工效率、表面精度及加工质量上都比国产刀具表现得更加突出。但谈到性价比上,郭玉忠并不赞同进口的刀具就具有很高的性价比,在他看来,针对哈德模具的加工需要,国产刀具才具有更高的性价比。“进口的刀具在性能上确实比国产刀具优秀,但其性价比却并不一定比国产刀具高,举个例子,进口刀具的价格可能是国产刀具价格的10倍,但其使用寿命可能也不过是国产刀具的两三倍,如果不是批量稳定生产的话,像模具这种小批量多品种加工,国产刀具的性价比则更加的明显。”
  郭玉忠认可国产刀具,但这并不说明他对国产刀具就很满意,在他看来,国产刀具在产品质量和技术服务上还有很多需要努力的地方。“很多次,在市场上买的国产刀具,会出现以次充好欺诈用户的情况,比如一批标准刀具,100支里面可能会有三五支残次品,这些刀具有的我们根本无法使用,这些刀具企业在销售时只顾眼前利益,没想着要坚持良好的信誉和品牌形象。当然,这里也可能是代理商为了追求利润,而故意做的手脚,并不是厂家故意而为。”郭玉忠遭遇的无奈,也许也有很多刀具用户也遭遇过,相信以后随着厂家自身服务系统的完善和相关法律法规制度的健全,国产刀具也将为中国广大机械加工用户所采纳。

责任编辑:仁可

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