一、提高切削效率

1. 提高切削速度
   提高切削速度是提高加切削效率的一個非常有效的途徑。100年以來，經過切削專家的不斷努力，主流刀具材料經過了從高碳鋼、高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金刀具等幾個階段，切削效率得到了極大的提高。以一個直徑65mm、長度1m的鋼件車削為例，100年以前大約耗時100分鐘，而現在的主流加工方法大約只需要1分鐘。由于加工效率的提到，金屬加工業者也獲得了及其可觀的經濟效益。筆者1997年與一個閥門客戶進行過一個閥門法蘭鉆孔的工藝改進。該閥門客戶原長期使用高速鋼麻花鉆加工該法蘭上的螺栓孔，加工效率已經成為其產能提高的瓶頸。但他們對于使用高效率的可轉位鉆頭心存疑慮，因為可轉位鉆頭刀體的價格比他們正在使用的高速鋼鉆頭高十多倍，況且高速鋼鉆頭的可刃磨次數不少，使用可轉位鉆頭的經濟型也許不太理想。筆者與他們一起進行了一系列的試驗和分析，最后表明由于切削效率的提高，加工工時大大減少，分攤在每個工件上的成本大大下降，刀具的消耗費用也有減少，在他們一個工作日上因此節約的加工成本就足以支付采購可轉位鉆頭刀體所需要的費用。
   硬質合金基材和涂層技術的發展，為提高加工效率，降低制造成本提供了技術保障。肯納金屬提供的一份資料表明，在切削鋼件時采用其KC9110材質將有可能對加工效率極有幫助：KC9110那中溫CVD和普通CVD組成的鍍層總厚度達到24µm，從而可以大幅度提高切削速度；鈷加強的硬質合金基材又對刀具韌性進行了增強，從而提高了進給率：在美國某企業的加工實際中，由于切削速度和進給速度的同步提高，該工序的加工費用由原來的近3.7萬美元銳減到不足0.9萬美元，下降幅度超過75%。#p#分頁標題#e#
   必須指出，在常規的切削速度范圍內，提高切削速度通常意味著刀具消耗的增加。如果其它條件不作變化，提高20%的切削速度可能意味著刀具消耗費用會增加約50%。但是由于刀具費用通常只占加工成本的2%～4%，該成本的增加對于總成本影響極其有限。但由于加工效率的提高，分攤到工件上的機床成本、廠房成本、勞動力成本、管理費用成本都會下降，總的制造成本不但不會因刀具費用的增加而增加，反而會加工效率的提高而降低。山特維克可樂滿的資料說，如果我們減低30%的刀具費用，我們可以降低1%的成本；如果我們延長50%的刀具壽命，我們也可以降低1%的成本；但如果我們提高20%的加工效率，我們可能降低15%的成本。
2. 提高進給率
   上面我們看到，提高切削速度可以提高加工效率，可以降低制造成本，但其刀具本身的費用增加不少。那么，是否存在既可以提高加工效率，又可以在降低制造總成本的同時，也降低刀具本身的費用呢？我們的初步答案之一是采用修光刃技術進行大進給加工。
   銑削的大進給已經存在很長時間了，而車削類型的大進給則是近幾年來國際上技術領先的那些刀具供應商都在大力推廣的一種新型技術。這種技術被普遍稱為“Wiper”技術，使用這種技術能在維持原有生產節拍的條件下大幅度降低工件表面粗糙度的數值，提高表面質量；也可以在保持原來工件質量的前提下大大減少加工時間，提高加工效率。圖1是由肯納金屬提供的一個圖表，紅色代表R0.8普通刀片所能達到的表面粗糙度，藍色代表使用Wiper刀片(MW槽形)所能的表面粗糙度。可以看出，如果使用f＝0.63相同的進給率，普通R0.8刀片加工的工件表面粗糙度約16m，而Wiper刀片加工的工件表面粗糙度僅2.5m如果用普通R0.8刀片要達到2.5m的工件表面粗糙度則需要將進給減少到約f＝0.22。
   目前國際上正在推行的所謂“高性能加工”則是銑削上使用大進給的典型代表。不少國際著名的刀具廠商都提供這樣的刀具。這類刀具普遍采用小的主偏角以降低徑向切削力對刀具變形的影響，從而可以將非常大的進給用于實際加工，提高切削效率。

   圖1

   /uploads/allimg/jxjq/20110419222626141> /uploads/allimg/jxjq/20110419222626142> 圖2
   提高進給的另一個常用方法是通過使用更多齒數的刀具來提高進給速度。刀片的進給率常常受刀片厚度的影響或表面質量的要求而局限在某一個范圍內，而采用密齒刀具或其它更多齒數的方法就可以在不改變切削速度和進給率的前提下提高進給速度。圖2是兩種多齒擴孔刀具，(a)是山特維克可樂滿的三齒擴孔刀具，它對于常見的兩齒可調擴孔刀具而言可以增加50%的進給速度；(b)是肯納金屬用于汽車缸體加工的一把不可調節的擴孔刀具，它的齒數高達7個，加工效率是常見的兩齒擴孔刀具的350%。
3. 大切深加工
   大切深的加工對于提高加工效率同樣是非常有效的。在加工余量比較大的場合，運用大切深加工可以有效減少走刀次數，從而提高金屬切除率。但大切深常常帶來大的切削功率需求，這一點我們在應用時要注意機床和工藝系統的其它部分能否滿足其功率需求。同時，大切深加工對刀具結構也有一定要求，如單面負型刀片要優于雙面負型刀片，立裝刀片要優于臥裝刀片等等，具體請向專業刀具技術人員咨詢。

二、減少非加工時間