模具行业的刀具消费特点

《工具商情》9月刊

来源:金工网  编辑:kf001【seo:kf001】
2017-09-19
【摘要】:近年来,随着模具制造业的发展,模具零部件材料本身的要求提高,超硬刀具材料如CBN立方氮化硼、PCD聚晶金刚石刀具和新型硬质合金刀具被大量采用,刀具的消费与购买成为模具厂家与刀具生产企业共同关注的话题。 

  近年来,随着模具制造业的发展,模具零部件材料本身的要求提高,超硬刀具材料如CBN立方氮化硼、PCD聚晶金刚石刀具和新型硬质合金刀具被大量采用,刀具的消费与购买成为模具厂家与刀具生产企业共同关注的话题。    

  一体化刀具的应用    

  据调研,在国内模具用户所选择的刀具材料中,使用最多的是硬质合金刀具,占64.1%。而超硬刀具的发展,硬车削正作为一种替代磨削的性好的方法在普及。超硬刀具使用率有了明显提高,如气缸体缸孔的加工在半精镗和精镗工序中很多就采用了立方氮化硼刀片,切削速度达到了新高度,刀具寿命也大为延长。    
       可转位刀具在我国推广已经多年,进展顺利,但发展还不平衡,用户覆盖率仍低于整体刀具和焊接刀具。然而,我国可转位刀具的技术在推广过程中得到了新的进展,品种迅速增多应用潜力很大。    

  现代模具制造业的机械加工及其所用刀具技术快速发展,高新技术被大量采用,在加工工艺、切削方式、刀具结构、刀具材料、刀具涂层等方面都已有了与过去传统机械加工很大的不同点。新的刀具结构和具有新型切削刃和几何形状的刀片被不断研究和开发出来,适应数控机床和高速加工需要的刀具夹持及其与机床的连接件如HSK刀柄、热套刀柄、液压刀柄等以及其他新型刀柄获得广泛应用。    
       为提高生产效率和减少换刀时间,在模具零部件的加工中越来越多地使用了各种复合刀具,如钻镗复合、钻铰复合、钻孔和螺纹加工复合等各类复合刀具,结构复杂的展开式刀具满足了很多特殊的加工要求,有些刀具甚至已发展成机、电、液一体化的装置,已远远超越了传统的刀具的概念。    

  模具行业的刀具消费特点    

  为了实现模具精益生产,模具企业科学地组织刀具的采购和库存管理,需要研究和探索如何在确保生产线正常运转的情况下降低刀具的库存资金占用、优化刀具的最低库存设置、刀具的采购起始点、刀具的合理采购频率和采购批量,建立有效的刀具预警机制、应急机制和快速响应机制,有科学有效的方法跟踪、监控刀具库存状态和采购状态。    
据了解,68.5%的用户企业刀具费用占总成本比例不足3%,与发达国家制造业刀具成本占4%左右的生产成本的、构成存在很大差距,这也是造成我国制造业切削水平低的一个因素。    
      中国模具行业分散性、低规模、低水平的现象有关,中国模具生产厂家是规模特别大的寥寥几家,剩余的大都是中小规模。这些情况决定了模具行业用户使用刀具的特点:采购量加多,采购次数频繁,即至多两个月左右采购一次,这一方面反映了,模具行业刀具用户在制定预算时更倾向于灵活性,而不是保留过多的库存。同时,由于用户采购的灵活性,对于那些尚未进入的刀具供应商,市场提供了随时进入的机会。由于按需采购,对已用品牌的相互替换的竞争性也日益加剧。    

注塑模具所使用的刀具存在的问题

近年来,因为竞争的日益激烈,许多企业致力于“降低成本”“缩短交货期”“提高质量”的研究,逐渐意识到注塑模具的高精度化、高效化加工的重要性。注塑模具加工过程中不可或缺的切削刀具越来越受到重视。
        但是,用于精加工的整体硬质合金立铣刀,它主要切削工件上窄而深的部位。使用这种刀具进行高效深切削时会出现以下问题:切削阻力容易增大,顶端中心刃部分易受损且中心部位的切削速度很难提高,存在理论上的切削残留部分。

用于粗加工的高效圆角立铣刀,通过加大切深来提高加工效率时,加工后工件上会留下明显的切削残留部分,这将增加后续精加工刀具的加工负荷。虽然粗加工效率很高,但会降低后续工序的加工效率。 所以,刀具应该不断提高,以此满足注塑模具加工的需要。

  影响刀具购买力的因素    

用户更加注重效率提升、投入产出比优化,而不是注重单纯的价格因素。“服务”的内涵已经由单纯的售前售后服务发展到切削方案的解决。    
      刀具的性能与质量直接影响到能否顺利加工出所要求的合格产品,刀具能否满足高速切削的要求,刀具寿命如何及换刀频次高低都直接影响生产线开动率,影响到加工节拍和生产效率,而能否按时和保证质量地将调整或修磨好的刀具提供给生产线又将直接关系到生产能否正常持续地进行下去。    
       因此,模具行业刀具用户在使用刀具时主要考虑刀具的切削效率,其次则是使用寿命,另外需要重视起来的则是服务。用户越来越注重效率提升、投入产出比优化,而不是注重单纯的价格因素。“服务”的内涵已经由单纯的售前售后服务发展到切削方案的解决。

近几年,我国刀具企业的产品水平逐年提升,刀具企业之间的竞争也日益激烈,放眼全国,大大小小、国际国内知名的刀具制造和代理商比比皆是,山特维克、瓦尔特、伊斯卡、蓝帜、KORIOY、黛杰、日立、三菱、肯纳、株钻、厦门金鹭……面对琳琅满目的刀具市场,模具厂该如何选择呢?以下是对国内品牌刀具厂商产品、技术、服务等方面的综合分析比较,希望为模具业的采购提供参考。

行业发展彰显刀具作用

制造业的飞速发展不仅带动了国内模具产业的繁荣,也对国内的模具制造商提出了越来越高的要求:交货期进一步缩短,高端模具产品供不应求。面对庞大的市场需求和激烈的市场竞争,模具制造企业面临提高模具产品档次和降低制造成本的双重压力,而这种压力也必定会向供应链的上下端传递,因此相应地对工具(刀具)行业也提出了新的要求。
相对于机床,刀具在整个制造业成本中所占的比重仅有3%~5%,但是其发挥的作用却不容忽视。机床可以为模具生产提供良好的运动和控制平台,但是真正完成切削加工作用、和工件直接接触的却是刀具,工件的形状、尺寸、精度、表面形貌等都是要通过刀具的作用来实现。机床的运行是否充分、工件的切削是否合理与刀具的选用、性能高低、质量差异、工艺等的确定紧密相关。
刀具可以完成模具的粗加工、半粗加工、精加工、余量铣削和一次(或二次)清根,把最粗糙的模坯加工成满足各种需求的工件成品。采用先进、高效的刀具还能为模具制造企业降低加工成本、提高生产效率大有帮助。

刀具商的生存秘密

市场的激烈竞争必然会给刀具厂商带来更大的压力,但从对整个刀具行业的发展和刀具用户的角度来看,竞争是有好处的,有竞争才会有更大的进步。竞争导致的最直观的结果就是产品价格的下降和服务品质的提升,以满足市场和客户的需求,刀具行业亦如此。对刀具厂商来说,一方面要不断提升刀具的性价比来满足模具企业的需求,另一方面还要降低自身制造成本提高服务品质以参与激烈的市场竞争。面对双重挑战,刀具商应该如何应对呢?

高性价比的产品系列

激烈的市场竞争、降低制造成本和提高生产效率的多重压力使模具制造企业必须选择高性价比的刀具产品,这也是刀具企业参与市场竞争面临的真实现状。粗加工刀具不仅需要能快速、高效工作,而且要能承受高温、高压和耐磨损;精加工刀具要能改善模具的尺寸、形状和表面粗糙度,减少甚至省去手工修磨,从而大大降低模具制造企业的生产成本和缩短模具的制造周期,提前交货。
刀具厂商提供给客户的刀具的几何特征参数要尽可能多和详尽,如种类、直径、刃长、悬伸以及配套机床的有关参数等,并能根据客户的要求提供满足需求的刀具产品和进行有关调试工作,以使模具企业能尽快让刀具投入生产,提高生产效率。

快速反应的技术解决方案

模具制造企业降低成本很重要的一个途径就是提高切削效率,降低生产制造中的单位成本。而这不仅可以通过提高切削速度、加大切削用量来实现;还可以通过减少辅助时间,(如刀具的更换时间等)以及尽可能地降低某些工序出现故障的机会来实现。
这就对刀具供应商的技术解决方案能力提出了更高的要求,要能够分析和发现与刀具有关的生产过程中出现的切削加工问题的原因和影响因素,并对刀具的有关问题作出及时的响应,快速发现问题并提出解决问题的方案和建议,必要时还要很快到达问题现场,对刀具本身的各个要素严格控制和做出合适、及时的改进和优化,提供完善、及时的售中和售后服务。

系统工程的统筹能力

实际生产经验表明刀具切削加工问题的解决是一个复杂的系统工程,在模具加工中,系统的输入是生产的要求,系统的输出是通过加工过程所获得的加工结果,在这个系统中存在多个因素和变量,机床、夹具、刀具、切削液、工件材质、毛坯状态等。其中刀具本身又是一个存在很多变量的子系统,刀具的结构、切削刃的几何形状、刀具的材料、表面的涂层等,所有这些变量之间相互交叉、相互作用。例如,浓度不合理或种类不合适的切削液不仅会导致刀具寿命变短,还会造成所加工工件出现异常情况;参数配置不合理的机床不仅不能使刀具发挥应有功能,还可能带来刀具的崩刃、断裂等。

新技术的开发来源于实际的生产实践,因此,对刀具厂商来说,一方面要在刀具技术上不断努力已达到模具制造企业所要求的水平,另一方面还需要加强同机床厂商、夹具厂商、切削液厂商、材料厂等加强合作,当加工中出现异常情况时,需要从系统工程的角度分析和解决问题,而不能单一地只看到系统中的刀具问题,要从系统角度来考虑问题,分析相关间的各个重要因素,提升在切削加工中对系统工程的统筹解决能力。

不断创新的技术能力

在这个社会都提倡创新的氛围下,刀具当然也不例外。很多企业开发了更先进的刀具,例如展开式刀具,刀头刀片只是整套刀具中的一个组成部分,整套刀具还包含了传动和控制机构等,这种刀具的生产效率很高;组合刀具(复合刀具),一把复合刀可以解决原先多个工位多道工序的加工,而且减少了多次换刀的辅助时间,有利于提高加工精度和加工效率;因此也更受到客户的信赖和支持。
例如,刀具的刚性与刀具的悬伸量成反比,使用球头立铣刀进行仿形铣的时候,要求刀具必须有很大悬伸量。因此,在设计立铣刀时,为提高刀具刚性,通常会在刃部和柄部之间加入带有锥度的颈部,但当直壁较高时,这种方法是不行的,为了解决模具加工中直壁的高效、高精加工,日本OSG开发了FXS-MFE立铣刀,在直壁加工中,采取阶梯式加工,实现了高速加工。
就国内工具企业来说,很多企业发展非常迅速,如株洲钻石、厦门金鹭等企业,但是从整个行业发展来说,国内企业在技术创新方面整体上还是逊于国外企业的。

 

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