关于降低柴油机气缸体生产线刀具成本的相关探究--中国期刊网

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关于降低柴油机气缸体生产线刀具成本的相关探究

发表时间：2020/12/15 来源：《创新人才教育》2020年第9期作者：赵秀荣1 马玉菊2 崔毅刚 3

[导读] 对于气缸体生产过程中的刀具成本控制，主要需要考虑刀具使用期限与价格两方面内容。

山东省济南市中国重汽济南动力有限公司发动机制造部第一作者赵秀荣，第二作者马玉菊，第三作者崔毅刚 250200

摘要：对于气缸体生产过程中的刀具成本控制，主要需要考虑刀具使用期限与价格两方面内容。在评价同等刀具过程中，企业需要对各个刀具实际价值进行评估，同时还应该考虑在相同时间内其生产成本。对此，本文主要介绍了优化刀具以及刀具国产化两种减少刀具成本的方法，并通过案例分析验证两种方法可行性以及相关注意事项，希望能够为相关人员提供参考。
关键词：柴油机；气缸体；刀具成本
        前言：当前，市场竞争日益激烈，柴油机气缸体加工企业开始实施精益生产战略，并且持续控制道具成本，对于刀具库存、物流以及使用等各个方面的要求持续提升。另外，因为要求与标准不断增加，气缸体生产企业需要充分考虑与控制刀具成本问题[1]。
        1.减少刀具成本的方法
        首先，优化刀具。优化刀具可以有效减少刀具成本，借助科学布置、优化刀盘相关部件等能够提高刀具使用期限以及紧固性等性能。优化设计过程中，需要对加工零件规格以及刀片刃长等情况进行充分分析。另外，可以通过改进刀盘实现刀具优化，在生产过程中，由于刀盘与刀具规格不符，会采用加厚刀片，所以增加了成本，为了保证标准刀具应用效果，可以针对标准刀具规格，优化刀盘。
        其次，刀具国产化。若是工艺要求得到充分满足，则可以选择国产刀具减少成本。因为进口刀具的性能稳定等特点被机械加工企业所青睐，然而其价格昂贵，会提高采购成本，同时某些国产刀具在性价比方面要高出进口刀具，具有价格低、采购便捷等优势。所以，机械加工企业应该充分考虑国产刀具，比如，成型刀与阶梯钻等刀具均可国产刀具[2]。
        2.案例分析
        2.1粗铣与半精铣刀具优化
        气缸体属于一种箱体部件，主要以铣面加工为主，在长期生产中，因为受力刀盘不够合理以及刀片强度无法达到预期要求，车间开展粗铣以及半精铣作业过程中，主要使用非标准刀片（2种），价格如下：左旋刀片为13元/片，右旋刀片为10.39元/片，在生产过程中销量耗量较大，超过0.8万片，刀具成本达到10万元。但是标准刀片成本仅有9.5元/片，所以，应该积极控制成本。
        通过对比加厚刀片和标准刀片，发现前者厚度高出后者0.3mm，然而因为刀盘结构因素，无法通过现有刀盘对刀片进行充分固定，开展加工活动时无法保证刀具稳定性，存在安全隐患,对此设计以下改进方案：①邀请专业厂家结合当前刀盘规格制作压紧楔块以及刀垫。②磨掉到刀盘中压紧刀片的刀垫以及楔块干涉部分。其中，方案①周期长、资金投入多；方案②更加方便、简单，然而效果无法确定。所以，项目小组组织开展加工实践活动，磨掉一道粗加工工序中刀盘刀垫以及楔块干涉分布，之后采用标准刀片展开验证。在一段时间内发现方案②方法可行，刀片效果良好，压紧性高。另外，通过该工序对标准刀片实际强度进行有效验证，没有出现异常崩刃问题，强度满足生产要求。同时刀片使用期限和加厚刀片持平，改进效果良好。优化之后气缸体生产成本节约费用为11.61元/台。

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        2.2刀具国产化
        在科技快速发展过程中，我国的机械加工作业开始朝着加工中心作业方向发展，所以开始广泛应用进口刀具。虽然进口刀具具有加工质量突出、使用期限长、加工效率高以及有效提高产品竞争力的优势，然而进口刀具价格非常昂贵，并且性价比较低，不具备改进空间，特别在单件加工过程中的非标刀具方面，其价格基本上能够达到国内刀具10倍以上，因此，加工企业应该充分考虑刀具国产化，实现降低成本的目标[3]。
        例如，气缸体加工过程中，需要通过φ18铰刀开展φ18H7孔加工作业，以往选择山特维克整体硬质合金刀具，价格为5000元/支，使用期限为180d。国产铰刀的价格是150元/支，使用期限为30d，虽然使用期限相对较短，但是国产刀具价格是3%进口刀具价格，通过综合对比能够发现，一支国产刀具成本为18%进口刀具。
        然而在此过程中禁止出现满足使用简单刀具对进口刀具进行替换的现象，刀具具有较强专业技术性，涵盖加工工艺、结构、材料以及其他方面技术。虽然进口刀具价格昂贵，然而其性能确实非常突出。比如，山特维克内冷整体硬质合金钻头，具有使用期限长、加工效率高等特点。在开展国产化刀具使用过程中，国产刀具出现崩刃、折断以及噪音大等问题。通过深入分析发现，两种刀具不仅材质存在差异，其结构也有所不同，进口刀具刀刃并未设置C型槽，有效提高刀刃强度，并且在螺旋槽、几何角度以及横刃长度等方面也存在一定差异，可以减小切削阻力，提高排屑效率，切削性能突出，并且该刀具芯部选择倒锥结构来提高强度。因此，刀具国产化过程中，需要对加工性价比和质量进行充分分析，不应该盲目更换。
        结语：气缸体制造企业主要采用流水作业、大批量生产模式，对于生产率与节拍的要求较高，因此，会采用强制换刀方法，若是刀具质量较差则无法有效控制，或是减少刀具使用期限，不仅增加刀具成本还会影响生产效率。在我国加工行业不断发展过程中，企业需要不断降低成本、提高效率与质量才能够提高自身竞争优势，新材料、新技术、新产品以及新工艺等持续出现，在刀具与切削技术方面的要求也不断增加。对于刀具供应商，不仅需要其能够提供高质量刀具，同时还需要提供相应加工问题的解决措施，同时积极提供技术帮助。制造企业应该在相关厂家支持下，优化刀具、选择国产刀具，进而有效减小刀具成本。
参考文献：
[1]姚俊, 张永振, 李祖卫. 柴油机机体气缸孔加工刀具优化及工艺改进[J]. 金属加工(冷加工), 2020, 827(06):66-70.
[2]韦海燕. 发动机气缸盖气门座圈和导管孔加工实践及存在问题的改进方法[J]. 装备制造技术, 2018, 282(06):159-162.
[3]李智,张宏飞,王必璠,高磊,金长峰,范建权. 基于CFD仿真和PIV测试的柴油机气缸盖水套优化设计[A]. 中国内燃机学会、浙江省内燃机学会.内燃机科技（企业篇）——中国内燃机学会第六届青年学术年会论文集[C].中国内燃机学会、浙江省内燃机学会:浙江省科学技术协会,2015:6.
第一作者：姓名:赵秀荣，出生年月:1987.12.18，性别:女，民族:汉，籍贯:山东潍坊，学历，本科，单位:中国重汽集团济南动力有限公司发动机制造部，研究方向:刀具修磨，单位所在地:山东省济南市。邮编:250200
第二作者：马玉菊，性别女，民族汉，出生日期1987/03/10，籍贯山东淄博，单位中国重汽济南动力有限公司发动机制造部，研究方向：发动机生产过程及售后的技术分析与改进，单位所在地:山东省济南市。邮编:250200
第三作者：姓名:崔毅刚，出生日期:1984.12.24性别:男?民族:汉?籍贯:陕西武功，学历:本科，单位：中国重汽济南动力有限公司发动机制造部，研究方向:智能制造技术在发动机生产过程中的应用，单位所在地:山东省济南市。邮编:250200