應(yīng)該修復(fù)舊刀具還是購買新刀具？

寂靜天花板 · 發(fā)表于 2015-12-11 20:41:57

應(yīng)該修復(fù)舊刀具還是購買新刀具？這是任何圓形刀具，如鉆頭、立銑刀和鉸刀用戶都應(yīng)該考慮的問題。這次全球經(jīng)濟衰退帶來的節(jié)約之風(fēng)激發(fā)了對刀具修復(fù)日益濃厚的興趣。在考慮這一問題時，存在的變量可能比一些人想象的多得多。刀具的幾何形狀、用途、基體和涂層等都會對做出修復(fù)一把刀具的決定產(chǎn)生影響。其他因素還包括：工件的價值、刀具壽命、工藝的復(fù)雜性、加工場所和加工技術(shù)水平等。總之，雖然該領(lǐng)域的專家們希望確定一些總體指導(dǎo)方針，但對于這一問題卻很少有什么硬性規(guī)定。　　刀具越簡單，對其進(jìn)行修復(fù)的可能性就越大。硬質(zhì)合金鉆頭是最常見的可重磨刀具，其重磨也最容易。當(dāng)這種鉆頭用鈍后，可以對鉆尖進(jìn)行重磨，如果鉆頭出現(xiàn)了崩刃，或有較嚴(yán)重的損壞，修復(fù)時可以先切除損壞的鉆尖部分，然后再對其進(jìn)行重磨。只要鉆頭的倒錐部分沒有過度磨損，通常就能通過簡單的重磨將其修復(fù)。與其他刀具相比，重磨對鉆頭直徑影響較小，從而使其很適合修復(fù)。每次修復(fù)對尺寸的控制都各不相同。一支普通鉆頭在報廢前可能可以修復(fù)重用5－6次，而一支用于加工高精度孔的鉆頭可能只能修復(fù)重用3次。
　　除了鉆頭以外，立銑刀也是最適合修復(fù)重用的刀具。修復(fù)立銑刀的棘手問題是重磨會影響其直徑。不過，可調(diào)節(jié)偏置量的現(xiàn)代數(shù)控機床使采用修復(fù)過的立銑刀成為可能，在刀具預(yù)調(diào)設(shè)備的幫助下，許多數(shù)控機床都可以自動設(shè)定偏置量。
　　較大型或較昂貴的刀具也是重磨修復(fù)的候選對象。通常，最具修復(fù)價值的是圣誕樹銑刀和粗加工立銑刀，而直徑小于12.7 mm的整體硬質(zhì)合金立銑刀沒有太大重磨價值。圣誕樹銑刀通常用于加工渦輪葉片，具有復(fù)雜和精密的幾何形狀。CNC磨削技術(shù)的進(jìn)步使重磨這種復(fù)雜刀具變得越來越容易。Niagara刀具公司將整體硬質(zhì)合金立銑刀的重磨稱為“再制造”，其再制造刀具是在與生產(chǎn)新刀具同樣的CNC工具磨床上磨削加工的。該公司還利用自己廠內(nèi)的PVD涂層中心對修復(fù)刀具進(jìn)行重涂。
　　涂層也可以決定一把刀具是否值得修復(fù)，重磨CVD金剛石涂層或類金剛石涂層（DLC）刀具在經(jīng)濟上通常并不劃算。對于鈦基或鉻基PVD涂層刀具，再制造不會成為問題，因為這種刀具的所有功能切削表面都可以直接重磨，而無需首先去除涂層。
　　齒輪滾刀和其他齒輪刀具也屬于價格昂貴的刀具，而且?guī)缀醵寄苤啬バ迯?fù)。雖然也有一些硬質(zhì)合金刀片式齒輪刀具（通常用于較大模數(shù)齒輪的粗加工），但大部分齒輪刀具都是可以重磨修復(fù)的整體高速鋼或硬質(zhì)合金刀具。根據(jù)加工條件的不同，齒輪刀具壽命差別很大，有些刀具只能加工5件工件即需重磨，而有些刀具則可以加工上萬件工件。對于齒輪刀具，修復(fù)肯定物有所值：修復(fù)一把齒輪刀具的費用可能只是新刀價格的10%－15%。齒輪滾刀和其他齒輪刀具的兩項重要技術(shù)進(jìn)展（高速鋼刀具的使用增多以及采用更新的PVD涂層）使其壽命更長，并且更容易修復(fù)。尤其是AlCrN涂層（Oerlikon Balzers公司生產(chǎn)的這種涂層商品名為“Alcrona”）的使用越來越廣泛，對日益增多的高溫切削和刀具修復(fù)都非常有利。實際上，從刀具上去除AlCrN涂層要比去除AlTiN或TiAlN涂層更容易。用于去除AlCrN涂層的化學(xué)制劑不會對刀具基體材料（尤其是硬質(zhì)合金）造成任何損害，而去除TiAl N涂層的化學(xué)制劑則會侵蝕硬質(zhì)合金基體。
　　另一個重要趨勢是齒輪刀具的修復(fù)被更多地外包。修復(fù)齒輪刀具對熟練工人、機床設(shè)備（尤其是涂層設(shè)備）和專門的編程技術(shù)有很高的綜合要求，因此對于單個用戶而言，在自己的車間修復(fù)齒輪刀具并無太大吸引力。由于綜合了多種資源，一些企業(yè)（如Star SU公司）有能力利用數(shù)控機床，主要由為生產(chǎn)齒輪刀具而編制的CAM程序驅(qū)動來高效修復(fù)齒輪刀具。
　　完備的技術(shù)能力使其有可能自行對刀具涂層，并通過調(diào)整磨削程序，只磨除刀具被磨損的部分。作為所修復(fù)的大部分齒輪刀具的原制造商，它們知道如何保證刀具的重磨質(zhì)量。Ware認(rèn)為，隨著越來越多的制造商放棄自行修復(fù)刀具而依靠外包，未來的趨勢是縮短完成刀具修復(fù)的周轉(zhuǎn)時間。隨著競爭日趨激烈，周轉(zhuǎn)時間通常為兩周的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可能會進(jìn)一步縮短。
　　一些企業(yè)對刀具修復(fù)服務(wù)比其他企業(yè)更重視。例如，Unimerco公司就是作為一家刀具修復(fù)服務(wù)機構(gòu)開始在北美創(chuàng)業(yè)的，后來才應(yīng)客戶要求開始生產(chǎn)新刀具。該公司專攻鉆頭、立銑刀、鉸刀及其他整體圓形刀具（包括采用PCD刀片的圓刀具）。該公司除了為客戶提供定制設(shè)計的新刀具以外，還建立了一個支持刀具修復(fù)的系統(tǒng)。大多數(shù)刀具制造商主要致力于生產(chǎn)新刀具，如果要修復(fù)舊刀具，就需要占用其生產(chǎn)時間和設(shè)備。雖然現(xiàn)在也生產(chǎn)新刀具，但繼續(xù)保留了完整的刀具修復(fù)專用加工單元。與其他專業(yè)刀具修復(fù)企業(yè)一樣，為了縮短周轉(zhuǎn)時間，Unimerco公司也擁有自己的PVD涂層設(shè)備。
　　不僅僅是Unimerco刀具，還有許多其他刀具品牌也提供重磨服務(wù)。不過，一些新刀具制造商并不總是對重磨刀具有興趣，或愿意開展此項業(yè)務(wù)。他表示，修復(fù)刀具的價格是新刀具的1/4～1/2。對于修復(fù)后的刀具，關(guān)鍵是要保證質(zhì)量的一致性。他解釋說，世界各地的每一家Unimerco工廠都使用相同的機床設(shè)備和修復(fù)工藝。所有刀具都按照確定其幾何形狀的修復(fù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行重磨。Unimerco生產(chǎn)的每把刀具都有一個唯一的編號，通過該編號可以查到其技術(shù)規(guī)范，產(chǎn)品圖紙、刀槽參數(shù)文件，以及PCD刀片的放電加工（EDM）輪廓。“我們對PCD刀具要求更嚴(yán)格，對每一把刀具甚至包括其他制造商生產(chǎn)的PCD刀具都賦予其唯一的代碼。修復(fù)PCD刀具需要具備專門的知識與技能。有時，PCD刀具的損傷可能非常細(xì)微，需要在顯微鏡下才能看清。”
　　在有些情況下，對刀具進(jìn)行修復(fù)可能得不償失。EMUGE公司提供對自己生產(chǎn)的絲錐、立銑刀和螺紋銑刀的修復(fù)服務(wù)。雖然絲錐也可以重磨，但其幾何形狀比其他一些刀具（如鉆頭）復(fù)雜得多。新刀具與修復(fù)后的刀具不一致是造成問題的原因之一。由于重磨會在一定程度上改變絲錐尺寸，使修復(fù)后的絲錐與其他絲錐不一致，因此可能引起一些加工問題。例如，在一條汽車零部件生產(chǎn)線上，可能有115根機床主軸用于對發(fā)動機缸體進(jìn)行攻絲加工。當(dāng)更換刀具時，如果一些絲錐被修復(fù)再用，這些絲錐可能會比其他絲錐短一些，制造商就必須對這些主軸進(jìn)行調(diào)整，以補償其長度差異。這種調(diào)整要花費不少時間，其成本可能比干脆全部采用新絲錐更高，尤其當(dāng)絲錐規(guī)格較小、價格較便宜時，更是如此。另一個例子是在成本昂貴的零件上攻絲。攻絲加工通常是在加工流程快結(jié)束時進(jìn)行，這就意味著，此時被加工零件可能已價值不菲。例如，噴氣發(fā)動機的外圈是一種相當(dāng)昂貴的零件。這種鍛件的材質(zhì)為6Al4V鈦合金，直徑可能達(dá)1.5m，其上有70－80個孔需要進(jìn)行攻絲加工。由于該零件成本昂貴，因此制造商不會冒險使用修復(fù)后的絲錐來加工。
　　不過，也有一些大型零件（如其上有直徑大于25mm螺紋孔的油田防噴器）經(jīng)常使用修復(fù)后的絲錐來加工。這在很大程度上取決于用戶及其加工工藝。刀具修復(fù)的一個重要訣竅是：知道應(yīng)在何時停止使用修復(fù)的刀具。每個人的情況都各不相同。有一個汽車零部件制造商每加工2,000－3,000個孔就將絲錐送來修復(fù)，采用這種方式，每把絲錐可以重復(fù)使用3次。但如果他把絲錐使用到完全損壞后再送來修復(fù)，這些絲錐可能只能再加工1,000個孔。有些用戶使用刀具時，會在刀具發(fā)生突變失效或切削刃嚴(yán)重?fù)p壞之前就停止使用，并將其送去修復(fù)。對于任何打算修復(fù)重用的刀具，都應(yīng)該采用這種做法。如果在刀具出現(xiàn)崩刃或嚴(yán)重磨損之前就對其進(jìn)行修復(fù)，在重磨時就只需去除較少的刀具材料。
　　在某些情況下，許多可轉(zhuǎn)位刀具正在逐步取代成形刀具。由于具有轉(zhuǎn)位功能，這種刀具的初始購買價格理所當(dāng)然也比較高，但用戶不必再支付修復(fù)刀具的費用。在條件許可的情況下，可更換刀頭的立銑刀（如山特維克可樂滿的CoroMill 316）可能會逐漸取代整體式圓形銑刀。
　　雖然可換鉆尖式鉆頭有很好的應(yīng)用前景，但在加工對表面光潔度和尺寸精度要求很高的高質(zhì)量孔時，仍然有理由選用整體硬質(zhì)合金鉆頭。可轉(zhuǎn)位刀片式或可更換刀頭式的刀具設(shè)計在不斷增多，但整體硬質(zhì)合金圓形刀具仍有其用武之地。對可轉(zhuǎn)位刀具的另一個限制因素是夾緊刀片需要一定的空間。當(dāng)?shù)毒咧睆叫∮谝欢ㄏ薅葧r，整體式刀具是唯一可行的解決方案。
　　增加刀具修復(fù)成本的另一個關(guān)鍵因素是需要跟蹤和運送修復(fù)流程中所需的額外刀具庫存。這會增加管理刀具修復(fù)流程的復(fù)雜程度，在復(fù)雜的高科技生產(chǎn)環(huán)境中尤其如此。首先，有一個收集、包裝、發(fā)送待修復(fù)刀具以及收回已修復(fù)刀具的物流過程。然后需要確定已修復(fù)刀具的差異度。此外，對它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)母櫥蚍诸愐仓陵P(guān)重要，這樣才能將其正確地用于加工。尤其是立銑刀，比如說，你將一把直徑12.7mm的立銑刀送去修復(fù)，修復(fù)后送回來的刀具直徑可能減小了0.51mm或0.76mm。為了保證加工質(zhì)量，就必須對CNC數(shù)控機床的偏置量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。