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1、浅谈发动机新项目规划中的刀具应用新趋势李建邦李建邦上海通用汽车上海通用汽车2011/06/03 ：Email: Jianbang_lishanghaigm8/25/20248/25/2024Agenda汽车行业刀具的相关背景新项目的刀具规划 生产线的日常刀具优化 刀具管理模式的创新 8/25/20248/25/2024Agenda汽车行业刀具的相关背景汽车行业刀具的相关背景新项目的刀具规划 生产线的日常刀具优化 刀具管理模式的创新 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的相关背景你们工作中与汽车业有关的比例为多少？8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的相关背景全世界在汽车
2、业使用的刀具占总刀具中份额约为！8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的相关背景汽车是大规模工业化生产的产物汽车主机厂在主要部件动力总成（包括发动机和变速箱）生产线上大量使用刀具以万的产能为分界线，万以上应用自动线；万以下多用生产线（目前是主流）汽车业为提高生产效率，大量使用现代、先进的刀具如、。全世界在汽车业销售的刀具占总刀具中份额约为！8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的相关背景汽车行业对刀具的要求最大的特点是高质量和高稳定性汽车行业对刀具公司的质量体系要求一般至少为刀具成本占汽车发动机总成本35%,但却能影响总成本的15%35%刀具对生产线的开动率有着举足轻重的影
3、响8/25/20248/25/2024Agenda汽车行业刀具的相关背景新项目的刀具规划新项目的刀具规划 生产线的日常刀具优化 刀具管理模式的创新 8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划机床的功率机床加工的最大转速与进给速度 缸体缸盖曲轴 连杆 8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划机床的功率1.一般发动机新项目在根据工艺参数等确定机床后，机床的功率就已确定。在应用刀具时应遵循尽可能用足机床的功率的原则，提高金属切削率。2.在发动机制造业中，刀具成本只占到制造总成本的5，能影响总成本的15%35%。8/25/20248/25/2024
4、新项目的刀具规划新项目的刀具规划机床的功率3.其原因就是在机床最大功率允许范围内，通过合理地应用刀具，提高生产效率，加快生产节拍，降低单个零件上的固定资产折旧成本。4.适应这一要求，刀具应用新趋势是刀具重载化。如图所示：多齿、复合的镗刀一次将毛坯余量加工去处。8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划机床加工的最大转速与进给速度1.刀具应用也需遵循应尽可能使用接近机床允许的最大转速和尽可能高的进给速度的原则。2.通过合理地应用刀具，提高生产效率，加快生产节拍，降低单个零件上的固定资产折旧成本。8/25
5、/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划机床加工的最大转速与进给速度3.刀具应用的新趋势是高转速和大进给。如在铝合金的缸体、缸盖的加工时，大量应用刀具，切削速度Vc Mill 1500m/min,drill 300500m/min,boring 1500 m/min。与传统刀具约相比，切削速度有了至少翻番的提高。 。8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体 铸铁缸体1.目前加工铸铁缸体的大量刀具是涂层硬质合金材质的刀具。其切削速度可以超过。先进涂层的大量应用使其在加工时也能达到理想的刀具寿命。2.高精度的刀柄如液压刀柄和刀柄的应用，也可成倍提
6、高刀具寿命。3.硬质合金丝锥的使用使螺纹孔加工速度也超过了，大大提高了加工效率。8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体 铸铁缸体4.同时新型丝锥刀柄的使用，如刚性攻丝刀柄和自动反转刀柄的应用，也提高了进给速度和退刀速度。5.超硬刀具和陶瓷刀具的大规模应用，使得发动机加工的生产效率有提高了不止一个台阶。刀具的切削速度Vc Mill 1500m/min,在加工铸铁缸体时有着非常明显的优势。8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体铝合金缸体1.硬质合金钻头在铝合金缸体加工的应用上达到一个新的高度。直槽的硬质合金钻头的切削速度已超过，已
7、经达到大多数机床的极限转速或。同时加工进给速度仍保持在。考虑到传统的加工速度仅为左右，这极大地提高了加工效率。8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体铝合金缸体1.硬质合金钻头在铝合金缸体加工的应用上达到一个新的高度。直槽的硬质合金钻头的切削速度已超过，已经达到大多数机床的极限转速或。同时加工进给速度仍保持在。考虑到传统的加工速度仅为左右，这极大地提高了加工效率。2.刀具在铝合金零件上应用的优越性，在这里已不用多说。面铣刀、成形刀、铰刀、镗刀甚至是钻头都已大量应用在铝合金缸体加工上。切削速度VcMill 2000m/min,并且同时得到优秀的加工质量。在提高生产
8、效率的同时，刀具成本也有较大的降低，刀具价格约为硬质合金刀具的倍，但刀具寿命约为硬质合金刀具的倍。见图二典型的面铣刀。3.镗缸孔刀具在发动机新项目中应用非常普遍，刀具上组合了半精和精加工刀具，在一个工位完成所有加工精度。精加工尺寸可以在线自动补偿且由刀具自动调整到中间值，以保证加工的一致性和精度要求。各大刀具公司近几年都有较成熟的刀具设计推出，其中的气液组合式刀具设计非常有特色，刀具补偿调整时间短，精度较高，刀具预调方便。4.挤压丝锥尤其是硬质合金挤压丝锥的应用，大幅提高了螺纹加工的刀具的寿命。同等加工条件下，一般的切削丝锥刀具寿命约个工件，挤压丝锥的刀具寿命可以达到件甚至是十万件。挤压丝锥不
9、仅能提高螺纹的强度，提高螺纹表面质量，并且刀具寿命的提高也提高生产效率和减少换刀时可能产生的报废。 8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体铝合金缸体1.硬质合金钻头在铝合金缸体加工的应用上达到一个新的高度。直槽的硬质合金钻头的切削速度已超过，已经达到大多数机床的极限转速或。同时加工进给速度仍保持在。考虑到传统的加工速度仅为左右，这极大地提高了加工效率。2.刀具在铝合金零件上应用的优越性，在这里已不用多说。面铣刀、成形刀、铰刀、镗刀甚至是钻头都已大量应用在铝合金缸体加工上。切削速度VcMill 2000m/min,并且同时得到优秀的加工质量。在提高生产效率的同时
10、，刀具成本也有较大的降低，刀具价格约为硬质合金刀具的倍，但刀具寿命约为硬质合金刀具的倍。见图二典型的面铣刀。3.镗缸孔刀具在发动机新项目中应用非常普遍，刀具上组合了半精和精加工刀具，在一个工位完成所有加工精度。精加工尺寸可以在线自动补偿且由刀具自动调整到中间值，以保证加工的一致性和精度要求。各大刀具公司近几年都有较成熟的刀具设计推出，其中的气液组合式刀具设计非常有特色，刀具补偿调整时间短，精度较高，刀具预调方便。4.挤压丝锥尤其是硬质合金挤压丝锥的应用，大幅提高了螺纹加工的刀具的寿命。同等加工条件下，一般的切削丝锥刀具寿命约个工件，挤压丝锥的刀具寿命可以达到件甚至是十万件。挤压丝锥不仅能提高螺
11、纹的强度，提高螺纹表面质量，并且刀具寿命的提高也提高生产效率和减少换刀时可能产生的报废。 8/25/20248/25/2024新项目的刀具规划新项目的刀具规划缸体铝合金缸体1.硬质合金钻头在铝合金缸体加工的应用上达到一个新的高度。直槽的硬质合金钻头的切削速度已超过，已经达到大多数机床的极限转速或。同时加工进给速度仍保持在。考虑到传统的加工速度仅为左右，这极大地提高了加工效率。2.刀具在铝合金零件上应用的优越性，在这里已不用多说。面铣刀、成形刀、铰刀、镗刀甚至是钻头都已大量应用在铝合金缸体加工上。切削速度VcMill 2000m/min,并且同时得到优秀的加工质量。在提高生产效率的同时，刀具成本
12、也有较大的降低，刀具价格约为硬质合金刀具的倍，但刀具寿命约为硬质合金刀具的倍。见图二典型的面铣刀。3.镗缸孔刀具在发动机新项目中应用非常普遍，刀具上组合了半精和精加工刀具，在一个工位完成所有加工精度。精加工尺寸可以在线自动补偿且由刀具自动调整到中间值，以保证加工的一致性和精度要求。各大刀具公司近几年都有较成熟的刀具设计推出，其中的气液组合式刀具设计非常有特色，刀具补偿调整时间短，精度较高，刀具预调方便。4.挤压丝锥尤其是硬质合金挤压丝锥的应用，大幅提高了螺纹加工的刀具的寿命。同等加工条件下，一般的切削丝锥刀具寿命约个工件，挤压丝锥的刀具寿命可以达到件甚至是十万件。挤压丝锥不仅能提高螺纹的强度，
13、提高螺纹表面质量，并且刀具寿命的提高也提高生产效率和减少换刀时可能产生的报废。 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点是什么？8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从行业要求上来分：1.高质量2.高稳定性3.高效率8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分1.高速化2.复合化3.特殊化4.标准化5.多品种6.重载化8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从行业要求上来分：高质量高质量u汽车业的加工要求较高（最高到um级）大批量生产，如缸盖导管、座圈加工u质量是上海通用采购刀具的第一指标u精密的动力总成加工系统也需要高质量的刀具
14、u高质量的刀具能带来生产成本的显著降低u高质量刀具也能降低动力总成的刀具成本8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从行业要求上来分：高稳定性高稳定性u汽车生产要求极高的再现性和重复性。u要求长期供货刀具质量上要高度保持一致，例如达到同样的刀具寿命和尺寸偏离度等。u动力总成生产中关键尺寸一般要求Ppk or Cpk =1.67，这同样要求不同批次刀具具有高度的同一性。8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从行业要求上来分：高效率高效率u动力总成生产线追求高效率和生产节拍平衡u在有限的设备上，为了高效率和节拍平衡，经常要求刀具使用最大可能的加工参数u往往会牺牲刀具寿
15、命来满足节拍要求，但同时要保证最低刀具寿命u仅在节拍允许的范围内，才可能考虑延长刀具寿命u为了尽可能减少辅助时间，大量应用复合刀具和特殊刀具8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点提问与讨论8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分高速化高速化u高速机床的应用，要求刀具也要高速切削的能力u刀柄大多应用高速的系列的刀柄设计u刀具的高速度、高进给保证了汽车生产对效率越来越高的要求u大量应用高速切削的材质如、陶瓷、硬质合金等u当前 Vc Mill 1500m/min,drill 300500m/min,boring 1500 m/minu刀具的高速要求刀具具有很好
16、的平衡性能及相应的材质和涂层8/25/20248/25/20248/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u高效率，提高加工效率，提升生产力高效率，提高加工效率，提升生产力u提高加工质量提高加工质量u高稳定性，高度保持加工的稳定性，达到高高稳定性，高度保持加工的稳定性，达到高可靠性可靠性 u低成本，符合低成本，符合“精益生产精益生产”原则原则用最小用最小投资赢得最大经济效益投资赢得最大经济效益 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u高效率，提高加工效率，提升生产力高效率，提高加工效率，提升生产力加工内容8/25/2024
17、8/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u高效率，提高加工效率，提升生产力高效率，提高加工效率，提升生产力8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u提高加工质量提高加工质量加工内容8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u提高加工质量提高加工质量8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u提高加工质量提高加工质量8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u高高稳稳定定性性，高高度度保保持持加加工工的的稳稳定定性性，达达到到高高可靠性可靠性
18、PCD铰刀CBN刀片导条8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分复合化复合化u低低成成本本，符符合合“精精益益生生产产”原原则则用用最最小小投资赢得最大经济效益投资赢得最大经济效益8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点休息8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分特殊化特殊化u动力总成产品的特殊要求决定了特殊设计刀具的必要性u汽车中以上的刀具是特殊设计的u特殊设计的刀具满足了生产效率、成本等要求u包括了特殊的刀体和、或特殊的刀具8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分特殊化特殊化8/25/20248/25/2
19、024汽车行业刀具的特点从技术上分标准化标准化u从便于管理出发，要求刀具的组成部件尽可能通用u尽可能采用标准u特殊的刀具可以采用标准刀片或刀具来做组合设计u一个项目中的类似刀具采用相同的设计8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分标准化标准化8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分标准化标准化8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分多品种多品种u汽车行业几乎使用了全部的刀具种类如钻、车、铣、刨、磨、镗、拉削、齿轮加工、攻丝等，以平面和孔系加工为主u即使同一种刀具，也有不同公司的不同规格刀具u没有一家刀具公司可以提供所有汽车
20、业需要的刀具u汽车业使用的刀具大多来自专业性较强的公司u最好的不一定是最合适的刀具，最合适一定是最好的的刀具8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点从技术上分重载化重载化u汽车行业高效率的要求促进刀具的金属切除率越来越高u汽车用刀具在高转速的同时也要求高进给u机床和加工系统已经能够为此作好准备，要求刀具技术进一步发展u为适应这一要求，部分刀具也往大型化发展，或开发出新技术提高刀具强度如立装刀片的设计8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的特点提问与讨论8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具集成化刀具的环保化刀具外包管理8/25/20248/25/20
21、24汽车行业刀具的发展刀具集成化u刀具解决方案需要集成内外各方面的、不同设计思路的刀具资源u刀具与机械、电气、液压等系统结合越来越紧密，已有许多成功的集成应用u刀具设计需从集成化的角度来出发8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具集成化8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具的环保化u干式加工和已越来越成为未来加工的方向，最低可以节约制造成本u刀具的再循环的应用必要性已被越来越多的刀具公司所重视u刀具原材料价格的高企促使刀具公司重视刀具的环保型设计8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具外包管理综述u刀具管理外包模式从诞生之初就注定是社会化
22、大分工的产物 u双赢的理念都是刀具管理外包模式发展和成功的必不可少的前提条件 u成本应接近或低于当前社会的平均合理成本 u成本的目标应超越顾客的期望值 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具外包管理背景u刀具管理外包模式从诞生之初就是社会化大分工的产物 u双赢的理念都是刀具管理外包模式发展和成功的必不可少的前提条件 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具外包管理成本u成本应接近或低于当前社会的平均合理成本 u成本的目标应超越顾客的期望值 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具外包管理人力资源u人员的灵活配置是刀具管理外包模式发展的关键优势之一；u人员的有组织流动是外包模式的最大优势；u人员的优胜劣汰是继续发展的最大保障；u作为资源的第一要素，人员的合理使用是最佳的减少浪费的方法 8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展刀具外包管理核心业务确立核心业务的重要性；作为核心业务的优势及非核心业务的劣势；组织扁平化的优势及发展8/25/20248/25/2024汽车行业刀具的发展提问与讨论8/25/20248/25/2024谢谢大家李建邦李建邦上海通用汽车上海通用汽车2008/10/18 ：Email: Jianbang_lishanghaigm8/25/20248/25/2024
