刀具选择的稳定性原则和经济性原则

2006年10月号的专栏中，我谈了自己对“刀具选择的效率原则和精度原则”的一些看法，今天想继续就“稳定性原则”和“经济性原则”谈一谈。   现代制造有许多是有一定批量的，但批量生产的产品如何达到稳定的质量，有许多需要研究的。但我觉得，如果这种制造是金属切削加工，那么，刀具的稳定性是必须加以考虑的。   我在做销售工作时，曾经遇到一个航天工业的刀具管理者。他告诉我他曾试过一些进口刀具，发现加工的质量不见得比他们老师傅自己磨的刀更好，我很理解。航天工业所使用的工件材料有一定特殊性，批量也不是很大，刀具厂商在综合考虑性能和经济性的平衡之后，常常用一些为其它材料设计的刀具来进行替代加工。这就会形成专业厂家的产品可能不如老师傅手工磨的状况。但是我问那位管理者，他有没有考虑过老师傅退休以后怎么办？老师傅不幸染病必须休息怎么办？他还能保证零件的正常加工吗？   他沉默了。他很明白他们的小师傅不太会磨刀，而且对学习磨刀的兴趣也不大。一旦老师傅不能来工作，他们的工件质量就很难保证。   我建议他使用标准的刀片。虽然与他们老师傅磨的相比，这些刀片可能有些小的瑕疵，但可以接受，被加工产品的质量也完全达到了要求。这些刀具能够向他们提供制造流程稳定运行的更好保证，降低风险。他回去考虑了一下，接受了这个稳定化的建议。   刀具的稳定性还体现在许多方面。譬如刀具的材料、涂层、几何参数、槽形、安装夹紧等等。任何一个因素的变化都会引发刀具性能的波动，而其交互作用的结果，也许是我们无法预料的。前几天在看上海有线电视台纪实频道一则关于俄罗斯一架崭新的空客A310发生坠机事件的记录片时，其中的一句话给我留下较深的印象：灾难的发生往往是由多种原因引起的。   加工中刀具毁坏造成生产事故的情况也有，其中绝大部分也是由多种原因的不稳定交互作用形成的。我们要避免这些事故，就要在每一个环节上保证刀具质量和性能的稳定性。   生产的稳定性有时还依赖于刀具厂商的技术功底。客户原料、毛坯的变更，机床设备和夹具的更新，都可能会对刀具提出新的适应性要求。刀具如何改变才能适应客户的变化，有赖于刀具厂商的技术功底，也有赖于刀具厂商的服务意识。   刀具质量以及用户使用这些刀具的稳定性有时还取决于刀具制造商的经济实力和管理意识。曾经有一次与某刀具厂商聊天，他坦言他们销售的刀具质量不是那么稳定，甚至发生过同一个客户两次采购的同型号麻花钻，颜色也不一样，一次是偏白色的，而另一次则是黑色的。究其原因是这家刀具供应商的这种麻花钻并不是自己生产的，而是委托其它厂商生产的。要命的是他们委托的不止一家厂，而且他们又没有对表面处理提出过要求，于是乎各厂自行其是，他们也就稀里糊涂发给他们的客户。管理上的这种混乱现象必然会造成产品质量的不稳定。   经济实力也一样重要。有家国内刀具厂制定了符合ISO9000的质量管理标准，对原材料的采购作出了规定。可惜的是，前几年由于经济效益不好，所欠的三角债导致大型正规钢厂不给他们发货，于是，他们的采购人员便到处采购，只要能提供赊销的就好，管不了原材料的质量了。结果原料不过关，产品质量至少也是很难稳定的。   还有些厂商的生产/仓储基地过于集中，这样固然有利于降低成本，但却留下了风险。一旦生产/仓储基地遭遇火灾、水灾、地震等自然灾害，或者战争、罢工等事件，客户的需求就有可能得不到及时的满足，客户生产的稳定性就会受到影响。   只有稳定的刀具质量和刀具供应链，才能保证生产流程的稳定。   而所谓刀具选择的经济型原则，是指以增加收入、减少支出为选择刀具的主要原则。 这一原则常常是我们选择刀具最重要的原则之一，只是许多人的认识比较片面，把这个原则的内容狭隘化了，才引出我在以前所论述的“刀具选择的效率原则”等。 我们认识刀具选择的经济性原则，一定要全面地、因地制宜地进行分析。 比如我们前面谈到的效率原则，在加工产能不能达到产量要求时特别重要。尤其是一些企业，实际上存在着一些生产瓶颈，即个别工序的生产能力制约了整个车间、甚至是这个企业的生产能力，这时提高效率就会成为改善生产能力的首选。 但在提高效率的同时，我们依然可以讨论改善经济性。 人们改善经济性的最直接的方法就是降低采购价格。但如果没有技术改进作为基础，单纯的价格下降常常是极其有限的。我知道有些刀具用户为了降低采购价格，不断要求供应商降低价格，但有些价格的下降对于用户也许有着直接或间接的损害。 不久前，我参加一个刀具行业的会议，得知前段时间国内高速钢企业在重要原材料“钨”的价格成倍增长而客户又要求降价的情况下，自行把冶炼的高速钢中的钨含量不断减少，其需求量在硬质合金刀具需求不断增长的条件下也得到增长，而我认为这种“需求”的增长是在材质不断低质化的条件下得到的，这是对刀具制造行业的一种非理性的“提示”。2006年11月27日，中国机床工具工业协会工具分会第五届会员大会在厦门发表了《关于坚决反对在工具生产中以“低合金高速钢”冒充标准高速钢的倡议书》，其目的也是希望能抑制这种虚假的增长。

图1(图片来源：瓦尔特)

图2 ISCAR FF NM铣刀，双面共16个刃口(图片来源：伊斯卡)

图3 WALTER F4033铣刀，双面共8个刃口(图片来源：瓦尔特)

同时，长期陷入“价格战”的许多国内企业的利润空间由于受到低价的强烈挤压，国内企业的研发资金明显不足。国内刀具企业大多无法向用户提供自己产品的切削参数，有些只是拿国外企业的参数乘个系数了事。这种科研、发展能力缺乏的企业很难为刀具用户提供足够的技术支持，一旦用户的生产突然发生某种情况，他们就会无法提供应急预案，从而危及刀具用户生产过程的稳定性。   因此，我们的经济性不能从这一方面来考虑。   我们的经济性也可以从非纯粹的价格因素来考虑。比如在车削中，许多用户的切削深度并不是很大，那么我们不妨考虑用W型刀片取代C型刀片(见图1)，以增加50%的刀刃。这时，加工效率、加工程序等都没有改变，但我们的经济性改善了。 类似的例子还有用CN09刀片取代CN12刀片，DN11的刀片取代DN15刀片，用SP06或SP09刀片代替SP12刀片等以小代大的方法，用双面刀片代替单面刀片(见图2、图3)，用O型(八边形)或H型(六边形)来代替S型(四边形)等。