可转位刀具的修复

    老式的手工操作机床已远远不能满足修复可转位刀具的需要。为了高效率、高质量地修复损坏的刀具，先进的CNC数控机床和精密测量设备必不可少。

    过去，切削刀具的修复是任何机加工车间都能做的事。如今，情况已不再如此。随着可转位刀片式刀具的结构日益复杂，精度要求越来越高，修复这些刀具所需要的机械设备通常与制造新刀具所需要的设备相同。其结果是，许多加工车间要像过去那样，采用老式的手动设备来修复自己的刀具已变得更加困难。手工修复的刀具可能看起来很不错，但却很难达到要求的切削性能。

    美国的硬质合金刀具服务（CTS）公司总裁Julie Reiling表示，“许多企业继续削减自己内部的机加工车间，缺乏具有娴熟技能的机加工人员使在工厂内部自行修复刀具变得困难重重。其结果是，它们需要求助于能按照严格控制、经过验证的程序来修复刀具的专业机构。用不正确的方式修复刀具，可能会导致延长刀具转位时间和提高换刀频率，从而增大加工成本——这种结果正好与加工车间追求的目标相反。”

    尽管为了将复杂的可转位刀具修复到“焕然一新”的状态，许多刀具修复服务机构已经投资购买了先进的CNC数控机床和自动化设备，但它们仍然需要与认为所有的刀具修复工作都只能靠手工完成——有时修复效果并不理想——的观念作斗争。

    美国GKI公司总裁Olaf Klutke补充说，“许多小型刀具修理车间完全依赖手工方式修复刀具。”虽然在他自己的公司，也有一些刀具修复工作仍然用手工完成，但更多的工作已经转变为用与制造新刀具相同的自动化加工设备来完成。

    质量问题

    Klutke表示，刀具修复的关键问题是质量成本。购置CNC数控机床和精密检测设备需要大量资本投资，但采用这些设备的企业都表示，为了将更复杂的可转位刀具修复到“焕然一新”的状态，这些先进设备必不可少。

    如果一个加工车间已经尝试了手工修复刀具，而结果并不令人满意，它可能就会选择购买新刀具。Klutke说，“这就败坏了刀具修复的声誉。由于修复质量达不到标准，许多加工车间已经放弃了对损坏的刀具进行修复，其结果是，它们失去了节省数百万美元刀具费用的潜在机会。”

    提供刀具修复服务的A.P.工程公司总裁Carl Lemke也同意，需要“修复”刀具修复行业的形象。他说，“遗憾的是，确实存在许多糟糕的‘修理工’，他们修复的刀具看起来很不错，但用户会发现，这些刀具的加工性能达不到要求。”

    然而，采用精密试验和检测设备作为质量保证的刀具修复工作却能延长可转位刀具的使用寿命。Lemke表示，“对于某些为特定加工而设计制造的专用刀具，对损坏的刀具进行修复可比购买新刀具节省高达90%的费用。”此外，由于修复旧刀具可能比生产和交付新刀具所需时间更短，因此，它通常还能节省大量时间。

    Klutke解释说，只有一小部分带刀片座的刀具损坏后难以修复，其他大部分可转位刀具损坏后都能修复。“用户往往设想一把刀具无法修复，而最终会吃惊地发现，事实并非如此。”无法修复的刀具一般是指那些有严重的裂纹贯穿整个刀具、刀杆发生弯曲，或严重变形的刀具。大多数可转位刀具都可以修复，而且可以多次（2－5次或更多，取决于刀具类型和使用条件）恢复到初始状态。有些加工车间已将修复刀具循环使用3次作为自己的标准。

    显著的改进

    CTS公司的Reiling指出，在过去十年里，刀具制造商使用的加工设备有了显著改进。她说，“采用现代刀柄技术的高精度可转位刀具对其修复工作提出了更高要求，精确的加工控制以及更重要的精密刀具检测必不可少。为了完全修复刀具，而又不破坏或牺牲刀具制造商选用的钢材原来的完整性，还必须实施正确的控制。改变原有工具钢的完整性将会危及刀具的切削性能，无论其精度高低。在整个刀具修复过程中，都必须考虑和控制刀具的精度和钢材的完整性因素。”

    NTM公司的刀具修复负责人Dan Ryan介绍说，可转位刀具的修复必须达到严格的精度要求。“考虑到更严格的工件公差，修复后的刀具在整体质量和尺寸精度上，必须达到与被加工工件一样或更高的水平，这一点至关重要。”

    关于工件的公差，机床改造、翻新和再制造企业Pyramid Rebuild and Machine公司的老板之一Jim Leigh认为，“刀具精度至关重要，因为随着机床变得日益精密，工件的尺寸和形状公差也越来越严苛。如今，在许多加工车间，要求切削加工的公差保持在零点几毫米已是家常便饭，而这种精度水平过去只有磨削加工才能达到。”

    Leigh指出，刀具修复是否成功通常取决于两个关键变量：工件的质量要求和修复后的刀具必须加工的工件件数。“如果这两个变量之一要求很高，加工车间或许就应该选择拥有先进设备的专业机构来修复其可转位刀具。”

    改变刀具结构

    改变刀具结构使刀具修复有可能节省更多成本。整体硬质合金刀具制造商Specialty Tools公司同时也从事修复磨损或用钝的整硬刀具的业务。该公司总裁Jerry Plummer指出，“切削加工的一个发展趋势是采用能缩短加工时间和减少换刀次数的多功能复合刀具，如多直径的插铣刀。”由于复合刀具往往都是专用刀具，且购买新刀的价格比单一功能的标准刀具更昂贵，因此加工车间对修复此类刀具的积极性更高。nextpage

    Plummer表示，刀具修复人员的技能与他们使用的设备同样重要。“必须由具有技术资质、能正确使用适当加工和检测设备的机械师来修复刀具。不过，是否需要在CNC数控机床上修复刀具，其决定性因素是刀具的复杂程度和需要修复的刀具数量。”

    高速报废？

    加工批量、刀具的复杂性、机械师的技能与经验，所有这些因素共同决定了是应该手工修复刀具，还是应该在数控机床上修复刀具。Leigh说，“许多大批量生产的零件是在自动化设备上加工的。在这种工艺系统中，如果刀具出现问题，就会以很快的速度造成大量工件报废。加工工艺的自动化程度越高，该工艺中的每个组成部分就必须越可靠。当然，刀具也是这些组成部分之一。达不到技术要求的可转位刀具将会更快磨损。”

    在高生产率加工中，由于一个刀片与下一个刀片的切屑负荷无规律或不一致，质量未达标的可转位刀具将会更快失效。如果由于未能正确修复而使刀具运行不正常，一些刀片就会比其他刀片切削出更大的直径，每一转比其他刀片切除更多的材料。Leigh指出，“所有这些问题将会缩短刀片寿命。在任何加工中，尤其是在高速、自动化加工中，这将快速消耗大量硬质合金刀片，更遑论解决问题和更换刀片所需要增加的停机时间。”

    周密的计划

    CTS公司的Reiling认为，只有对刀具修复工作进行精心组织，并使其成为车间制度的一部分，才能获得最佳效果。这种计划包括刀具的收集、分配和操作人员的培训。“我们与客户密切合作，在他们的工厂中组织结构严密的刀具修复计划，这种计划强调，通过使用经过修复的刀具而不是购买新工具，能够降低刀具成本，从而创造价值。这样做还可以大大减少刀具库存需求，进一步降低生产成本。”

    例如， CTS公司在一家大型飞机制造企业实施了一项可转位刀具（钻头、铣刀和刀具夹头）修复计划。CTS首先对该制造商已损坏失效的可转位刀具进行修复定价，如果用户需要修复这些刀具，就提交修复订单。然后由CTS按照刀具原来的技术规格对其进行修复。通过修复损坏的可转位刀具，与购买新刀具相比，该制造商每年节省的刀具成本超过15万美元。

    GKI公司的Klutke也赞成，零件制造商应该制定一项全面的计划，以确保所有能够修复的刀具都得到修复，从而最大限度地节约刀具成本。他说，“首先要在整个工厂建立报废刀具收集制度。过去，报废刀具往往会被扔进废物箱，很少考虑对其进行修复。”

    Klutke表示，尽管修复刀具最重要的原因是为了省钱，但修复刀具时所追求的最重要目标是质量。通常，一把经修复的可转位刀具的成本比购买一把新刀具低50%－85%，但是，如果修复刀具的切削性能达不到新刀具的水平，这种成本节约就毫无意义。Klutke说，“事实上，如果一把修复的刀具提前失效，或者未被修复到正确的尺寸和精度，那么，其最终付出的成本可能将高于购买一把新刀具。” GKI公司保证，自己修复的刀具将具有与新刀具一样好的切削性能，而且其预期使用寿命不会受到影响。

    虽然刀具修复可能具有很好的成本效益，但NTM公司的Ryan告诫潜在的刀具修复服务的用户，一定要调查了解刀具修复公司的资质和水平。近年来，许多刀具修复公司应运而生，但“用户必须始终保持审慎态度，并不是所有的刀具修复公司都能高水平地完成这项工作。”

    精益修复

    全球竞争和精益生产是刀具修复的两大推动因素。Brewer汽车零部件公司的刀具技师Arthur Ellis表示，几年以前，加工车间将磨损的刀具报废的现象更为普遍，“与购买新刀具相比，我们通过修复刀具可节约大约50%的成本。我坚持采纳刀具修复公司的建议——刀具经修复后循环使用3次。”他对其他希望更多地修复（而不是废弃）刀具的用户提出的建议很简单：“制定一项刀具修复计划；选择经过考核的刀具修复服务提供商；使用经过质量验证的修复刀具；确保刀具图纸的正确性和时效性。”

    GKI的Klutke指出，开展刀具修复工作首先要制定涵盖全厂的刀具回收制度。“刀具修复公司可以提供各种服务，使修复流程的执行更加便利。例如，我们可以提供刀具回收箱、装运容器和回收刀具的异地库存管理。”他补充说，考虑制定刀具修复计划的加工车间还应该仔细考察自己打算使用的修复设备。

    Specialty Tools公司的Plummer说，根据不同的刀具类型和复杂性，可能需要在修复后的刀具上标注标记，刀具修复公司还应该为修复的刀具提供质量检测证书。这就需要适当的检测设备和夹具，以及具有对市场上各种可转位刀具丰富知识的机械师。

    硬质合金刀具服务公司的Reiling表示，一个刀具修复车间还应该通过ISO认证，并能实施精确的质量控制，包括管理相关的技术文件和检测程序。她说，“一个能保证质量的刀具修复车间需要有精密的设备、正规的夹具和训练有素的操作人员。了解刀具的精度要求和保持刀具材料的完整性对于修复过程至关重要。”

    Reiling指出，对于某些刀具的修复，检测尤其重要。例如，一家美国汽车制造商使用一种专用可转位刀具夹头来加工某些零件。这种进口夹头价格昂贵，精度要求很高，而且订购新夹头的交货周期很长。硬质合金刀具服务公司为这些刀具夹头制定了一项修复计划，现在每年可为用户节省超过20万美元的刀具成本。根据该修复计划，CTS公司在修复过程中要对夹头进行严格的检测，以确保质量，而且其检测程序与用户的验收检测程序完全保持一致。为了缩短交货时间，用户要提交一份综合订单，从而使需要修复的刀具送达CTS公司后能尽快开始修复。

    所有的刀具修复服务并非一成不变，即使你的加工车间过去在刀具修复上有过不愉快的经历，现在再次考虑如何开展刀具修复工作——包括对潜在的刀具修复服务提供商进行实地考察——也许仍然有意义。昂贵的可转位刀具对于加工成败关系重大，因此不能随便托付给任何人。