加工順序和切削參數(shù)的調(diào)整對加工成本有哪些影響?
1. **加工順序?qū)庸こ杀镜挠绊?*
(1)裝夾成本
- **減少裝夾次數(shù)降低成本**:合理的加工順序能減少零件的裝夾次數(shù)。每次裝夾都需要花費(fèi)一定的時(shí)間來定位、夾緊和調(diào)整,這些時(shí)間成本在批量生產(chǎn)中會(huì)累積起來。例如,在加工一個(gè)具有多個(gè)表面的零件時(shí),如果能夠通過合理規(guī)劃,在一次裝夾中完成多個(gè)表面的加工,就可以節(jié)省裝夾時(shí)間,提高機(jī)床的利用率,從而降低單位零件的加工成本。而且,減少裝夾次數(shù)還能降低因多次裝夾可能產(chǎn)生的定位誤差,減少廢品率,間接降低成本。
- **高效裝夾順序節(jié)省夾具成本**:根據(jù)加工順序選擇合適的夾具,并且優(yōu)化夾具的使用順序也可以降低成本。例如,對于一些形狀復(fù)雜的零件,可能需要使用多種適用夾具。如果先安排那些能夠共用夾具的加工工序,就可以減少夾具的購買和更換成本。同時(shí),合理的裝夾順序還可以減少夾具的磨損,延長夾具的使用壽命,進(jìn)一步降低成本。
(2)刀具成本
- **刀具磨損和更換成本**:加工順序會(huì)影響刀具的磨損情況。如果先進(jìn)行粗加工,后進(jìn)行精加工,并且合理安排加工順序使刀具在加工過程中負(fù)荷相對穩(wěn)定,就可以延長刀具的使用壽命。例如,在銑削加工中,先采用強(qiáng)度高、耐磨性好的刀具進(jìn)行粗銑,去除大部分余量后,再用精度高、刃口鋒利的刀具進(jìn)行精銑。這樣可以避免精加工刀具過早磨損,減少刀具的更換頻率,降低刀具成本。
- **刀具路徑優(yōu)化節(jié)省成本**:通過合理的加工順序規(guī)劃,可以優(yōu)化刀具路徑,減少刀具的空行程。刀具在空行程中的運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際的加工價(jià)值,但會(huì)消耗時(shí)間和能源。例如,在數(shù)控加工中,通過調(diào)整加工順序,使刀具在加工完一個(gè)區(qū)域后,能夠以相對短的路徑移動(dòng)到下一個(gè)加工區(qū)域,減少不必要的快速移動(dòng)和定位時(shí)間,提高刀具的工作效率,從而降低加工成本。
(3)加工精度和廢品率
- **提高加工精度減少廢品成本**:正確的加工順序有助于保證加工精度。例如,按照基準(zhǔn)先行的原則,先加工基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)孔,后續(xù)的加工工序以這些基準(zhǔn)為參考,可以有效減少累積誤差,提高零件的整體精度。高精度的加工可以降低廢品率,避免因廢品而產(chǎn)生的材料浪費(fèi)和重復(fù)加工成本。特別是對于一些貴重材料的加工,減少廢品率對降低成本尤為重要。
2. **切削參數(shù)對加工成本的影響**
(1)加工時(shí)間和機(jī)床成本
- **切削速度對加工時(shí)間的影響**:適當(dāng)提高切削速度可以縮短加工時(shí)間。在保證加工質(zhì)量的前提下,切削速度越快,單位時(shí)間內(nèi)加工的零件數(shù)量就越多,機(jī)床的利用率也就越高。例如,在車削加工中,提高切削速度可以使零件的加工周期縮短,從而降低單位零件分?jǐn)偟臋C(jī)床折舊費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)等機(jī)床成本。但是,如果切削速度過高,可能會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加劇、機(jī)床精度下降等問題,增加維修成本和刀具成本,所以需要找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。
- **切削深度和進(jìn)給量對加工效率的影響**:在粗加工階段,增大切削深度和進(jìn)給量可以快速去除材料,減少加工時(shí)間。例如,在銑削大型工件時(shí),合理增大切削深度和進(jìn)給量能夠有效提高材料去除率,降低單位零件的加工時(shí)間成本。不過,切削深度和進(jìn)給量的增大也受到機(jī)床功率、刀具強(qiáng)度等因素的限制,否則可能會(huì)引起刀具損壞、機(jī)床過載等情況,增加成本。
(2)刀具成本
- **刀具壽命與切削參數(shù)的關(guān)系**:切削參數(shù)對刀具壽命有直接影響。切削速度過高、切削深度和進(jìn)給量過大都會(huì)加速刀具的磨損。例如,當(dāng)切削速度提高一倍時(shí),刀具壽命可能會(huì)降低為原來的幾分之一。頻繁更換刀具會(huì)增加刀具成本,因此需要根據(jù)刀具的性能和加工要求,選擇合適的切削參數(shù),在保證加工效率的同時(shí),延長刀具的使用壽命,降低刀具成本。
- **刀具材料選擇與切削參數(shù)的關(guān)系**:不同的切削參數(shù)也會(huì)影響刀具材料的選擇,進(jìn)而影響成本。如果采用高切削速度、大進(jìn)給量的加工方式,就需要使用具有高硬度、高耐磨性的刀具材料,這些刀具材料的價(jià)格通常較高。相反,在一些切削參數(shù)較低的加工情況下,可以使用價(jià)格相對較低的刀具材料。因此,切削參數(shù)和刀具材料的合理匹配可以有效控制刀具成本。
(3)能源成本
- **切削參數(shù)與機(jī)床能耗的關(guān)系**:切削參數(shù)的變化會(huì)影響機(jī)床的能耗。一般來說,提高切削速度、切削深度和進(jìn)給量會(huì)使機(jī)床的功率消耗增加。例如,在加工過程中,機(jī)床的電機(jī)需要輸出更大的功率來驅(qū)動(dòng)刀具以更高的速度和更大的切削力進(jìn)行加工。通過優(yōu)化切削參數(shù),在滿足加工要求的前提下,降低機(jī)床的能耗,可以降低能源成本,特別是在長時(shí)間、大規(guī)模的加工生產(chǎn)中,能源成本的節(jié)省會(huì)非常明顯。
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