當(dāng)某車間想從切削刀具采購方面實現(xiàn)成本節(jié)省時，很可能要考慮兩個因素：那就是刀具壽命和刀具價格。在對具有競爭性的同等刀具進(jìn)行評價時，車間要考慮從每把刀具中可以獲得多大的用途，以及對每一分鐘或一小時切削，它要支付多高的成本。但是，這是不是找出刀具可以實現(xiàn)最大節(jié)省的最佳途徑呢？

主要是提高切削能力

刀具供應(yīng)商山特維克可樂滿(Sandvik Coromant)已經(jīng)實施的調(diào)研說明了該方法為什么存在問題。該調(diào)研對一些制造商進(jìn)行了調(diào)查，以評測對加工件成本有影響的一些因素。數(shù)字表明，當(dāng)涉及到成本節(jié)省的潛力時，刀具的價格和壽命都沒有很大關(guān)系。

表1列出了這些數(shù)字，它們以百分比方式表示每個零件的平均成本。切削刀具的成本只占總成本的3%，這意味著刀具壽命或價格方面的改善，只能提供很小的節(jié)省。這些數(shù)字還說明了刀具的哪些方面具有更大的節(jié)省潛力。

表2中將這些數(shù)字用在三種不同的方法中用于降低成本。比較時假定一批工件當(dāng)前成本為10美元/件，意味著切削刀具3%轉(zhuǎn)化為30美分，而工件材料的17%轉(zhuǎn)化為1.7美元等。

情形A是“打敗刀具供應(yīng)商”式方法。車間在刀具價格方面贏得30%的減價。但是，即使這么高的減價也僅轉(zhuǎn)化為每個零件9美分，節(jié)省比小于1%。

情形B將焦點放在刀具壽命上。車間進(jìn)行了比較實驗，通過這種方式它找出了可以保證50%更長壽命的刀具。但是這種節(jié)省產(chǎn)生的真正影響同樣也很低。每個工件所節(jié)省的微不足道的錢也只代表1%的成本節(jié)省。

現(xiàn)在來看看情形C，其中刀具的變化使得切削速度可以提高20%。盡管能夠?qū)崿F(xiàn)這么高轉(zhuǎn)速的刀具價格要貴得多，但新刀具通過影響更大的費(fèi)用開支源而證實了自己的價值。

隨著提高轉(zhuǎn)速，降低循環(huán)時間，從而提高了加工能力。如果存在需要這種加工能力的作業(yè)，則對相應(yīng)工件而言，分?jǐn)偤蟮臋C(jī)床、勞動力以及管理成本均降低，從而使總成本節(jié)省達(dá)15%之多(該數(shù)字甚至不包括因改善生產(chǎn)時間而帶來的其它好處)。

表2提供的比較不一定是對高切削速度有利的論據(jù)。相反，它是節(jié)省時間的有利論據(jù)。這里所提供的邏輯同樣適合組合刀具 — 將多個步驟合并到一刀中，或者設(shè)計用于直接加工出光滑的表面，從而可以免除精加工步驟的刀具。這種刀具可能要貴一些，但是，如果它可以節(jié)省時間并實現(xiàn)快速加工的話，則它可以實現(xiàn)很高的節(jié)省比例。

涂層刀具對成本的影響

通過降低刀具磨損，刀具涂層可以延長刀具的使用壽命，從而贏回投資成本。對刀具涂層價值的這種說法已經(jīng)得到了人們的理解。但是，這種說法也不全面。許多加工廠在刀具方面的花費(fèi)不夠高，因此無法僅在刀具壽命這一個方面來顯示涂層刀具的價值。不過，這些加工廠中依然可以從涂層刀具中受益。

讓我們看看下面的餅圖。其數(shù)據(jù)來源于Balzers公司(紐約的Amherst)，Balzers開發(fā)和應(yīng)用金屬加工切削刀具涂層(及其它涂層)。餅圖說明了典型的加工過程中費(fèi)用的支出。這些成本的相對數(shù)量級從一個零件到另一個零件、從一種工藝到另一種工藝將有很大差異，但是某些基本的結(jié)論卻大致適用。該餅圖顯示的一種情況是，刀具的成本受刀具壽命變化影響的一種開銷源只代表總成本很少的一部分。

但同時，該圖還顯示出其它兩個較大的開銷源 — 加工時間和冷卻液。采用涂層可以降低這兩項開支。

對于冷卻液，刀具涂層可以消除這種開支。涂層 — 特別是氮化鋁鈦(TiAlN) — 可以充當(dāng)熱屏障的作用，阻止大部分熱量影響刀具本身的材料。借助這種效應(yīng)，通常使用TiAlN刀具時不用溢流冷卻液。

用涂層刀具還可以加工得更快。由于總成本的份額是以加工時間來表示的，因此這種優(yōu)點可能比簡單地延長刀具壽命而不提高轉(zhuǎn)速更有價值。

在任何情況下，這三個因素 — 刀具壽命、冷卻液的使用以及加工時間 — 加在一起將決定對于某個特定加工應(yīng)用場合采用涂層刀具是否值得。

并非所有涂層都是一樣的。TiAlN、氮化鈦、碳氮化鈦及金剛石涂層等都在不同加工應(yīng)用中表現(xiàn)出色。而僅對TiAlN就存在不同的變體。

最近Balzers產(chǎn)品系列增加了一名新成員，即公司的“Futura Nano” TiAlN。現(xiàn)有TiAlN涂層的這種升級，帶有公司所稱的“納米結(jié)構(gòu)設(shè)計”，它提高了硬度對剩余壓縮應(yīng)力之比。公司稱，熱阻力、化學(xué)阻力以及刀刃幾何特征的重現(xiàn)精度都得到了提高。這種涂層可以用于鉆頭、銑刀及滾齒刀等。