Produkce přesných dílů za co nejnižší náklady je cílem procesu obrábění kovů, včetně maximálního zisku. Tradiční způsob snížení nákladů na obrábění tvoří zrychlení výroby zvolením agresivnějších parametrů obrábění, často využitím vyšších řezných rychlostí. Bohumír Kotora
Tento přístup však nezohledňuje významné nákladové faktory, včetně nákladů na zmetky a prostoje výroby. Strategie, která se zabývá celkovým pohledem na ekonomiku výroby, poskytuje lepší vyvážení produktivity a výrobních nákladů, kdy se zohledňují všechny nákladové faktory. Správa nákladů Některé z výrobních nákladů výrobce neovlivní. Třeba materiál obrobku a náklady na něj určuje konečné užití obráběné součásti. Stejně fixní jsou investice firmy za obráběcí stroje, jejich údržbu a provozní energii. Fixní položku, krátkodobě, tvoří i náklady na pracovní sílu. Vše dohromady, i peníze za nástroje, je nutné vyvážit příjmy z prodeje obrobků. Zkrácení výrobního času (rychlost přeměny obráběných dílců na hotové produkty) může splatit vynaložené fixní náklady. Rychleji neznačí lépe Mezi výrobci regulované prvky procesu obrábění kovů patří řezné podmínky. Různé nástroje, techniky a strategie řídí rychlost výroby. Názor, že zvýšení řezných rychlostí zajistí více dílů za jednotku času a ušetří, je ale chybný. Vyšší řezné rychlosti něco stojí: čím rychlejší operace, tím menší stálost. Namáhání, včetně tvorby tepla, ovlivňují jak obrobek, tak nástroj. Jeho opotřebení je rychlejší a méně předvídatelné, případné vibrace mohou způsobit odchylky rozměrů dílu a kvality povrchu. A výsledek? Znehodnocené díly devalvující zisk, a to i ve vazbě na hodnotu materiálu obrobku a konečné užití součásti. Navíc je zde otázka dozoru nad výrobou, spojená s možnými úsporami mzdových nákladů. Zvýšení řezných rychlostí přímo ovlivňuje i životnost nástroje. Čím větší rychlost, tím větší opotřebení a častější výměna nástrojů v rámci výroby požadovaných dílů. Teoretické zisky ve výrobních nákladech a produktivitě tak padají s vícenáklady na nástroje a prostoje strojů. Náklady na prostoje strojů Na druhou stranu vyšší rychlosti zprvu snižují náklady na obráběcí stroje. Jelikož vyrobí více dílů za jednotku času, lze proti fixním strojním nákladům stavět větší zisk. Překročením určité hranice rychlosti však výdaje opět rostou. Životnost nástroje se zkrátí natolik, že snížení strojních nákladů má menší efekt než rychle rostoucí výdaje na nástroje a prostoje nutné na výměnu nástrojů. Navíc příliš vysoké řezné rychlosti a agresivní parametry obrábění mohou zvýšit náklady na stroj o výlohy na údržbu, ba i zavinit prostoje náhlými vadami stroje. Optimální parametry obrábění Vyvážený přístup zahrnuje snížení řezných rychlostí tak, aby byly v souladu s úměrným zvýšením posuvů a hloubky řezu. Užití maximální hloubky řezu snižuje počet záběrů, tím i čas obrábění. Posuv je třeba též maximalizovat, i když jeho nadměrné hodnoty mohou ovlivnit kvalitu obrobku a jeho povrchu. Někdy zvýšení posuvu a hloubky řezu při stejných nebo nižších řezných rychlostech zvýší úběr materiálu na úroveň, jíž by se dosáhlo samotným zvýšením řezných rychlostí. Je-li zvolená kombinace posuvu a hloubky řezu stabilní a spolehlivá, dá se upravit řezná rychlost na konečnou kalibraci operace. Cíl tvoří vyšší řezná rychlost, jež sníží strojní náklady (na vyrobený obrobek), ale nezvýší nadměrně náklady na řezné nástroje (na vyrobený obrobek) z důvodu jejich rychlejšího opotřebení. Zásadní je stabilita procesu Stanovit stabilní proces znamená vytvořit optimální výrobní prostředí. Vedle vhodného výběru materiálu nástroje, povlaku a geometrie vůči obrobku a dané operaci je nutné brát v úvahu i optimalizaci obráběcího programu CAM, systému upínání nástrojů a způsob chlazení. Součástí integrace procesu by měla být též automatizace manipulace, neboť práce se surovými či hotovými díly může hrát výrazný podíl v celkových prostojích stroje. Strategií proti návykům Vyvážený přístup k výrobnímu hospodářství může řešit i ekologické otázky. U nižších řezných rychlostí se k odběru materiálu z obrobku požaduje méně energie a snížení hloubky řezu spolu se zvýšením posuvu zajišťuje další snížení spotřeby energie. Nižší řezné rychlosti zvyšují životnost nástroje, snižují spotřebu nástrojů a nutnost jejich likvidace nebo recyklace. Nižší tvorba tepla při aplikaci nižších řezných rychlostí dovolí minimalizaci nebo úplnou eliminaci použití chlazení. Dodržení uvedených konceptů nabízí zvýšení úspor nákladů a kvality obrobku, respektive umožní ekologickou výrobu a současně celkově udrží produktivitu stabilního a spolehlivého výrobního procesu.