בשנים בהן שימשה גולדה מאיר כשרת החוץ, היא ניהלה מדיניות של קירוב וסיוע למדינות אפריקה. הקשר עם אתיופיה היה עמוק והקיסר היילה סילאסי בילה את שנות גלותו בירושלים. תוך כדי ביצוע התפקיד מפקד אח"י חיפה (ק-38) נקרא קמחי למפקד חיל הים יוחאי בן נון וללא התראה, נשלח באותו יום לאתיופיה. שם עשה 4 חודשים ובנה תוכנית להקמת משמר חופים אתיופי שיתבסס על נמל אסאב. תקופת השהיה שתוכננה לשבועיים התארכה והפיקוד על אח"י חיפה (ק-38) הועבר רשמית לרס"ן מנשה ליפשיץ.
שייטת הצוללות.
ב-1964 מונה קמחי למפקד שייטת הצוללות. בתקופת פיקודו על שייטת הצוללות נרכשו מהבריטים 3 צוללות מסדרה T: אח"י לויתן (צ-75), אח"י דקר (צ-77) ואח"י דולפין (צ-79). הבעיה העיקרית העמדה בפניו הייתה הצורך ברצף של צוללות פעילות. שתי הצוללות מהדור הראשון של חיל הים דגם S אח"י תנין ואח"י רהב עמדו לסיים תוך כשנתיים את חייהן המבצעיים. היחסים הרגישים של הגרמנים מול ישראל והערבים באותה תקופה לא אפשרו סגירת עסקת צוללות עם ישראל. בנייה במדינה אחרת היא פרויקט שימשך לפחות 5–6 שנים ויותר מרגע שיוחלט לצאת לחיפושים בכיוון.
קמחי הציג למפקד החייל האלוף יוחאי בן-נון, את התחזית המצביעה על כך שחיל הים יישאר ללא צוללות למשך שנים, ומצב זה עלול לסגור את הגולל על נושא הצוללות בחיל הים. הוא העלה הצעה לפנות לאנגלים לרכישת הצוללות מסדרת T משופרות שיחליפו את צוללות ה S שמסיימות את תפקידן. להמשיך לחלום ולדחוף לכיוון צוללות חדישות וחדשות ללא לחץ של אובדן השייטת.
השיפור שנעשה בצוללות ה T היה מתן צורה הידרו דינמית לצוללת כדי שתהיה שקטה מתחת למים ומהירה יותר, במחיר הורדת התותח מסיפון הצוללת, הארכת הצוללת כדי להוסיף לה מֵכל מצברים ראשי נוסף שייתן יותר כוח חשמלי שמשמעותו מהירות תת-מימית גבוהה יותר ופרק זמן ארוך יותר בצלילה ללא טעינה.
קמחי הצליח לשכנע את מפקד חיל הים יוחאי בן-נון לראות בצוללות מסדרה T משופרות גישור מתאים וריאלי לעתיד כוח הצוללות בחיל הים. עמדה זו הוצגה בדיון שהתקיים אצל סגן שר הביטחון שמעון פרס בנוכחות הרמטכ"ל יצחק רבין ומנכל משרד הביטחון משה קשתי. קמחי נכח בדיון הטעון הזה בו מצד אחד שמעון פרס מצדד בעמדתו של יוחאי בן-נון ויצחק רבין לוחץ להגדיל את כוח השריון בצה"ל ומעדיף רכש של פלוגת טנקים על רכש של 2 צוללות.
סיכום הדיון היה מעין פשרה שאמרה: רכישת שתי הצוללות מהאנגלים מותנית בכך שהן תימכרנה במחיר גריטה (מחיר מקובל באנגליה לכלי שיט שמסיימים את חייהם המבצעיים). בידיעה שלרכישת הצוללות יתווסף בהמשך מחיר השיפוץ באנגליה.
מיד ביציאה מהדיון מורה מפקד החייל לקמחי לצאת לאנגליה ולארגן ביקור רשמי ופגישות עם ראשי הצי: האדמירל הראשון, השני וראש המודיעין של הצי. ולחתום את הביקור בקוקטייל משותף של ראשי הצי עם אנשי הנספחות הצבאית שלנו בלונדון. קמחי ארגן וליווה את בן-נון בכל הפגישות ובארוחות. יוחאי בן-נון ששליטתו בשפה האנגלית הייתה מצוינת הרשים את שומעיו, הציג בכישרון מערכת יחסים רחבה בה שני הצדדים זוכים שהתקבלה בחיוב.
ההסכמה הבריטית למכירת 2 צוללות T במחירי גריטה, נעשה כמובן מאליו. בקוקטיל שסיכם את הביקור של בן-נון בנוכחות הנספח הצבאי של ישראל בלונדון, ראש משלחת משרד הביטחון, השגריר וקצינים מהמשלחת איחל האדמירל האנגלי פעילות מקושרת הדדית בין הציים ואיחל לשתי צוללות ה T שגם נקב בשמותן המשך פעילות ים בטוחה בצי הישראלי. כך התממש המשך לשייטת הצוללות.
כעת נעשתה שייטת הצוללות לכוורת הכנות והוצאת צוותים לקבלת הצוללות באנגליה. בהמשך נרכשה צוללת שלישית אח"י דולפין לשיפוץ בישראל.
בתקופה שלפני מלחמת ששת הימים נעשו מאמצים להביא לארץ את הצוללת אח"י לווייתן מבריטניה. קמחי הצטרף להפלגה ועל כן לא נמצא בארץ באותה עת.
זירת ים סוף - בחודש יולי 1967 נוצר בחיל הים צורך דחוף לקצין בכיר שיפקד על זירת ים סוף שמפקדתה נמצאה במעגן אבו זנימה. מפקד חיל הים שלמה אראל הטיל את המשימה על הדר קמחי שמילא את התפקיד במשך כחודשיים בנוסף לתפקידו כמפקד שייטת הצוללות.
הצוללת דקר - בינואר 1968 יצא לבריטניה לשלח את הצוללת "דקר" לדרכה לארץ אך זו לא הגיעה. מאז ליווה קמחי ואף ניהל את פעילות החיפושים אחרי ה"דקר" במשך השנים.
ספינות הסער.
המפגש הראשון של קמחי עם ספינות הסער היה בהשתתפותו בהשקת אח"י מבטח ב 11 באפריל 1967. כמו כן בהמשך השנה כאשר נעשה מפגש בתעלה האנגלית בין הצוללת אח"י לויתן שיצאה מנמל פורטסמות' בה הפליג, עם "אח"י מבטח" שיצאה משרבורג.
ב-1968 היה קמחי מיועד לשנת השתלמות במכללה האמריקאית לפיקוד אך סבב הפיקוד בחיל הים התקיים מוקדם יותר מהמתוכנן ואברהם בוצר מפקד החיל הנכנס, לקח את בנימין תלם לסגנו ובמקומו מינה את קמחי למפקד שייטת ספינות הטילים. קמחי שכבר ארז מזוודות לכיוון ארצות הברית פרק אותן בשרבורג. העיתוי היה בשלבים המרכזיים של תהליך בנין הכוח "ספינות סער" שיוזם, גובש ויושם בחיל הים עוד מתחילת שנות ה-60. השייטת נמצאת בצמיחה מהירה ל-12 ספינות. הספינות הראשונות שהגיעו לארץ החלו באימונים כפלגת ספינות תותחים. בספינות הפלגה השנייה החלה הרכבת מערכות הטילים. החלו להתגבש נוהלי ירי הטילים וההגנה כנגד טילים.
קמחי הבין שכדי למצות את היכולת ההתקפית יש צורך בריכוז מאמץ שיושג בהתנהלות ברורה לכל שלבי הקרב, יזם ובנה את תורת הקרב לספינות הסער. עיקרי התורה היו השלבים בהתנהלות הקרב ומהן הדרישות מכל כלי שיט בשיתוף פעולה להיערכות והפעלה בו זמנית של הכוח על האויב. בבנית תורת הקרב חיפש קמחי דרך מושכלת להתמודד מול הפער בטווח הטילים בו היו מערכות הגבריאל הישראליות בחיסרון לעומת טילי הסטיקס, בשימוש הצי המצרי והסורי. תורת הקרב שפותחה, תורגלה והוטמעה עד ששימשה שפה אחידה בין מפקדי ספינות הטילים במלחמת יום הכיפורים. עיקרי תורת הקרב תקפים בשייטת ספינות הטילים עד היום.
בניית מנהיגות בים.
בתחילת שנת 1969 עבר קמחי לארץ ובתמיכה פעילה של מפקד חיל הים אברהם בוצר ויחד עם מפקדי הפלגות משה טבק, שבתאי לוי ועזרא קדם גובש סגנון המנהיגות של מפקד ספינת הטילים כמקצוען ולוחם. על המפקד להיות בקיא בתפעול ספינה ובתורת הקרב, לתת דוגמה אישית ולתת תשומת לב לצוות שימלא את הדרישות ויקבל את המגיע. מפקד השייטת מציע את המיועדים לפיקוד להסכמת מפקד חיל הים. הם עוברים התמחות בצמוד למפקדים ותיקים והסמכתם מותנית במעבר מבחן עיוני ומעשי.
הדוקטרינה בחיל הים גורסת פיקוד מלפנים. המפקד בים פועל לפי תוכנית מוקדמת ולפי עקרונות מקובלים. רק הוא מוסמך לקבוע אם הים לא מאפשר ביצוע ועליו לשנות תוכנית למען בטיחות הצוות. זו דוקטרינה שונה מצורת השליטה בחיל האוויר ומתהליך הפיקוד ביבשה. מעבר חיל הים ממספר אוניות גדולות בפיקוד קצינים בכירים ומנוסים. להפעלת ספינות קטנות בכמות גדולה חייבה בניית יכולת פיקוד לקצינים צעירים יחסית. על מפקד החייל אברהם בוצר וסגנו בנימין תלם הייתה דוקטרינת הפיקוד מלפנים מקובלת, אף על פי שלא תמיד הייתה לכך הסכמה מהמטכ"ל.
הכלי העיקרי בו השתמש קמחי לפיתוח והטמעת תורת הקרב וגם לבנית דמות המפקד בים היה "התחקיר השייטתי". לאחר אימונים או מבצעים היו מתכנסים מפקדי הספינות ומציגים את מהלך האירועים. תחקיר כזה שנעשה בצורה נכונה תורם רבות להתקדמות. הצפיות מקציני השייטת היו שלא ימצאו תירוצים להצדיק עצמם אלא יציגו דברים כהוויתם. הדגש היה על איתור בעיות, טעויות ושגיאות ופתרונן כדי שלא יחזרו עליהן בעתיד.
חילוץ הספינות משרבורג.
מחצית ספינות השייטת היו עדיין בבניה בשרבורג. הפעילות דרשה את נוכחותו של קמחי בארץ ובצרפת. במהלך מלחמת ששת הימים הטיל שרל דה גול אמברגו על יצוא נשק מצרפת לישראל. שיתוף הפעולה של מספנת אמיו בה נבנו הספינות היה מלא. אך שחרור כל ספינה חייב תהליכים מול שלטונות המכס והנמל והיה כרוך במתח רב.
באותה תקופה נלחמה ישראל במלחמת ההתשה מול מצרים ומול המחבלים הפלסטינים שהתבססו בלבנון. לאחר שספינות הסער השתתפו ב-28 בדצמבר 1968 במבצע תשורה - בשדה התעופה בביירות הרחיבה ממשלת צרפת את האמברגו לכלול גם את הספינות בשרבורג. הספינה השישית, אח"י עכו, הייתה אותה עת בדרך ואח"י סער יצאה באופן מיידי. זאת, אף על פי שלא הייתה מוכנה עדיין. היא הצטרפה אליה בגיברלטר. חמש ספינות בתהליכי בנייה נשארו בשרבורג.
בשלהי 1969 יצא קמחי שוב לצרפת ופיקד על יציאת ספינות שרבורג לישראל במבצע נועה. תכנון החילוץ נעשה ביזמתו של אברהם בוצר ובסיוע של ראש משלחת משרד הביטחון בפריס, מרדכי לימון. קמחי נדרש להחלטה לגבי העיתוי של היציאה. הדרך עברה את מפרץ ביסקאיה הידוע בסערות החזקות שבו וספינות הסער היו קטנות. היה ברור שבניגוד להפלגות קודמות, הפעם אין נמל מבטחים ואין דרך חזרה. ביום המיועד מזג האוויר היה סוער, אך קמחי העריך שהסערה נחלשת ופקד על יציאה. המערך שהוכן לתדלוק בדרך פעל, הספינות הגיעו לישראל ותהליך בנין הכוח נמשך לקראת מלחמת יום הכיפורים.
ראש מחלקת ים.
בשנים 1971 עד 1973 היה ראש מחלקת ים (תפקיד שהוא למעשה גם ראש מטה וסגן מפקד חיל הים) תחת מפקדי חיל הים אברהם בוצר ובנימין תלם. שנים אלו היו רוויות פעילות מבצעיות של מלחמת ההתשה עם מצרים כולל מבצע רביב - הפשיטה המשורינת בחוף מפרץ סואץ ופעילות ביטחון שוטף נגד מחבלים מהטרור הפלסטיני. קמחי בילה לילות רבים בחפ"קים למבצעים השונים.
בחייל נעשה המשך בנין ספינות הסער וחימושן במערכות טילים ואמצעי התגוננות.