孔加工背后的商機(jī)

發(fā)布日期:2012-11-18    蘭生客服中心    瀏覽:2634

 

與金屬加工行業(yè)最近總體不景氣的情形相反,(位于俄亥俄州辛辛那提市)的Magna機(jī)床公司卻生意興隆。很肯定,在最近幾年的時(shí)間里,該行業(yè)總體的業(yè)務(wù)水平都在滑坡,但對(duì)此公司,其業(yè)務(wù)至少?zèng)]有經(jīng)歷像許多其它公司那樣的困境。

公司總裁Scott Kramer說:“Magna之所以能在困難的時(shí)期度過難關(guān)是因?yàn)樗⻊?wù)的行業(yè)具有多樣性,同時(shí)還擁有越來越好的加工契機(jī)。”

多樣性包括化工、造紙、塑料、鋼鐵、機(jī)床、汽車及航天航空行業(yè)。公司還擁有一個(gè)良好的維護(hù)和維修部門,公司于1952年成立時(shí)就主要從事這種業(yè)務(wù)。在Magna的150個(gè)充滿活力的客戶中,沒有任何一個(gè)提供了公司10%以上的收入。

Magna公司加工大而重的工件。在大型工件上進(jìn)行孔加工、鏜孔、銑削和車削等操作是該公司的主要業(yè)務(wù)。

在過去多年的時(shí)間里,公司一直在臥式鏜銑床上投資,這些機(jī)床一臺(tái)比一臺(tái)大。公司最新的機(jī)床是一臺(tái)嶄新的5軸CNC Union 臥式鏜銑床(HBM),帶動(dòng)立柱,X軸行程為33英尺,Y軸行程為157英寸。

Kramer先生說:“我們的發(fā)展契機(jī)是大型零件加工能力。隨著工件尺寸加大,可以加工給定工件的廠家不多。這也正是我們要繼續(xù)努力的領(lǐng)域。”

保證柔性的HBM


Magna公司主要圍繞臥式鏜銑床來建立自己的加工能力的。它擁有4臺(tái)手動(dòng)機(jī)床及11臺(tái)CNC機(jī)床。1991年,公司購買并安裝了第一臺(tái)CNC臥式鏜銑床。作出這種決定(以前只采用手動(dòng)機(jī)床)的目的是,將公司的業(yè)務(wù)從強(qiáng)烈依賴維修和維護(hù)作業(yè)而轉(zhuǎn)移到新零件的生產(chǎn)加工方面。

第一臺(tái)CNC機(jī)床具有控制方面的優(yōu)勢(shì),幫助工廠的機(jī)械師從手動(dòng)過渡到CNC。裝在該Union鏜銑床上的海德漢CNC系統(tǒng)既可以手動(dòng)操作,也可以CNC模式工作,這在1991年是非常罕見的。Kramer先生說

:“它是一種對(duì)話式控制系統(tǒng)。利用它,我們既可以手動(dòng)操作,也可以CNC模式操作。并且編程既可以離線進(jìn)行,也可以在車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。”

除了HBM上的CNC應(yīng)用外,Magna公司還因其它理由喜歡該配置。采用帶分度臺(tái)的鏜銑床,可以接近工件的各個(gè)面。此外,利用諸如90度加工頭等附件還可以進(jìn)行5面加工。Kramer先生說

:“我們的銑床可以在尺寸超出機(jī)床范圍的零件上加工孔或進(jìn)行銑削操作,因?yàn)檐囬g地面實(shí)際上充當(dāng)了工作臺(tái)擴(kuò)展部分的作用。針對(duì)我們的工件類型,我們需要臥式鏜銑床結(jié)構(gòu)。”

在購買第一臺(tái)CNC鏜銑床后,湊巧Magna公司贏得了這樣一個(gè)加工業(yè)務(wù)-為基地在瑞典的一家娛樂車制造廠生產(chǎn)滑行鐵路欄桿。這是該公司第一筆非維護(hù)和維修業(yè)務(wù)。如今,公司業(yè)務(wù)的比例已經(jīng)從以前維修和維護(hù)業(yè)務(wù)占90%轉(zhuǎn)移到新零件加工占65%。

Kramer先生回憶道 :“添加CNC功能使我們不僅在生產(chǎn)單件零件方面更具競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)我們還可以采用以前在手動(dòng)機(jī)床上不現(xiàn)實(shí)的一種新方式來加工孔-插補(bǔ)方式。”








選用正確的機(jī)床


與大多數(shù)機(jī)加工車間一樣,在Magna公司作業(yè)需要協(xié)調(diào)。一旦加工能力到位,通過正確匹配對(duì)特定應(yīng)用所需要的加工能力,工廠可以針對(duì)特定加工業(yè)務(wù)而增長或收縮自己的富余力量?准庸ず苊黠@是比較重要的工序之一,因?yàn)樗牧勘容^大。

由于公司在大型工件加工方面具有契機(jī),因此Magna的決策者對(duì)某個(gè)工件首先考慮的是其尺寸和重量。對(duì)工件的最初分配是能夠完成相應(yīng)加工任務(wù)的機(jī)床。

這種決策過程的一個(gè)實(shí)例是為鋼鐵行業(yè)加工一個(gè)大型齒輪。對(duì)尺寸達(dá)48英寸深、24英寸直徑的孔進(jìn)行精加工顯然應(yīng)該由公司的130英寸直徑的VTL完成。但是,毛坯的重量高達(dá)80,000磅,而VTL的承重能力只有50,000磅。

Kramer先生回憶道 :“我們將這個(gè)工件轉(zhuǎn)移到一臺(tái)HBM上,并將零件固定在工作臺(tái)上。它具有足夠的承重能力。工作臺(tái)是回轉(zhuǎn)式的,并且具有鏜銑床的精度,可以進(jìn)行在線鏜削。我們?cè)诠ぜ粋?cè)進(jìn)給30英寸,給工作臺(tái)分度,再在另一側(cè)進(jìn)給30英寸。這樣就將這個(gè)工件加工好了。”

選用正確的工藝


與機(jī)床能力方面強(qiáng)有力的裝備庫一樣,Magna公司擁有若干刀具和工藝選項(xiàng)用于鉆削、鏜削、銑削或車削各種孔。與針對(duì)某特定工件匹配機(jī)床一樣,對(duì)于依據(jù)客戶規(guī)定交貨并盡可能高效地進(jìn)行加工,孔加工工藝的選擇同樣也非常關(guān)鍵。

在針對(duì)孔加工選擇刀具和工藝時(shí),Magna公司評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)包括:

  • 孔數(shù);

  • 工件批量;

  • 孔的尺寸;

  • 工件材料;

  • 尺寸精度;

  • 表面粗糙度。










Kramer先生說:“對(duì)于鉆削10來個(gè)直徑在7/8英寸以下的孔,我們僅用常規(guī)的現(xiàn)役機(jī)用鉆來鉆孔即可。而當(dāng)孔的數(shù)量很多,達(dá)成百上千個(gè)孔,直徑從1/8英寸到3/4英寸不等時(shí),我們就要考慮采用硬質(zhì)合金鉆(三菱MZS),并使用通孔冷卻液。硬質(zhì)合金方面的額外成本是通過刀具壽命的延長而抵消的。對(duì)于10個(gè)孔以內(nèi)的加工,采用高速鋼機(jī)用鉆比較經(jīng)濟(jì)。”對(duì)于加工時(shí)間較短的情況:20~30個(gè)孔,尺寸范圍為1.25~4英寸,Magna公司采用一種平鉆進(jìn)行加工。

對(duì)于較大的孔尺寸以及較高的批量,在Magna要采用不同類型的鉆頭。Kramer先生說 :“當(dāng)我們的孔處于7/8英寸~4英寸范圍時(shí),對(duì)于管道板材、熱交換器或類似零件而言,這是一個(gè)大數(shù)目的孔數(shù),我們要采用可分度刀片鉆頭(OTM孔沖擊鉆)。在材料類型的成本和性能以及刀具壽命等方面,這些鉆在我們這里表現(xiàn)得非常成功?梢赃x擇不同的等級(jí)和涂層以匹配不同的應(yīng)用需要是可分度刀片在這種孔尺寸范圍表現(xiàn)良好的另一個(gè)原因。”

在Magna,對(duì)工件評(píng)測(cè)員而言,他可以隨時(shí)利用工廠鉆削的所有切削資料。他們知道鉆某個(gè)特定的孔需要多長的時(shí)間,這些資料都被用到報(bào)價(jià)中。這些切削資料還用作將新刀具針對(duì)舊刀具進(jìn)行評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則,以便改善孔加工過程。








對(duì)于鏜孔加工,Magna采用一個(gè)來自KPT Kaiser的系統(tǒng)。它的鏜孔范圍為直徑1/2~36英寸,采用模塊化結(jié)構(gòu),可以形成不同的鏜刀結(jié)構(gòu)。對(duì)刀具系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化給工廠產(chǎn)生了更高效益,因?yàn)榈毒吆苋菀讖囊慌_(tái)機(jī)床移到另一臺(tái)機(jī)床,從一個(gè)操作員到另一個(gè)操作員。

這些鏜桿可以設(shè)置為在粗鏜加工時(shí),在某給定直徑上加工1 /2英寸的切深。這種重型切削是用一種雙刃鏜刀來完成的。Magna公司將鏜桿的引導(dǎo)刃設(shè)置為3/4英寸的深度。隨動(dòng)刃設(shè)置為落后于引導(dǎo)刃0.020英寸,比引導(dǎo)刃的切深深3/4英寸。每個(gè)刃都只切削3/4英寸深,但是兩個(gè)切削刃的合成動(dòng)作會(huì)在工件直徑上產(chǎn)生1/2英寸的金屬去除率。

精加工大型孔是由機(jī)床、夾緊裝置、刀具及冷卻液組成的整個(gè)系統(tǒng)共同發(fā)揮作用的結(jié)果。Magna一般試圖只進(jìn)行單次粗切,然后在孔中進(jìn)行第二刀半粗切-如果鑄件或焊接件允許這樣做的話。Kramer先生說

:“來自刀具制造廠家的大多數(shù)意見都建議 :對(duì)于精加工要在孔中留出1/16英寸的切削余量;谠摶鶞(zhǔn),我們進(jìn)行推導(dǎo),以決定單次粗加工再加上一次半粗加工然后進(jìn)行精加工是否可以獲得我們所需要的尺寸。”

對(duì)于多個(gè)零件的加工作業(yè),機(jī)械師會(huì)離線裝夾粗加工頭、半粗加工頭及精加工頭,并在生產(chǎn)開始時(shí)讓這些刀具準(zhǔn)備就緒。精確的刀具和機(jī)床是離線刀具裝夾的必要條件。Kramer先生說:“您要確定在機(jī)床上做的試操作量達(dá)到最少。”

在鏜桿和插補(bǔ)之間進(jìn)行選擇時(shí),孔公差是Magna公司考慮的第一準(zhǔn)則?咨疃仁堑诙䴗(zhǔn)則,它可以確定插補(bǔ)是圓弧還是螺旋插補(bǔ)。Kramer先生說 :“我們可以將孔從3/4英寸直徑插補(bǔ)到30英寸,如果直徑上的公差允許達(dá)0.002~0.005英寸的話。如果公差比該數(shù)值小,我們將至少對(duì)精加工選擇鏜削。”

對(duì)于孔深,6英寸一般是鏜削與插補(bǔ)關(guān)系曲線的截止點(diǎn)。對(duì)6英寸或以上的孔深將進(jìn)行鏜削。對(duì)于小于6英寸的孔深,將采用插補(bǔ),至少對(duì)粗加工情況應(yīng)該如此。

Kramer先生說 :“當(dāng)?shù)毒叽_實(shí)必須伸出時(shí),我們?cè)谂鋫鋀軸的HBM上加工該零件。W軸在主支撐面上,長度方向可以伸出達(dá)36英寸,以便主軸端部可以定位到工件附近。由主軸套筒內(nèi)側(cè)的主軸進(jìn)行進(jìn)給。這樣就可保持更高的裝夾剛性。”

Kramer先生繼續(xù)說 :“擁有多種加工能力的好處是,我們可以選擇用什么樣的方式來最好地加工孔。我們可鉆、鏜、插補(bǔ)加工孔,或者采用這些操作的任意組合。柔性是公司存亡的關(guān)鍵。”

不斷創(chuàng)新


許多企業(yè)之所以能夠度過難關(guān)而其它企業(yè)無法度過,其原因通常應(yīng)歸功于變化和自適應(yīng)能力。對(duì)于金屬加工工廠而言,有時(shí)候這一點(diǎn)意味著要在業(yè)務(wù)范圍以外去考慮。

Magna就具備這種能力。如果某個(gè)公司將精力集中在戰(zhàn)略性計(jì)劃上,那么在機(jī)會(huì)出現(xiàn)時(shí)公司就能夠發(fā)現(xiàn)并抓住它。

這樣一個(gè)機(jī)會(huì)是由機(jī)床制造商Union(位于德國Chemitz)在美國新設(shè)立的一個(gè)經(jīng)銷實(shí)體,名叫Union的美國公司最近提供的。該公司是聯(lián)合精密服務(wù)有限公司-Union在北美地區(qū)的零件和服務(wù)分公司的一個(gè)分部,地點(diǎn)位于與Magna相同的大樓內(nèi)。Magna的大部分機(jī)床為Union臥式鏜銑床,它是Union在美國的最好的客戶之一。有誰能比一個(gè)(將相關(guān)機(jī)床用于自己生計(jì)的)公司在這類機(jī)床的銷售、服務(wù)和展示方面做得更好?那就是制造商用零件的技術(shù)中心。

已經(jīng)列在Magna工資單上的有編程員、應(yīng)用工程師和工廠訓(xùn)練有素的維護(hù)人員。不難想象同樣是這些人可以代替潛在的機(jī)床買主而工作,并將其車間技能轉(zhuǎn)移,從而幫助銷售和安裝新的Union臥式鏜銑床。

在美國,每年銷售的臥式鏜銑床數(shù)量并不大。公司沒有讓拿工資的人等著客戶打電話來,而是讓這些技術(shù)、高技能人員忙于在車間制造零件,提高技能并幫助創(chuàng)收,從而讓人人都有充實(shí)的感覺。

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