孔加工大有商機(jī)

    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，但對此公司，其業(yè)務(wù)至少沒有經(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�所服�?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)床一臺比一臺大。公司最新的機(jī)床是一臺嶄新的5軸CNC Union 臥式鏜銑床(HBM)，帶動立柱，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臺手動機(jī)床及11臺CNC機(jī)床。1991年，公司購買并安裝了第一臺CNC臥式鏜銑床。作出這種決定(以前只采用手動機(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CNC機(jī)床具有控制方面的優(yōu)勢，幫助工廠的機(jī)械師從手動過渡到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：“它是一種對話式控制系統(tǒng)。利用它，我們既可以手動操作，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)了工作臺擴(kuò)展部分的作用。針對我們的工件類型，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爭力，同時(shí)我們還可以采用以前在手動機(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，通過正確匹配對特定應(yīng)用所需要的加工能力，工廠可以針對特定加工業(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�的量比較大。 

    由于公司在大型工件加工方面具有契機(jī)，因此Magna的決策者對某個(gè)工件首先考慮的是其尺寸和重量。對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HBM上，并將零件固定在工作臺上。它具有足夠的承重能力。工作臺是回轉(zhuǎn)式的，并且具有鏜銑床的精度，可以進(jìn)行在線鏜削。我們在工件一側(cè)進(jìn)給30英寸，給工作臺分度，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。與針對某特定工件匹配機(jī)床一樣，對于依據(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。 

    在針對孔加工選擇刀具和工藝時(shí)，Magna公司評價(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。可以選擇不同的等級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，對工件評測員而言，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舊刀具進(jìn)行評價(jià)的準(zhǔn)則，以便改善孔加工過程。 

    對于鏜孔加工，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_機(jī)床移到另一臺機(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)切削刃的合成動作會在工件直徑上產(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 ：對于精加工要在孔中留出1/16英寸的切削余量�；�于該基準(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。” 

    對于多個(gè)零件的加工作業(yè)，機(jī)械師會離線裝夾粗加工頭、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�準(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，我們將至少對精加工選擇鏜削。” 

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

    Kramer先生說 ：“當(dāng)?shù)毒叽_實(shí)必須伸出時(shí)，我們在配備W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。