增加硬質(zhì)合金加工過程中的靈活性

寂靜天花板

堪薩斯州航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)部件制造商Dynamic NC in Rose Hill,，對如何控制成本有深入的理解,。通過使用先進(jìn)技術(shù)帶來的工藝優(yōu)化，已經(jīng)幫助這家公司實現(xiàn)了有競爭力的成本控制,，這是贏得新訂單時必須具有的,。
6 W& s& R$ H* K
( K1 V6 r3 A& H" z& S  e$ F0 Z最近,，Dynamic NC 成功投標(biāo)了加工硬質(zhì)金屬（13-8不銹鋼）5軸結(jié)構(gòu)部件,，這必須購買設(shè)備來處理進(jìn)行加工,。由于航空航天工業(yè)領(lǐng)域固有的壓力，針對這個訂單的機(jī)床需要成本低廉,。公司尋找到了能提供合適方案的設(shè)備,。

7 x; I1 F# [0 F“我們做了大量的研究來確定如何降低成本�,！盌ynamic NC運營總監(jiān)Kyle Gakeler 說,。“在硬質(zhì)金屬加工應(yīng)用中,，不僅希望技術(shù)能實現(xiàn)更大的靈活性,，還希望設(shè)備能夠幫助我們的成本保持低位運行。通過改進(jìn)工期,，延長易損耗的刀具壽命,，提高設(shè)備可靠性，以及減少人工勞動,，�,！�

航空航天領(lǐng)域市場高混,、小批量的生產(chǎn)需求，要求制造商自始至終要具有以工藝為導(dǎo)向的思維,。這意味著,，持續(xù)的工藝研究和開發(fā)是必不可少的，這驅(qū)動著對靈活的技術(shù)解決方案的需求,。Dynamic NC 總裁Jim Gibbs 說,，“我們對純粹基于價格和規(guī)格的設(shè)備比較不太感興趣。我們想知道的是實際的長期性能,，相關(guān)的成本,，以及工藝靈活性。這和機(jī)床的功能無關(guān)，而和我們能使用機(jī)床做什么有關(guān)系,�,！�
據(jù)Gibbs 所說，“在我們這個行業(yè),，他們習(xí)慣于說,，‘物美、價廉,、快捷——選兩個’,。但是現(xiàn)在你不能再這樣做了。為了使成本更有效益,，你必須同時三者兼?zhèn)�,。物美，意味著品質(zhì),，這是必須要包括的,；快捷和價廉，這兩者缺一不可,。因為你零件生產(chǎn)得越快,，就越便宜。我們需要一種能完成這些任務(wù)的機(jī)床設(shè)備,�,！�
4 o3 i# w# T, Z2 C/ h& X; _: O
. f* E4 l" Q' J6 |- @$ J- \# oDynamic NC 工程總監(jiān)Mike Jones，表示同意,�,！拔覀兿嘈乓环皱X一分貨。確定無疑的是,，我們可以在另一種機(jī)床上花費更少的錢,，但是那種設(shè)備會是更勞動密集型的，需要運行更長的時間,，工藝也不再有效率,。所有這些轉(zhuǎn)化成了高昂的成本，這會導(dǎo)致簽約的合同減少,，更小的盈虧底線,。把錢花費在更高性能的機(jī)床上，這些機(jī)床能以更短的周期時間生產(chǎn)出高品質(zhì)的部件來,，這對我們來說更有意義,。要消滅所有的后顧之憂——關(guān)于浪費、勞動力,、維修,、停工期,、機(jī)床安裝、維修保養(yǎng)等,，這些隱形成本因素在購買前都應(yīng)被考慮到總的購買成本里面去,。但有很多公司不像我們一樣提前考慮這些因素�,！�
/ ^8 z" K3 F0 Z9 P( D
新技術(shù)降低了成本
9 V8 s6 ?2 }8 q
/ [% K( h( @- g( Y; ^2013 年,，Dynamic NC 購買了Makino a92 臥式加工中心和F9 立式加工中心，把硬質(zhì)金屬應(yīng)用引入到了生產(chǎn)環(huán)境中,，同時也擴(kuò)展了當(dāng)前的功能,。這次經(jīng)驗，以及Makino 在威茨塔（Wichita）地區(qū)的表現(xiàn),，這些因素在公司購買新設(shè)備做出決策時起到了作用,。

“通過我們之前的加工經(jīng)驗，以及一部分人在以前公司已經(jīng)使用過Makino MAG 系列和T2 水平加工中心進(jìn)行過工作,， 所以我們對Makino 已經(jīng)很熟悉了,。我們覺得T1 五軸銑床能夠交付我們在這單生意中所需要的品質(zhì)和可靠性�,！盙ibbs說,。“早在2014 年,，我們就購買了北美地區(qū)售出的前兩臺T1 機(jī)床,，運用到了我們的5 軸架構(gòu)組件硬質(zhì)金屬加工中�,！�
# \+ j* y% G5 g9 A  _+ V$ \* n
Dynamic NC 非常喜愛T1,，因為該機(jī)床的硬度、穩(wěn)定性,，以及運動構(gòu)造設(shè)計,，這為其工藝流程設(shè)計和勞動力需求提供了極大的靈活性。155°的傾斜軸和深型腔列,，為直徑多達(dá)1500 毫米部件提供了完整的5 軸銑削能力,。Z 軸行程和能力，達(dá)到超過表格指標(biāo)的能力,，已經(jīng)被證明是對所有公司來的應(yīng)用來說，都是通用的,。
( p. z# E) W3 o( m8 J
0 W+ Y3 e  w% t/ u9 \' N$ Q* p6 _. t, P“T1 充滿了靈活性,。”Jones 說,，“部件操作便捷性對我們來說,，極其有幫助,。生產(chǎn)部件時，我們一直在考慮運動學(xué),，因為這會讓我們變得更有效率,。它展示了機(jī)器如何加工部件，訪問部件特征更多的選項,。機(jī)床的活動范圍有助于減少安裝調(diào)試次數(shù),。這不僅僅削減了勞動力的需求，同時我們也意識到在減少部件移動的情況下,，能得到更精確的加工部件,。”

由于公司的工藝導(dǎo)向型企業(yè)文化,，Dynamic NC 在應(yīng)用中檢查刀具,，以及如何最優(yōu)地使用工具來優(yōu)化加工工藝。工程師們意識到,，與硬質(zhì)金屬加工相關(guān)的成本并不昂貴,。因此，工具壽命對于實現(xiàn)降低部件成本的目標(biāo)至關(guān)重要,。

“很多人用分鐘來衡量刀具壽命,，但是我們用小時或者天來衡量�,！盙akeler 說,。“由于T1 的剛度和主動阻尼系統(tǒng),，我們發(fā)現(xiàn),，即使在硬質(zhì)金屬加工和粗加工過程中，我們能更好地預(yù)測刀具壽命,。我們還能完成很多加工,，而這些在競爭廠家的機(jī)床上卻不可能做到。即使在部件粗加工掩埋“1”立銑刀時,，也不會有任何震動,。”
, T( z: l1 g& P, q4 r6 O
  N8 c. q8 o0 C  B$ lT1 設(shè)備的剛性設(shè)計,、馬力和操作便捷性,，已經(jīng)允許Dynamic NC 實現(xiàn)無限制地切割硬質(zhì)材料。Gibbs 把他們的硬質(zhì)金屬加工過程比作外科醫(yī)生做手術(shù)一樣,，用精確的方式,，得到高效、精確的結(jié)果,。
6 B; q  D" L. I$ Q3 Y
“T1 的結(jié)構(gòu)為夾具和其他機(jī)器部件提供了堅實的基礎(chǔ),。使用這種水平的穩(wěn)定性,，我們發(fā)現(xiàn)切割鈦就像切黃油一樣�,！盙akeler 說,。

該機(jī)床的高壓、大容量的主軸冷卻液在管理切割區(qū)域同樣必不可少,，這能夠有效冷卻刀具,，同時排屑，防止再次切割,。
不管刀具的型號如何,，T1 都能把冷卻液注入到深腔中�,！盝ones 解釋說,。“在所有應(yīng)用場合,，這些特征都導(dǎo)致了刀具壽命的極大改進(jìn),。”

他補(bǔ)充說：“在最近的襟翼導(dǎo)軌測試中,，使用T1 我們已經(jīng)縮減了50% 的周期時間,，刀具壽命提高了5、6 倍甚至更多,，加工勞動減少了80%,。在其他應(yīng)用場合，我們也看到了類似的結(jié)果,�,！�
" J5 b; N4 b: @: O, f: g2 X
這些工藝特性已經(jīng)幫助Dynamic NC 在硬金屬應(yīng)用領(lǐng)域，成為行業(yè)低成本領(lǐng)導(dǎo)者,。

“ 對我們來說,， 這并不關(guān)系到刀具壽命或者生產(chǎn)效率�,！盙akeler 說,。“這關(guān)系到產(chǎn)品的全部成本,，非常重要,。哪些因素構(gòu)成了產(chǎn)品成本？資本支出,、勞動力,，以及貨損成本。我們力求最小化這些因素。產(chǎn)品中我們需要品質(zhì)第一,，但是最低的成本也很重要。如果我購買了一臺高端機(jī)器,，可以使得在5 分鐘,，而不是20 分鐘生產(chǎn)出部件，那么這臺機(jī)器性價比就是最高的,�,！�
0 F! q% z: P. P/ i( s% _: E
推進(jìn)整套部件
1 Q: `4 n1 [: J/ b1 l+ @
為了尋找過去在硬質(zhì)金屬部件中曾經(jīng)達(dá)到的相似水平的靈活性，Dynamic NC 購買了兩臺MAG3.EX 5 軸水平加工中心,，對結(jié)構(gòu)鋁合金進(jìn)行加工,。
2 t) n; n* \, N9 H; ~. X
+ g& C% p& Q, y1 Q3 b“MAG3.EX 設(shè)備幫助我們在復(fù)雜整片鋁航空部件方面，具有得天獨厚資源,�,！盙akeler 說�,！拔覀円呀�(jīng)能夠降低加工的總成本,，包括人工勞動、周期時間,，以及加工成本,。我們實現(xiàn)了速度、精確性,、排屑,、33,000 主軸轉(zhuǎn)速。很多機(jī)床看起來有整套部件,，但是主軸轉(zhuǎn)速卻不及這種機(jī)床,。”
6 x( g4 t7 s& A& S) ]0 J- z6 n
0 Z) d" N# q) p1 {+ L4 G: Y( ?Gibbs 表示同意：“我把這比作賽車,。整個車就是一個系統(tǒng),，需要整套部件才能讓汽車快速奔跑。如果系統(tǒng)中某個部件壞了,，汽車就不能快速行駛了,。MAG3 擁有這一切因素沒有任何限制。我相信這是Makino 擁有的最能干的鋁合金機(jī)器,。我們買回來了,，我們一直期待著使用該機(jī)器能加工到何種程度�,！�

Dynamic NC 以未來增長為導(dǎo)向,，這些機(jī)床帶來的已經(jīng)看見的成功，導(dǎo)致公司計劃在T1 和a92 設(shè)備上增加自動托盤處理系統(tǒng),，并再購買兩臺T1 機(jī)床,。在不久的將來,，公司還打算在現(xiàn)在的MAG3.EX 上安裝MMC2 托盤處理系統(tǒng)，增加第三個MAG 系列機(jī)床,。

“這項技術(shù)讓我們不僅僅全面削減成本,，而且成為一種資源，讓我們的客戶可以信賴我們,�,！盙ibbs 解釋說，“對Dynamic NC來說,，最重要的是為周邊關(guān)注我們的人建立一種信譽(yù)——不管他們是客戶,、同仁，或者是本地社區(qū),。對于我們,，這意味著我們所做的事情有意義，讓每天都有價值,�,！�