数控机床市场网-专业的数控机床网站

      購買新機(jī)床往往是為了履行某種特定工件的合同。但是，除了滿足這個(gè)目標(biāo)外，通常還可以看到這對(duì)公司的運(yùn)作會(huì)帶來額外的好處。這就是Sterling Engineering在投資了兩臺(tái)強(qiáng)有力的立式轉(zhuǎn)塔車床(VTL)，并帶有兩個(gè)對(duì)他們來說是很新的選項(xiàng):動(dòng)力工藝裝備和高壓冷卻系統(tǒng)之后，他們所發(fā)現(xiàn)的 “增值”之處，包括減少設(shè)置，簡化工作流程，提高產(chǎn)能，甚至還有更安全的車間。另外，該廠將通過吸取在使用這兩項(xiàng)功能時(shí)所學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，繼續(xù)更有效地利用這些機(jī)器。

      “盡管我們是為了某種特定的任務(wù)而購買這些機(jī)器，它們也確實(shí)讓我們重新思考，我們?cè)诩庸て渌ぜr(shí)可以怎樣改進(jìn)，才可以做到更迅速，設(shè)置的次數(shù)更少，”總經(jīng)理Chris Haddad稱，“有了這些新功能，我們現(xiàn)在對(duì)以前根本很難做好的工作也有了報(bào)價(jià)能力。因?yàn)槟軌蛟谝慌_(tái)機(jī)器上做更多的工作，材料搬運(yùn)量也減少了，降低了我 們每個(gè)零件的制造成本。動(dòng)力工裝使我們能夠直接加工以前必須搬到另一臺(tái)機(jī)器上加工的工件細(xì)節(jié)，從而節(jié)省了大量時(shí)間和人力;而高壓冷卻系統(tǒng)則提高了材料去除率，因?yàn)榈毒呖梢栽诘犊谏隙毫魰r(shí)間更長，刀片損壞的概率也降低了。我們十分高興這兩臺(tái)立式轉(zhuǎn)塔車床表現(xiàn)真不錯(cuò)，改善了我們的整體運(yùn)作。”

 

 

 

 

 

      Sterling Engineering坐落在康涅狄格州的Barkhamsted，1941年由工具制造商John Lavieri和他的弟弟Daniel成立，原本是一個(gè)小型的工具模具廠，就在家的奶制品庫里，幾乎完全就是與一家從事開發(fā)海盜式戰(zhàn)機(jī)的、當(dāng)時(shí)被稱為 Vought Sikorsky Co. (西科斯基)的公司合作。小廠逐漸發(fā)展，其重點(diǎn)從工具制造轉(zhuǎn)向合同加工。它仍然把西科斯基公司當(dāng)作大客戶，另外還有普惠、GKN、通用電氣、MB Aerospace以及美國鋁業(yè)等。除了主要涉及航空航天之外，Sterling也服務(wù)于發(fā)電和重工業(yè)市場。自3月1日起，該公司是總部設(shè)在紐約州灣岸的 Air Industries Group的全資子公司。

      2012年投標(biāo)了新任務(wù)后，Haddad先生和他的同事們仔細(xì)研究了設(shè)備陣容，認(rèn)為現(xiàn)在是時(shí)候了，應(yīng)投資于新的立式車床。這將提升他們的能力，簡化加工工藝，并幫助他們生產(chǎn)出其航空客戶所需要的更復(fù)雜的幾何形狀。他們開始審查機(jī)床及其目前能適用的相應(yīng)功能——落實(shí)了新合同，工藝便要立即升級(jí)。“合同一經(jīng)敲 定，便有新的緊迫感，”Haddad回憶說，“特別是因?yàn)樗匈囉谛聶C(jī)器將提供的新增功能。我們知道應(yīng)盡快縮小候選機(jī)器名單，作出決定，以便開始加工這種零件。”

      幸運(yùn)的是，這時(shí)正好芝加哥舉辦國際制造技術(shù)展覽會(huì)(IMTS)，有很好的機(jī)會(huì)仔細(xì)考察幾十種立式車床，與其原始設(shè)備制造商及分銷商當(dāng)面交流。在展會(huì)期間參 觀了15~20個(gè)展位后，Haddad先生終于決定將重點(diǎn)放在三種機(jī)器，他的研究表明，它們能夠滿足Sterling的需求。此時(shí)，真正的工作開始了。

 

 

 

      展會(huì)配備了幾十臺(tái)堅(jiān)固的機(jī)床，如數(shù)控臥式中心、立式加工中和車削中心，貼著原始設(shè)備制造商的標(biāo)志，包括吉丁斯—劉易斯、DMG MORI、馬扎克、普惠、Gray以及辛辛那提—米拉克龍。Haddad先生發(fā)現(xiàn)亞洲來IMTS參展的制造商顯著增加，而且展覽質(zhì)量很高，他感到很震驚。 在他的設(shè)備搜索入圍名單中，一個(gè)是在日本，另一個(gè)在韓國，第三個(gè)在臺(tái)灣。基于在芝加哥所看到的介紹，他聯(lián)系到這三種產(chǎn)品在美國的分銷商，并考察它們的性能質(zhì)量，收集其技術(shù)規(guī)范并詳細(xì)詢問具體問題。有一次他有機(jī)會(huì)訪問一個(gè)技術(shù)中心，看他正在考慮的機(jī)器實(shí)際運(yùn)行的演示，在另一處，他還訪問了一家最終用戶，得到了該機(jī)器真實(shí)運(yùn)行的反饋。所有這些他都是被引薦后通過電話聯(lián)系辦理的。

 

 

      “我們當(dāng)然要考慮價(jià)格和適用性，但畢竟我們做完這些研究后，真正做決定就很簡單了。”Haddad說，“這就是人機(jī)工程學(xué)。我們發(fā)現(xiàn)，榮田精機(jī)機(jī)器除了強(qiáng)大和精確外，其設(shè)計(jì)對(duì)操作工十分方便，操縱工件時(shí)不會(huì)造成腰背拉傷或一些其他傷害。”

      榮田精機(jī)有限公司是東臺(tái)精機(jī)集團(tuán)的成員，總部設(shè)在臺(tái)灣高雄市。在美國，其產(chǎn)品由緬因州肯納邦克的CNC Systems Inc.經(jīng)銷。雖然榮田精機(jī)主要生產(chǎn)數(shù)控立式車床，它也為航空航天和地面運(yùn)輸?shù)仁袌錾a(chǎn)立式車削中心、高速鉆削中心、立式磨削中心和完整的生產(chǎn)線，包括機(jī)器人。

      CNC Systems的總裁Stephen Arcari協(xié)助Sterling作出決定。“我了解了他們想做的事，最后建議他們考慮VL-160CM重型立式車削中心，”他說。

      Arcari先生說，三軸立式轉(zhuǎn)塔車床的技術(shù)規(guī)范，包括78.7in的最大擺動(dòng)和最大切削直徑，49.2in的最大切削高度。該機(jī)可處理的工件重達(dá) 17600lb，并有一16單元的換刀裝置。“機(jī)器整體剛性有賴于其米漢納鑄鐵基座。”他說，“VL-160CM有結(jié)實(shí)的肋構(gòu)，在重型加工過程中能減少振 動(dòng)和熱變形。”

      作出決定，交付機(jī)器，售后選項(xiàng)如安裝高壓冷卻系統(tǒng)和初步的培訓(xùn)于2013年完成，公司準(zhǔn)備開始為新訂單加工零件。然后，出于完全超出Sterling控制范圍的原因，合同告吹。

 

     還有一個(gè)例子也說明提前進(jìn)行研究是十分值得的。Haddad先生在投資這些機(jī)器之前也曾考慮過有可能會(huì)失去訂單，思考怎樣用兩臺(tái)立式轉(zhuǎn)塔車床更高效地完成現(xiàn)有的工作，甚至尋求新的業(yè)務(wù)。由于有先見之明，機(jī)器并沒有閑置。

     在第一臺(tái)榮田精機(jī)立式轉(zhuǎn)塔車床安裝了大約半年后，在普惠的前承包商Brian Bidwel加盟Sterling，擔(dān)任負(fù)責(zé)數(shù)控編程的制造工程師。事實(shí)上，新機(jī)器是他吸引到這個(gè)位置的原因之一。 “任何機(jī)器操作工都想了解最新的技術(shù)，我還從來沒干過動(dòng)力工裝和高壓冷卻這類工作，”他說，“這工作對(duì)我非常有吸引力。”

     Bidwell先生到廠時(shí)，公司已經(jīng)開始分配新的工作給這些機(jī)器，所以他給自己定下的工作，是盡力學(xué)習(xí)關(guān)于此車床的一切，尤其是這兩個(gè)功能怎么樣才能夠得到充分發(fā)揮。這兩者的好處是顯而易見的。

     我們很容易想象，立式轉(zhuǎn)塔車床的主軸允許在進(jìn)行車削作業(yè)的同一臺(tái)機(jī)器上執(zhí)行如銑削這樣的程序。“例如，我們有一個(gè)排氣罩，需要加工一個(gè)鍵槽。”他說，“如果沒有動(dòng)力刀具，就必須把工件搬到另一臺(tái)機(jī)器上，并做一系列裝夾，其實(shí)就為了這一刀，非常耗時(shí)。現(xiàn)在，只是多了一個(gè)操作，可以在同一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行，不必再做設(shè)置。”

     他還指出，加工不規(guī)則形狀，例如公司生產(chǎn)的另一種具有卵形內(nèi)徑零件，用動(dòng)力工裝可以比用現(xiàn)有可能的方法更快、更容易、更準(zhǔn)確。另外還有些意想不到的好處， 包括工人的安全。 “我們正在考慮加工一種大而重的零件，需要在其周圍以一定的角度鉆一系列的孔，” Haddad先生說。 “在我們擁有帶動(dòng)力工裝的立式轉(zhuǎn)塔車床之前，我們?cè)脒^把工件懸在工作臺(tái)上，在臥式鏜銑床上鉆它們。我們將不得不用套筒主軸，所以刀具的下垂是一個(gè)主 要問題。操作工將必須用升降機(jī)移動(dòng)工件以獲取鉆孔的合適位置。而這，僅僅是從安全角度考慮的一大問題。現(xiàn)在，我們能夠把工件安在立式轉(zhuǎn)塔車床上，非常穩(wěn)定，我們可以在一臺(tái)機(jī)器上把所有需要做的事做完。大工件重新定位的次數(shù)越少，在該地區(qū)的每個(gè)人就越安全。”

      這里的高壓冷卻系統(tǒng)是ChipBlaster JV-40，它提供的最大壓力為1500 psi。Bidwell先生說，它的主要優(yōu)點(diǎn)包括排屑。“我們生產(chǎn)的某些零件家族是有深槽的，其工藝要產(chǎn)生鳥巢型切屑，會(huì)很快破壞刀具路徑，”他說。“冷卻系統(tǒng)有助于打散切屑，清理路徑，使我們能夠繼續(xù)加工細(xì)節(jié)。”

      其他優(yōu)點(diǎn)包括能穿透可能出現(xiàn)在低或中等壓力冷卻液噴霧和工件表面之間的空氣阻隔，這有助于散熱，防止工件和刀具的變形，保持精密的公差，并帶來高質(zhì)量的表 面粗糙度。冷卻液噴射有助于創(chuàng)建低而穩(wěn)的溫度環(huán)境，有利于刀具留在刀口較長時(shí)間并以更快的切削速度作業(yè)，刀片出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)較少。“這確實(shí)有助于加工我們 這種大型工件，”他說，“這時(shí)計(jì)算的是‘每個(gè)工件幾個(gè)刀片’，而不是如加工小工件時(shí)所計(jì)算的‘每個(gè)刀片幾個(gè)工件’。更換它們是昂貴的，所以這些刀片應(yīng)盡量長壽。”

      Bidwell先生繼續(xù)在新立式轉(zhuǎn)塔車床上做試驗(yàn)，尤其是動(dòng)力工裝和高壓冷卻系統(tǒng)所能提供的額外能力，不斷想辦法更高效地加工現(xiàn)有零件，同時(shí)也借助這些機(jī)器提供的擴(kuò)展功能及其高科技選項(xiàng)，吸引新的客戶。

      經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

      當(dāng)談到動(dòng)力工裝的特點(diǎn)時(shí)，Bidwell先生指出，重要的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)主要在三個(gè)方面:

      用極坐標(biāo)插補(bǔ)模式(G112)還是用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式進(jìn)行編程。“我最初嘗試不用極坐標(biāo)插補(bǔ)編程所有的切削，但發(fā)現(xiàn)很難說明清楚發(fā)生什么事，”他說。“極坐標(biāo)插補(bǔ)則容許用較簡單的代碼，更類似于普通三軸銑床編程，這樣我就可以依靠機(jī)器控制系統(tǒng)做大部分的工作。我們?nèi)匀皇褂命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)做鉆孔類的作業(yè)。”

      如何充分利用有限的刀具能力。“對(duì)于孔的去毛刺操作，我把用來加工頂部和底部圓角半徑的兩把刀具改成用一把Heule COFA刀具，”Bidwell先生說。“這可以讓一把刀具精加工該孔的兩側(cè)，并節(jié)省了轉(zhuǎn)盤里的空間，”。

      把進(jìn)料率和速度調(diào)回來，因?yàn)殂娤髦鬏S的轉(zhuǎn)速低。

      在高壓冷卻劑系統(tǒng)方面:

      它使得陶瓷刀具有較穩(wěn)定的切削。“定量的冷卻液使在如鉻鎳鐵合金718或海恩斯188這類超級(jí)合金里的陶瓷刀片有長一些的刀具壽命，”他說。“我們能夠在旋轉(zhuǎn)之前在刀口推刀具1~2min。在重載粗加工作業(yè)時(shí)，這確實(shí)是用陶瓷提高了生產(chǎn)力。”

      深槽排屑大大改善。“在某個(gè)應(yīng)用場合，即使刀具是在3in深的溝里時(shí)，我也能把切屑搞出來”他解釋說。

      正確調(diào)整噴嘴使冷卻液噴在刀刃上十分重要。“否則你只會(huì)把它噴得到處都是，”他說。

      Bidwell先生對(duì)榮田精機(jī)專有的剛性刀具夾緊系統(tǒng)也很喜歡，它有超大的Z軸鑄鋼“撞頭”，裝有騰躍耦合器和T型拉桿，實(shí)現(xiàn)了安全可靠、可編程的刀具固定。“我們發(fā)現(xiàn)，我們能夠復(fù)制老式立式轉(zhuǎn)塔車床用“固鎖”夾緊刀具所做的重型切削。”他說，“這是非常穩(wěn)定的。更高的剛性使得振動(dòng)小，并最終實(shí)現(xiàn)較好的表面粗糙度和較長的刀具壽命。”