高速銑削--鍛模加工新策略
從本質(zhì)上來說校读,生產(chǎn)操作是影響生產(chǎn)戰(zhàn)略發(fā)生根本變革的阻力脖母。因此户魏,在重新調(diào)整大批量生產(chǎn)的工藝時(shí)澡刹,錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果往往會(huì)給管理人員造成十分重大的影響呻征,使他們感覺好像爬上了高大的、搖搖欲墜的樹枝上罢浇,處于這一場(chǎng)景中陆赋,當(dāng)他們的目光注視地下時(shí),就會(huì)意識(shí)到他們正在沒有安全保護(hù)網(wǎng)的條件下工作嚷闭。
TRW Automotive汽車公司(位于加拿大安大略省St. Catharines地區(qū))的轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)部工具車間經(jīng)理們攒岛,在開始調(diào)研鍛模的加工替代方法時(shí),就面臨這一類型的挑戰(zhàn)胞锰。這項(xiàng)調(diào)研結(jié)果表明灾锯,要開發(fā)一項(xiàng)高速加工工藝,最高投資總計(jì)為400萬美元嗅榕。該公司之所以開始向這一方向過渡顺饮,他們覺得這一技術(shù)比較新穎,然而凌那,可供選擇的適當(dāng)加工機(jī)床卻十分有限沿阁。今天,能支持這一工作的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)也相當(dāng)缺乏窘吟。正因?yàn)檫@一原因畦怒,該公司的經(jīng)理們都覺得有責(zé)任在開發(fā)這一技術(shù)的能力方面,開辟他們自己的道路蠕蹋。
TRW Automotive汽車公司是世界第八大汽車供貨商桶邑,生產(chǎn)一系列原始設(shè)備和市場(chǎng)售后服務(wù)用的產(chǎn)品,其中包括制動(dòng)系統(tǒng)阔渔、底盤零件务囤、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)灌当、固有的安全系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)元件及工程標(biāo)準(zhǔn)緊固件幅挂。該公司在北美有25000名雇員京球,2002年的銷售總額為106億美元。位于Catharines的工廠約有雇員800人腺帽,其鍛造工段每天三班作業(yè)怎晰,每班工作8 h。
改變工具車間生產(chǎn)工藝的推動(dòng)力來自于工廠內(nèi)部敛苇,因?yàn)殄懺旒庸ぷ鳂I(yè)的需求不斷增加妆绞。公司需要更換現(xiàn)有成熟的生產(chǎn)工藝,因?yàn)槠潇`活性不夠枫攀,無法滿足上述工作節(jié)奏±ㄈ模現(xiàn)有的工藝包括創(chuàng)建所有鍛件的樣板模型、復(fù)制這些樣板的電極以及通過EDM放電加工機(jī)床的模腔加工来涨。這一工藝共需12臺(tái)滑枕式EDM放電加工機(jī)床图焰、5臺(tái)復(fù)制機(jī)、1臺(tái)研磨機(jī)和相當(dāng)數(shù)量的操作工蹦掐。
TRW公司工具車間加工的大部分模具用于生產(chǎn)汽車的懸掛臂技羔、上控制臂和球關(guān)節(jié)組件。由感應(yīng)加熱鍛造件進(jìn)行加工的連續(xù)生產(chǎn)中笤闯,這些壓模暴露于很高的溫度之中堕阔。模具由硬度為45 HRC的H13號(hào)鋼鍛造加工而成棍厂。該公司的鍛造廠同時(shí)采用立式壓力機(jī)和臥式(墩鍛)壓力機(jī)颗味。
為了尋找一種更加有效的加工工藝,該公司安排了一項(xiàng)示范操作牺弹,將鍛模在高速銑床上銑削加工鹃改,以代替EDM機(jī)床的加工工藝。示范結(jié)果說服了經(jīng)理們砸新,公司可以采用高速機(jī)床加工從本質(zhì)上可提高模具生產(chǎn)工藝的流水線作業(yè)水平侦萍。CNC數(shù)控編程員Robert Chausse先生說:“毫無疑問,這一示范證明拿奥,采用這一加工工藝可以大大增加機(jī)床的進(jìn)給速度和提高我們的生產(chǎn)能力均壳。”但是要說服工具車間的雇員們接受這一全新的加工戰(zhàn)略母滤,需要一個(gè)相當(dāng)長的拔翠、循序漸進(jìn)的過程。從公司第一臺(tái)機(jī)床投入運(yùn)行的時(shí)候開始城砖,一般需要花費(fèi)一年左右的時(shí)間翅窥,才能讓工具車間投入全面的生產(chǎn)圣钝。
達(dá)到預(yù)期目的
對(duì)于TRW Automotive汽車公司而言,將工藝改變成高速加工生產(chǎn)没惶,涉及到改變模具制造廠有關(guān)機(jī)床生產(chǎn)能力的基本觀念肖喂。采用新型高速切削機(jī)床,能以更高速度更有效地切削金屬庆杜,但最初射众,公司的一些老機(jī)械師們很難接受這一表面的價(jià)值觀。而且晃财,在只具有普通切削刀具經(jīng)驗(yàn)的模具制作者面前责球,要選用適合于高速加工的速度參數(shù)和進(jìn)給參數(shù)似乎也相當(dāng)困難。在安裝四臺(tái)HMC高速金屬切削機(jī)床中的第一臺(tái)機(jī)床后不久拓劝,公司碰到了一些障礙雏逾,以至增加了以下這些疑慮。
首先是因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)候還沒有一個(gè)從本質(zhì)上可以遵循的加工歷史紀(jì)錄郑临,TRW Automotive汽車公司需要對(duì)各種加工參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)栖博,然后才能決定其生產(chǎn)工藝的最佳條件。Chausse先生說:“在開始試驗(yàn)的時(shí)候厢洞,我們損壞了幾根主軸仇让,因?yàn)槲覀冊(cè)纫詾闄C(jī)床可以比其實(shí)際所證實(shí)的情況能更有效的運(yùn)行工作√煞”
在初期碰到的第二個(gè)障礙是:可供高速機(jī)床加工選用的刀具十分有限丧叽。工具車間的調(diào)度員Norm Macleod先生說:“當(dāng)時(shí)只有很少幾家供貨商可以提供這類刀具,而且刀具的價(jià)格昂貴真葱。由于我們?cè)陂_始幾個(gè)月里采用的加工工藝還不夠完善宴忱,我們當(dāng)初購置的一些刀具,后來發(fā)現(xiàn)沒有什么用處讨砍〗砀荆”
這一工藝主要涉及到如何決定切削刀具的直徑和大小,以最大程度地滿足公司加工的需要佩讨。當(dāng)高速加工工藝得到進(jìn)一步完善以后哥甲,TRW Automotive汽車公司工具車間的經(jīng)理們發(fā)現(xiàn)其所需的刀具尺寸范圍并不象原先預(yù)期的那么大。不久以后把毒,情況就一目了然了裹耗,1/4 in和1/2 in直徑的刀具使用量最大,工具車間中的大部分工作都需要這類刀具徽捶。
公司還需要確定一種新的CAD/CAM系統(tǒng)痘宋,以適應(yīng)高速加工的需求。Chausse先生說:“我們那時(shí)候使用的軟件無法使原材料的粗加工生成刀具軌跡。我們的軟件也無法生成凸進(jìn)操作的Z軸刀具軌跡嗓万“铞辏”
因此,原先的軟件供應(yīng)商在開發(fā)新版本的合適軟件前2年內(nèi)神汹,公司需要找到一種替代系統(tǒng)庆捺,并需學(xué)會(huì)如何進(jìn)行操作。在過渡階段屁魏,這代表了另一種路障滔以。然而,TRW Automotive汽車公司工具制造商學(xué)會(huì)了高速機(jī)床氓拼、軟件和控制器的操作方法你画,他們還將新的材料處理系統(tǒng)與刀具管理系統(tǒng)結(jié)合起來,共同支持這一新的工藝桃漾。例如坏匪,車間安裝了托盤系統(tǒng),以用于傳送其HMC電池之間的模具撬统,而在過去的實(shí)踐中适滓,車間內(nèi)的人員采用人工方式一個(gè)一個(gè)地裝卸EDM機(jī)床上的加工工件。
將大量所需完成的任完交給高速加工機(jī)床以后恋追,TRW Automotive汽車公司的價(jià)碼大大提高番恭。Chausse先生說:“我們一旦作出決策,決不允許失敗恕孙∽拐”由于得到管理、信息服務(wù)帘缤、工程設(shè)計(jì)以及工具制造商團(tuán)隊(duì)的大力支持扯氯,公司創(chuàng)建了一個(gè)有效的、功能交叉的團(tuán)組來開發(fā)其新的生產(chǎn)工藝吉挎。由于該公司已上升到高速加工的階段斑永,因此它將繼續(xù)面臨滿足現(xiàn)有生產(chǎn)需求的挑戰(zhàn)椭斜。正是由于這一原因氨固,公司在單一零件的模具生產(chǎn)中,創(chuàng)立了它的高速加工工藝揣煤,然后將其逐步推廣到整個(gè)工具生產(chǎn)線中解瀑。
獲得應(yīng)有的回報(bào)
在成功地過渡時(shí)期后,該公司在提高生產(chǎn)率方面已經(jīng)獲得了明顯的進(jìn)步凉适。依靠體力勞動(dòng)而創(chuàng)建的樣板和電極現(xiàn)已成為一種歷史的回憶蛛蒙,工具車間整個(gè)模具生產(chǎn)所需的加工工藝時(shí)間已經(jīng)降低了50%。制造工具所需的加工步驟已經(jīng)從9步降低到6步,勞動(dòng)率大大提高牵祟。Macleod先生說:“與以前古老的辦法相比較深夯,今天,我們可以相當(dāng)少的人力生產(chǎn)更多的模具诺苹」窘”
所取得的這些成績大大擴(kuò)大了公司在生產(chǎn)計(jì)劃和客戶服務(wù)中可選用的方案。現(xiàn)在收奔,由于完成和翻新模具的周期縮短掌呜,因此可以使工具車間更迅速地適應(yīng)變化,以滿足生產(chǎn)的需求坪哄。工具生產(chǎn)交貨時(shí)間的縮短使工具車間能夠采用JIT生產(chǎn)計(jì)劃质蕉,處理好與公司鍛造部門的關(guān)系。采用過去的EDM加工工藝不可能體現(xiàn)出這類靈活性翩肌。而且模暗,工具車間也能夠更迅速地適應(yīng)零件設(shè)計(jì)的發(fā)展。
對(duì)于大型或小型金屬加工企業(yè)而言念祭,TRW Automotive汽車公司的工藝過渡體現(xiàn)出了新技術(shù)調(diào)研和早期采用新工藝的重要性寺癌。為滿足生產(chǎn)需求,公司的經(jīng)理們深知铣啰,他們不能一直等待下去绅荒,直到他們的鍛造工作面臨嚴(yán)重的攔路虎。因此肌搔,不管會(huì)遇到什么樣的風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素肝羊,公司已經(jīng)為滿足這些需要而做好準(zhǔn)備,他們必須提前幾年采用這一技術(shù)伪浅。
當(dāng)公司的人員獲知更多關(guān)于高速加工技術(shù)的方法及其要求時(shí)子特,他們最初的疑問已被他們的高度熱情和新工藝的效率所代替。盡管今天的生產(chǎn)廠在采用這一工藝時(shí)惕衩,仍然必須經(jīng)歷一段相當(dāng)時(shí)間的邊試邊改的階段挨伯,但是手段進(jìn)一步改進(jìn),這一切縮短了整個(gè)學(xué)習(xí)曲線协超,減少了初始成本履绎。
在這一脈絡(luò)中,適于今日高速切削加工工藝的刀具價(jià)格雕什,只占早期采用這一技術(shù)所支付費(fèi)用的一小部分缠俺。例如,與今天的價(jià)格相比贷岸,TRW Automotive汽車公司在開始使用高速加工工藝時(shí)壹士,為某些刀具所支付的費(fèi)用超過8倍以上磷雇。此外,公司自開始向新技術(shù)過渡以來躏救,在指導(dǎo)高速切削刀具的各種應(yīng)用方面唯笙,已經(jīng)獲得了更加豐富的經(jīng)驗(yàn)。
TRW Automotive汽車公司的成功盒使,顯示了其目的一致性和組織的靈活性睁本,它們代表了生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn),表明它們能成功地適應(yīng)和符合全球競技場(chǎng)的需要忠怖。然而呢堰,就在金屬加工專業(yè)人員認(rèn)識(shí)到新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)前,必然會(huì)在思想上和組織上發(fā)生某些基本轉(zhuǎn)變凡泣。在這一過程中枉疼,至關(guān)重要的是團(tuán)隊(duì)的成員并沒有因此感覺到這些變化會(huì)帶來威脅,而是覺得為提高他們的整體生產(chǎn)系統(tǒng)帶來了機(jī)會(huì)谭扑。因此窟句,對(duì)于經(jīng)理們而言,通過這些變化优诵,其滿懷信心地指導(dǎo)企業(yè)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過迎接掌握這一新技術(shù)本身的挑戰(zhàn)吟筷。
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