加工商的工具室成为专属的CNC机加工车间

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当钣金加工企业接受困难的机加工合同时,解决工具室的问题将获得高生产利润。


达林·塞维尔(Darin Sewell)在威斯康星州拉辛市Ace Stamping&Machine Co.的由工具室翻成的专属加工车间的膝磨机附近与另一名员工交谈。


作为资深工具制造商,Darin Sewell和任何商店老板都了解,花费在指导他人上的时间就是花费的时间。在车间走动期间,他会定期停下来回答诸如Roy Ours之类的工作人员的问题,这些工作人员来自公司的其他领域,没有任何加工经验。


将Ace Stamping&Machine Co.的工具室称为工具室会对操作造成损害。无论如何,这里发生的都是生产加工,从工具室到专用数控机床车间的转变既迅速又富有影响力。


对于大多数访问者而言,这并不是显而易见的。毕竟,该公司占地76,000平方英尺的主要工厂并不装满膝磨机和工作台,而是装满了冲压机和钣金机架。


在演练过程中,重复的金属撞击“模样”,液压的呼啸声以及零件落入箱中的声音使交谈变得困难。高级工具制造商兼总经理Darin Sewell似乎很高兴回到自己工作区域中相对安静的铣床,在那儿交谈变得容易了。“谈到所有事情都是有原因的,找出原因是我们的工作,”他谈到支持制造业务时说道。“如果(渐进式死亡的)第一个工作站发生了某些事情,这是否会影响最后一个工作站发生的事情?您正在研究整个系统-您必须了解一切如何协同工作,并研究情况的机制以完成零件。”


他说,然而,新的机会使得工具制造和制造区域之间的对比变得不那么明显。现在,塞维尔先生和他的团队已经配备了四台新的CNC VMC,他们的任务是开发和维护一个快速,可重复的过程,这与主要工厂中运行的过程不同。他说:“我们在这里的工作过去一直都是做好事。” “现在,这也关系到快速完成它。”


当机加工车间为商业级Insinkerator系统的零件而苦苦挣扎或完全拒绝该工作时,该公司自己的冲压生产受到连锁反应破坏的威胁就变得非常现实。


尽管工作重点发生了变化,但与Sewell先生共度时光表明,该公司进入生产CNC加工的最大资产已经到位。如果没有基本的工具室教育(在这种情况下,是经过多年的工程和制造夹具,固定装置和渐进式模具开发的),Ace Stamping可能永远不会获得第一笔大批量CNC合同,并且设备投资也可能永远不会可能。


他说了很多,尽管不是直接说。他回忆说:“客户以前曾去过专门的CNC加工车间,但我们的看法有所不同。” “起初我们有一台旧机器,但是(加工零件)的方式更快,更一致。”


同时,HMC和两台瑞士式车床改变了两家位于同一地点的姊妹公司的业务。在这七个新机床上移动的零件,都在18个月内安装完毕,这为公司副总裁James Haarsma所称的年收入“强劲增长”提供了条件。


威斯康星州拉辛市Ace Stamping&Machine Co.的工具室地板上放着一箱垃圾处理部件铸件。


新的铣床专用于从高镍铁铸造而成的精加工商业垃圾处理组件,可以通过多达1/16变化个英寸或更多个相同尺寸的部分内。它们是由难于加工的高镍铁铸成的,更是造成了伤害。


约翰·W·哈默(John W. Hamme)在1927年创造了“ Insinkerator”一词时,肯定从未见过有关时间旅行杀手机器人的大片,但他可能不介意自然的联系。Insinkerator是焚化炉这个词的玩法,是他为创建自己发明的产品(即垃圾处理)而创立的公司选择的名称。Insinkerator位于威斯康星州拉辛市(Racine)仅有几英里的地方,几十年来一直从Ace Stamping购买加盖了垃圾的垃圾处理组件。


但是,将食物残渣磨碎成与实心骨头一样坚硬的东西不仅需要冲压零件。在Insinkerator系统中,食物颗粒会掉落到旋转的板状切碎机刀片上,然后将它们扔进周围的研磨环的脊状内壁。当切碎刀片不断旋转时,它们就紧贴在磨环齿上,食物残渣不断地从设备中冲出,进入化粪池或污水处理系统。为了耐用,这两个关键部件(磨环和切碎机刀片)由高镍铁(NiHard)铸造而成。尽管塞维尔先生说过要在50年代测量出洛氏硬度,但这些铸件必须精加工以确保正确的组装和操作。


粉碎机刀片类似于盘子,由高镍铁(NiHard)铸造而成,是Insinkerator进行商业垃圾处理的重要组成部分。 该示例正在威斯康星州拉辛市的大批量金属压模Ace Stamping&Machine Co.进行机加工。


板状切碎的叶片铸件在车间的一台Okuma VMC上进行操作。这些零件的几何形状相对简单,但是材料很难加工。


作为大批量的金属压模,Ace Stamping从未考虑过此类工作。但是,当机加工车间为商业级Insinkerator系统的零件而苦苦挣扎或完全拒绝该工作时,该公司自己的冲压生产受到连锁反应影响的威胁就变得非常现实。作为回应,该公司允许Sewell先生亲自尝试,将机遇变成威胁。Ace Stamping副总裁James Haarsma表示:“我们不仅看到了直接收入的潜力,还通过投入这项工作来帮助支持我们自己的冲压生产线。” “将机器专用于工作使我们与众不同。”


但是,要证明任何投资的合理性,首先需要开发可靠的流程。这项任务几乎完全归塞维尔先生所有。除了坚硬的材料外,生铸件固有的变化使其成为一项全职工作。尽管如此,事实证明,对于公司少数几位经验丰富的工具制造商之一的临时调动,这是值得的。在三个星期内,该车间就以一个批量生产了大批量的磨环和切碎刀片。现在,俘虏加工车间每天会生产出四种不同尺寸的大约200个零件。


零件的几何形状并不复杂。2011年型号VMC具有直观的对话式编程界面,对于最苛刻的功能,公差为.0025英寸,对于当时的车间主力机器而言,这没有问题。生成用于加工操作的G代码(用于磨环的OD和ID铣削,以及用于切碎刀片的端面铣削,钻孔和铰孔)很简单,只需导入CAD文件并遵循CNC的屏幕提示即可。


在威斯康星州拉辛市的一台大容量金属压模机Ace Stamping&Machine Co.的Okuma MB-46 CNC立式加工中心上全部安装了磨环铸造夹具。


内径铣削用的夹具按特定顺序拧紧,以确保零件不会变形。


但是,使NiHard用作Insinkerator的耐腐蚀性也使合金难以切割。快速加工而不会浪费太多时间和金钱给破碎的刀具,很大程度上取决于Sewell先生确定合适的速度,进给和切削深度的能力。但是,他最终将大部分时间都花在了另一个基本问题上。他回忆说:“我们的第一个想法是,'我们将如何持有它?'。” “我们将如何不仅准确地持有它,而且要反复持有它?我们无法指示(定位)每个演员表。我们必须快速转换。”


他解释说,NiHard具有“弹性”,并且由于壁较薄,因此磨环铸件在加工过程中易于变形。另外,尺寸可以多达1/16变化个英寸或更多从铸造到铸造。假设铸件仍可装在第二个外径铣削工位上,则用力过大或在错误的位置夹紧会导致零件ID变形,从而使后期加工装配变得不可能。更糟糕的是,问题可能不会立即显现。例如,稍小的内径可能会受到OD铣削站的塞子状夹紧装置的太大压力,这种缺陷只有在完成所有铣削后才能发现。


在威斯康星州拉辛市的一台大容量金属压模机Ace Stamping&Machine Co.的Okuma MB-46 CNC立式加工中心上全部安装了磨环铸造夹具。


安装过程涉及多个阶段。零件更换大约需要一分钟。


尽管他没有任何CNC加工背景,但塞维尔先生说,在工具室进行了多年的试验和解决问题的工作对他很有帮助。在回顾过程开发的两个星期时,他说,他的大部分时间都花在“在整个机器上安装指示器”上,以研究材料对试切的反应, 以及“遍历工作正常但效果不佳的大量原型夹具”足够,”他说。最终,他制定了将策略性放置的ID铣削夹钳拧紧至特定扭矩水平的顺序。他说:“我晚上回家,想像一下各种情景-'我认为我们可以通过这种方式做得更好,或者'让我们尝试一下-最终,我们到了那里。” “一旦我们有一个好的流程,我们就会制作出硬工具。”


他补充说,第一台磨环铸造件的厚度是整个零件家族中最薄的。这使得它非常适合开发一种可重复的,标准化的设置过程,尽管进行了一些调整,该过程也适用于更大,更宽容的铸件。他说:“我们在此过程中所做的所有纠正都朝着完美的部分迈出了一步。” “然后,就变得变得快速且可重复了。”


在威斯康星州拉辛市的一台大容量金属压模机Ace Stamping&Machine Co.的Okuma MB-46 CNC立式加工中心上全部安装了磨环铸造夹具。


夹具右侧的OD铣削工位上的塞子形定位销可以兼作夹具。同时夹紧和定位而不会变形需要“感觉”。


随着流程的巩固,管理层已准备投入更多时间在CNC加工能力上。首次购买的是Okuma Genos M560 VMC 。  使用基本相同的G代码和设置,该机器可将速度和进给立即提高30%。Sewell先生将此收益归因于坚固的双柱设计。与较早的VMC的30秒相比,切屑到切屑的工具更换时间不到5秒,生产率也得到了显着提高,快速移动速度从275 ipm提高到了1,500多个。由于这些优点和其他优点,周期时间减少了近一半。俘虏的加工车间现在拥有三台VMC:另一台具有相同型号,以及两台Okuma MB-46V机床,所有这些机床均用于加工铸件。


在威斯康星州拉辛市的钣金制造商Ace Stamping&Machine的内部,内部开发的双面拉刀有助于节省时间。


一旦加工完毕,铸件必须进行键槽拉削和平衡。为了保持工具室的心态,这种双面拉刀是在内部开发的,平衡过程和机器也是如此。


但是,塞维尔先生说,铸造工艺固有的不精确性限制了该工艺可以系统化的程度。因此,事实证明,熟练的手工和工具室风格的思维与首先开发流程一样,对于保持生产的平稳运行同样有价值。“每个部分都是独一无二的,每个新人都必须对此有所了解,”塞维尔先生谈到建立VMC时说。“每个人都有自己的小特质,我们的员工需要知道如何处理。”


在同一地点的姊妹公司莎士比亚机械冲压公司(Shakespeare Machine Stamping)的新型瑞士式车床专用于该砂轮部件,如图所示,该部件还带有用于同一组件的冲压件。


他说,回到砂轮铣削夹具,即使具有特定的扭矩目标和特定的夹具拧紧顺序,也需要一定程度的“感觉”才能将每个ID铣削夹具降低到适当的扭矩设置。在第二个外径铣削夹具工位上,情况类似。定位塞兼作夹子。正如Sewell先生所说,要同时定位和固定夹具而又不“钳住”零件,需要一定的直觉。“如果我们必须在其中击败它,它会变得越来越紧,但是如果它掉进去,那就太大了。他们会知道它是否以正确的方式运行,并且尺寸合适。(此手动过程)提供了一种快速定位,夹紧并确保适当尺寸的方法,而不必测量CMM的每五个零件。我们只是知道它是否合适,我们就在那里。”


在威斯康星州拉辛市的一家大型钣金压模公司Ace Stamping&Machine Co.的姊妹公司Heinrich Vise的一个盒子中,画着一系列虎钳。


一家位于同一地点的姊妹公司Heinrich Vise于几年前被Ace Stamping收购,该公司最近安装了Okuma MB-4000 HMC,以补充此处可见的旧机器。


Ace Stamping不断扩大其加工范围。在Ace Stamping在1990年购买砂轮组件的姊妹公司Shakespeare Machine Stamping时,采用了两台新的Tsugami 3025B-II Swiss型车床来重复相同的策略:也就是说,将关键零件放入室内支持公司自己的制造业务,同时还提供直接的收入来源。同时,Okuma MB-4000H HMC替换了不断损坏的旧机器,从而帮助振兴了另一家姐妹公司,工业虎钳制造商Heinrich Vise。


所有这些机器都是从Morris Midwest购买的,Sewell先生将其归功于其优质的服务,支持以及特别是知识。(事实上,他赞扬莫里斯代表首先确定了瑞士式车床的机会,并指出“我什至不知道瑞士式车床是什么。)但是,即使是最先进的加工设备也得到了支持。资源最丰富,最细心的经销商只能走到现在。NiHard铸造应用程序不仅仅只是Ace Stamping最重要和最有利可图的合同,它还不断提醒着基础车间教育的价值,以及机床就是这样的事实:工具。



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