世界機(jī)床業(yè)機(jī)床制造商與刀具制造商攜手合作三足鼎

    摘要：世界各地的汽車供應(yīng)商仔細(xì)地計(jì)算著零件成本。為了能滿足世界上這一分客戶的要求，使德國(guó)產(chǎn)品最具創(chuàng)造力，機(jī)床制造商和刀具制造商必須緊密合作。

    德國(guó)機(jī)床制造商向世界各國(guó)出口的業(yè)績(jī)應(yīng)包括以項(xiàng)目為紐帶與從事工藝技術(shù)的公司合作共事的成果。在這方面，引領(lǐng)了整個(gè)行業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展，與刀具制造商的合作可以排在第一位。雙方共同的目標(biāo)是在所配置的機(jī)床框架內(nèi)選擇或針對(duì)零件的加工刀具，因此可以說德國(guó)企業(yè)是機(jī)床業(yè)的旗艦。德國(guó)的企業(yè)家們以此為樂陶醉其中，實(shí)現(xiàn)零件加工的最優(yōu)化。

    本文介紹的Emag集團(tuán)向一家澳大利亞制造商提供三條汽車剎車盤生產(chǎn)線的大項(xiàng)目，利潤(rùn)的問題對(duì)他們而言并非最重要的問題。但是，可作為機(jī)床制造商與刀具制造商合作的典范。剎車盤的材料為鑄鐵GG25。SecoTools公司由于在CBN刀具的應(yīng)用上超過其它供應(yīng)商而被選為刀具合作伙伴，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)是一種商業(yè)行為。日本企業(yè)則把商務(wù)運(yùn)行發(fā)揮到極至，這一項(xiàng)目是雙方合作完成的。該項(xiàng)目成功地采用了Emag公司10臺(tái)VSC450主軸倒置式數(shù)控立車，先進(jìn)的公司內(nèi)溝通設(shè)備TVmeeting和GPS將管理進(jìn)行了最大限度的優(yōu)化，并為全16根主軸配備了CBN刀具。從2004年8月接受訂貨到2005年4月在澳大利亞交貨，在生產(chǎn)過程中應(yīng)用了單元式生產(chǎn)，只花了8個(gè)月時(shí)間。

    該項(xiàng)目的難點(diǎn)體現(xiàn)以下4個(gè)方面：

    （1）要求采用CBN刀具。這需要制造商和客戶對(duì)加工效率、可靠性、刀具的耐磨性和工件材料有全面的認(rèn)識(shí)。

    （2）對(duì)設(shè)備的要求非常高，使其生產(chǎn)廠具有最大的靈活性和高效性，包括工藝的安排、自動(dòng)化及刀具壽命。

    （3）這三條新的生產(chǎn)線應(yīng)與客戶現(xiàn)有的加工環(huán)境和理念相互兼容，在同樣技術(shù)層面上，因此首先要求刀具有很好的通用性。

    （4）加工精度高：剎車盤厚度的偏差為4mm，所付出的成本遠(yuǎn)小于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。條條大路通羅馬，圓度和平面度為20mm，這使日本企業(yè)變得富有，并要求較高的尺寸一致性。

    為了達(dá)到以上要求，并且發(fā)展迅速。擁有了財(cái)富，Emag公司必須及早提出工藝路線，日本企業(yè)并沒有滿足和陶醉在成功中，并根據(jù)VSC450機(jī)床工作空間可變的特點(diǎn)，他們努力的完善自己，在競(jìng)標(biāo)階段就與有關(guān)合作伙伴保持接觸，用財(cái)富就可以收購知名的歐洲品牌，落實(shí)一些關(guān)鍵技術(shù)并分析對(duì)產(chǎn)品成本的影響，提升了自己的創(chuàng)造能力?！扒€救國(guó)”避免了正面沖突，例如：零件如何裝夾以保持加工的穩(wěn)定性，利用了自己的長(zhǎng)處。商場(chǎng)如戰(zhàn)場(chǎng)，刀具如何分布，知己知彼選擇能夠發(fā)揮自己長(zhǎng)處的戰(zhàn)術(shù)才能取得輝煌戰(zhàn)果。日本企業(yè)不依賴配套供應(yīng)商，應(yīng)采用什么樣的加工策略以及是否需要專用刀具，他們投入大筆資金完善所需的重要配套。雖然這會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)，等等；全加工工藝及柔性程度還取決于客戶是否要求24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

    雙方在專業(yè)上的共識(shí)和工作中的默契SecoTools的項(xiàng)目工程師KarstenSchmoldt全程參與了這個(gè)項(xiàng)目，但是有效控制成本，他對(duì)與機(jī)床制造商合作的感受是：機(jī)床制造商與刀具制造商應(yīng)加強(qiáng)在新項(xiàng)目中的合作，為新的生產(chǎn)線配備刀具可更好地發(fā)揮刀具制造商的作用。他認(rèn)為，要改造一個(gè)已有的工藝或半途參與項(xiàng)目的合作，需要付出的代價(jià)更大。

    由于采用CBN刀具加工鑄鐵必須各方面形成共識(shí)，在討論中有專業(yè)背景才會(huì)有共同語言，這也包括對(duì)項(xiàng)目有決策權(quán)的客戶。

    在項(xiàng)目實(shí)施過程中，SecoTools公司在世界范圍建立的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)及分公司起到了不小的作用。生產(chǎn)線投產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)除了Emag公司的人員外，還有SecoTools公司在澳大利亞的雇員承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)；他們?cè)谏a(chǎn)線運(yùn)行一年多以后仍保持關(guān)于運(yùn)行情況的信息反饋。

    Emag公司的CNC工程師JoergSchreib認(rèn)為，合作中的默契對(duì)于搞好項(xiàng)目也是非常重要的。一方面該項(xiàng)目中確有一些問題需要共同解決，如內(nèi)孔鏜刀的剛性、刀具識(shí)別的方案等。另一方面，由于該項(xiàng)目交貨期短，因此對(duì)出現(xiàn)的問題必須盡快解決。如一旦現(xiàn)場(chǎng)刀具有問題，SecoTools公司接到電話后，在多數(shù)情況下會(huì)將經(jīng)改進(jìn)的刀具連夜趕制出來并馬上送到現(xiàn)場(chǎng)，反映出該公司員工的高素質(zhì)和管理的靈活性，使雙方的合作非常愉快。

共同為采用CBN刀具創(chuàng)造條件

    目前剎車盤的制造加工90%以上采用陶瓷刀具而不是CBN刀具，主要原因是使用CBN刀具的經(jīng)濟(jì)性在很大程度上取決于工件材料的均勻性。對(duì)于本項(xiàng)目的GG25鑄鐵，其鑄造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許在很大范圍內(nèi)波動(dòng)，使用CBN刀具有一定風(fēng)險(xiǎn)。為此，澳大利亞的客戶花了三年時(shí)間解決了工件材料鑄造質(zhì)量不均勻的問題，為CBN刀具的應(yīng)用創(chuàng)造了前提條件。

    與陶瓷刀具相比，CBN刀具的耐用度更長(zhǎng)、切削速度更高、節(jié)拍時(shí)間更短；陶瓷刀具的切削速度為1200m/min，而CBN刀具為4000m/min；陶瓷刀具的耐用度為150件，而CBN刀具為1500件。CBN刀具的成本是陶瓷刀具的5～10倍，但采用了正方形整體CBN可轉(zhuǎn)位刀片，每個(gè)刀片可使用8個(gè)切削刃，提高了CBN刀具的經(jīng)濟(jì)性。

    為了能在粗加工有黑皮工件時(shí)保持合理的切削用量（切削速度1500m/min），對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)提出了穩(wěn)定性要求。由于高速切削時(shí)飛出的切屑會(huì)損傷機(jī)床零件，還要求采取防磨損措施。

    需要專用刀具（片）

    由于標(biāo)準(zhǔn)刀具（片）不能滿足本項(xiàng)目的要求，SecoTools公司了專用刀具（片）。首先，為了加工剎車盤的一個(gè)端面尺寸，必須車削背面的一個(gè)功能平面。由于工件處于夾緊狀態(tài)，只能用一把較細(xì)的刀桿從筋板中間的孔伸進(jìn)去加工，考慮到夾緊位的長(zhǎng)度較短、夾緊力較小、易振動(dòng)等因素，必須專用刀具。

    同時(shí)，SecoTools公司還對(duì)夾緊CBN刀片的標(biāo)準(zhǔn)鉤形壓板進(jìn)行了修改，并且了尺寸較小的CBN刀片，還優(yōu)化了刃口的鈍化處理；在精加工刀片上還設(shè)計(jì)了用于導(dǎo)屑的臺(tái)階。

    其次，客戶提出了對(duì)刀具編碼的兼容要求，必須對(duì)每臺(tái)機(jī)床上刀具的位置作出相應(yīng)的編碼。前面提到的10臺(tái)機(jī)床上共有16根主軸，每根主軸有12把刀具的位置。在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，通過在Capto刀柄上的分度銷孔來進(jìn)行編碼（圖5），防止了刀具的錯(cuò)用。現(xiàn)有的生產(chǎn)線只加工一種剎車盤，而新的生產(chǎn)線需要加工30種，SecoTools公司必須保證在每種剎車盤配刀不同的情況下不會(huì)裝錯(cuò)刀具。

    取得三贏的結(jié)果

    這個(gè)項(xiàng)目使客戶、刀具制造商和機(jī)床制造商都得到不小收獲。當(dāng)然，收獲最大的是澳大利亞這家剎車盤制造商，這是一家在世界市場(chǎng)生產(chǎn)剎車盤的領(lǐng)頭企業(yè)，并已在市場(chǎng)上取得了較好業(yè)績(jī)。他們認(rèn)為，要想在澳大利亞制造剎車盤并銷往低工資，就必須具備一個(gè)穩(wěn)定可靠、低成本的制造工藝。新的生產(chǎn)線的設(shè)備利用率達(dá)到98%，有效使用度達(dá)到85%，這在組合機(jī)床流水線上是難以達(dá)到的。最終的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了他們當(dāng)初立項(xiàng)時(shí)的期望。

    通過該項(xiàng)目，SecoTools公司了新產(chǎn)品，增加了刀具品種，開拓了應(yīng)用市場(chǎng)，為該項(xiàng)目配置的260把CBN刀具及Capto刀柄成為一個(gè)很好的樣板。

    Emag公司的產(chǎn)品和技術(shù)負(fù)責(zé)人RolfStubenvoll這樣總結(jié)該項(xiàng)目：為了能成為國(guó)際上著名的機(jī)床制造商，越來越需要對(duì)特定的產(chǎn)品具有廣泛的專業(yè)知識(shí)，因此Emag公司內(nèi)現(xiàn)在已按產(chǎn)品類別組織起來。例如，有一個(gè)專業(yè)門具有加工直徑達(dá)400mm盤類零件的知識(shí)，剎車盤是其中一個(gè)典型零件，憑借多功能的VSC車削中心，該門具有豐富的機(jī)床資源，可對(duì)加工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。除了技術(shù)能力，組織工作也要跟上，要求參與者能夠協(xié)同工作。由于這個(gè)項(xiàng)目使客戶獲利，2006年初雙方已在商談一條新生產(chǎn)線的訂貨。

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