1985年,Heanue先生創(chuàng)建了HTT公司,他當時的想法是:新一代的數(shù)控縱切車床,可以超越大部分電子行業(yè)所使用的凸輪操作式標準機型。開始時,他租用了一個1000ft2(1ft2=0.093m2)的車間,購置了兩臺機床:一臺是來自Marubeni Citizen-Cincom公司(丸紅株式會社西鐵城Cincom)的G16型兩軸瑞士式機床,另一臺是用于二次加工操作的TC-211型立式加工中心,該機床上配有一套4軸Haas分度器,由Brother兄弟公司提供。正如他所期望的那樣,事實證明,瑞士式機床要比以前不太靈活的凸輪操作式機床具有更大的競爭力。
一個新興的加工車間
今天,這個擁有24名員工的加工車間是其第四家金屬加工廠,設立在Watertown,占地面積15000ft2。HTT公司內(nèi)的混合設備仍然能反映出其最初的工作重點,即具有雙重專業(yè)特色的瑞士式車削加工和4軸銑削加工。事實上,HTT公司自創(chuàng)建以來,平均每年至少購置一臺機床?,F(xiàn)在,該車間的大部分客戶來自醫(yī)療行業(yè),他們需求的更進變化促進了設備的升級更新,而不是他們希望擁有最新、最先進的加工技術(shù),Heanue先生說。然而,正如許多制造商都可以證明的那樣,這些需求變化往往涉及到日益復雜的幾何形狀。為了保持競爭能力,需要更嚴格的公差尺寸以及更嚴格和更堅硬的材料。而且要其比以往任何時候更快地提供成品零件。
這個骨骼固定螺釘是HTT公司采用最新型瑞士式機床,通過一次性裝卡調(diào)試加工而成的,螺釘后端面上的沉孔需要鉆孔和鏜孔,以及用公差精度為0.0005in的六角形拉刀,將這個沉孔加工成六角形的形狀
圖1所示的鈦合金骨骼固定螺絲,這個零件的生產(chǎn)是從車削加工開始的:首先加工螺釘?shù)募舛瞬糠?,為銑削加工同一位置的凹口做好準備。然后,在棒料上車削螺紋。在車削加工操作后,其后端形成了一個球形,然后將該零件夾持在副軸上,并使其與棒料分離。最后,采用鉆孔、鏜孔和拉削操作在后端面上加工出一個六角形的沉孔。該車間生產(chǎn)7種不同長度的螺釘,每種螺釘?shù)漠a(chǎn)量約80個。
在不久之前,HTT公司沒有想到能有機會承接這類零件的加工業(yè)務。然而今天,該車間可以在一臺西鐵城Citizen-Cincom公司的L20型機床上,通過一次性裝卡調(diào)試,來完成這些加工操作,這是一臺加工范圍20mm 7軸瑞士式加工機床。每個螺釘?shù)募庸ぶ芷跒?50s。
發(fā)展過程中走過的里程碑
HTT公司的設備代表了瑞士式機床技術(shù)幾十年的發(fā)展歷程。雖然不同的車間以不同的方式加工生產(chǎn),但到目前為止,Heanue先生和Pelletier先生所列舉的某些進展事實,可看作是該公司發(fā)展進程中的幾個主要轉(zhuǎn)折點。
●附加軸和刀具。HTT公司第一次采用的副軸是“革命性”的創(chuàng)新發(fā)展,因為它具有背面鉆孔和車削加工的能力,零件切斷后無需打毛刺,Heanue先生說。后來又增加了活動刀具工位,能夠鉆削加工十字交叉孔,與副軸聯(lián)合工作時,可執(zhí)行背面加工操作。但是,凡是要求在各端面上進行偏心加工的任何零件或超越最簡單銑削加工范圍的任何工件,仍然需要傳送到另一臺機床上進行加工。
●速度更快、功能更強大的數(shù)控系統(tǒng)。除了進行以上所述的C軸插補類復雜運動外,最新的數(shù)控系統(tǒng)還能夠比以前速度快得多,簡便地處理代碼。為了說明其為什么對HTT公司這樣的車間十分重要,Pelletier先生列舉了一個例子:該零件需要通過主軸,在軸肩與未加工棒料的凸出部分之間的狹窄區(qū)域內(nèi)加工外徑螺紋。為了正確地加工這些螺紋,其刀具需要以適當?shù)乃俣群瓦M給率,立即直接進入到軸肩的后面。“如果數(shù)控系統(tǒng)工作的速度比較緩慢,你將會得到一個不完整或不正確的螺紋,因為你的參數(shù)是不正確的,除非你的三條螺紋同時進入加工。”他解釋說,“然后,當你停下來時,可能就可以在你完工前將其拉出。”
●改進了上料方式。HTT公司的第一臺瑞士式機床采用重力式棒料進給方式。這些勞動力密集型進給裝置,采用了一套電纜和重力系統(tǒng),將一根12ft(1ft=0.3048m)長的棒料送入到加工機床之中。最后,重力進料模式讓位給了液體動力棒料進給裝置,該裝置將棒料全部密封于潤滑油之中,通過定心和潤滑,由推桿將其推入到機床之中進行加工。雖然這消除了重力進料模式常見的振動并解決了相關(guān)的精度和磨損問題,但這些系統(tǒng)仍需要采用手工方式一次一次地將棒料裝載到機床上。相反,最近安裝于該車間更先進機床上的液壓箱式進料裝置,實現(xiàn)了棒材的自動化上料。
●高壓冷卻液。促進HTT公司生產(chǎn)率明顯提高的最重要推動力之一,也是最新出現(xiàn)的技術(shù)之一,高壓冷卻液。與淹沒式冷卻液相比,壓力高達2000psi(1psi=6.895Pa)的切削液,可直接針對目標噴射,大大提高了潤滑性、排屑功能和刀具的使用壽命。
HTT公司不只是將高壓冷卻液的優(yōu)點歸功于一臺液壓泵。因為通過刀具和刀柄的冷卻液,確保了液體對切削點的直接影響。而且,也不像以前的機型那樣,車間內(nèi)的L20型、A32型和其他較新的機床都配有全密封外罩。再加上由機床制造商配置的Cool Blaster噴霧控制系統(tǒng),均可防止高壓冷卻液產(chǎn)生的霧氣彌漫到車間之中。
●刀具和附件。HTT公司的一個重大轉(zhuǎn)變是:其以前使用的刀具有一個主要的缺點,即必須在車間內(nèi)以適當?shù)慕嵌冗M行研磨。更換使用鑲刀片很昂貴, Heanue先生說,“我們的供應商可以在第二天早上9:30,提供我們所需的一切東西。”他解釋說,“但情況并非總是如此。”作為一個附加的優(yōu)點,鑲刀片刀具常用的涂層,對加工鈦金屬和其他難以加工的材料提供很大的幫助。
同樣,適用于瑞士式機床使用的鑲刀片供應量也在不斷增加,圍繞各種刀具附件的整個二級市場有了很大的發(fā)展。比如提供能夠使更多活動刀具適合于一個工位的附件,適合于拉削加工和攻螺紋操作類的附件,該車間通常將這兩種工藝使用于醫(yī)療行業(yè)的工件加工。多年來,這樣的附件,為瑞士式機床加工部門生產(chǎn)零件時減少二次加工操作,作出了重大的貢獻。
一個成熟的生產(chǎn)程序
在一定程度上,上述的所有發(fā)展,對該車間生產(chǎn)加工骨骼固定螺釘類零件起到了很大的作用。Pelletier先生還指出,沒有L20型機床精密的C軸分度能力,要想達到所需的螺距-進給比將是不可能的。“我們也可以使用放電加工機床,但其費用相當昂貴。”
前進道路上的經(jīng)驗教訓
如果沒有正確的加工技術(shù),HTT公司永遠也不會取得成功,但Heanue先生說還有另一個更重要的因素,那就是人。這聽起來好像是陳詞濫調(diào),但在這種情況下,Heanue先生堅持認為,具有特定原則的管理理念,在大多數(shù)情況下,可幫助HTT公司的工作人員,確保他們的高生產(chǎn)效率和良好的精神狀態(tài)。
對于HTT公司來說,未來的航程將毫無疑問地面臨著新的挑戰(zhàn)。但是,如果過去的只是一種表象,那么繼續(xù)發(fā)展瑞士式機床加工技術(shù)和以人為本的管理理念,將毫無疑問地證明,它將以更大的精力,使該車間保持不斷地向前發(fā)展。