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切削時間CUTTING TIME

時間:2008-08-18瀏覽:305次收藏

損壞刀具就是打破規則。

盡管這條格言看似與直覺相悖,但卻是提高鈦金屬切除率的成功方法。鈦,和鉻鎳鐵合金以及其它一些特殊材料一樣,被廣泛用于航空和軍事領域。Michael Allawos,加州圣地馬斯市Mikana 制造公司總裁,對此非常了解:“我們公司1985 年創立,主要服務于航空工業領域,”他解釋道。“我們竭力搜尋一種獨一無二的材料,使得那些難以加工的零件從那些難以加工的材料中加工出來。”

在過去的幾年里,航空金屬材料的價格飛漲,使得材料成本在利—損方程式中占有越來越大的比重。為降低成本并保持競爭力,Allawos 發現,Mikana 必須加快生產速度。他必須更快速地切削鈦和鉻鎳鐵合金,這就意味著必須進行改革。

Allawos 知道,機床和加工工藝是唯一的解決方案,他開始尋找一家刀具公司,希望他們能幫助他開創一套新的切削鈦金屬的方法。最終他找到了一家完美的合作伙伴:Hanita 切削刀具的經銷商,加州Thousand Oaks 的JonathanSaada 和他的伙伴們。

“ 這是一個三方的合作!”Jonathan Saada 大聲說道,他指的三方即他的公司,Mikana 和哈斯自動化公司。Saada 提供創新性的刀具,Mikana 則提供測試這些新想法的平臺和專業技術。由于哈斯機床本身的穩定性,以及哈斯維修工程師和哈斯工廠從始至終提供支持,一臺帶有高拉緊力拉桿的哈斯VF-2 成為了測試機床。他們合作創新的結果顛覆了許多難加工材料的切削理論。

Mikana 生產的大部分工件都由硬質鉻鎳鐵合金或鈦制成,傳統方法都采用較低的進給速率加工這些材料。“加工材料的切除率都是以立方英寸每分來測量的,”Allawos解釋道。“這也經常被當成盈利或是虧損的量度。更快的切除速率和更長的刀具壽命意味著更高的產能,況且我們生產的一些工件需要切除大量材料。這些都與減少循環時間有關。”

這些為F-22A 戰斗機生產的鏤空結構零件,在Mikana 的哈斯立式加工中心上經兩步操作,由鈦金屬加工而來。圖片從左起分別顯示了操作的第一步,第二步以及原始鈦材料

那么有多少材料被切除呢? Allawos 舉起了一大塊鈦6-2-2-2-2 和一個當中鏤空的鈦金屬盒。“看到了嗎?”他問道,“這個薄薄的工件就是從這個大家伙加工出來的。正如你所見,這個大家伙的90% 都被切掉了,而且鈦6-2-2-2-2 比其它類型的材料都要堅硬。”但令人難以置信的是切除材料的進給速率是絕大多數機械師無法想象的。大部分的切削都是在每分鐘80 到90 英寸的進給速率下進行的!

用于Boeing 787 的鋁材零件正等待著他們的第三步以及最后一步加工操作。工件頂部的曲面需使用大量的仿形銑3D 加工。 Mikana 并沒有采用小型球面端銑刀和緊密的步距,因為這樣需要大量的加工時間。Mikana 選用了規格稍大的球面端銑刀以及較小的加工步距,然后對零件手工修整,這樣是最有效的做法。

Saada 和Allawos 決定要用實踐的方法來解決進給速率慢的問題。“在我們最開始啟動這個項目的時候,”Saada 說道,“我就向Michael 保證過,在這些刀具證明自身價值之前,他不需要支付任何刀具費用。但我們想知道新刀具的極限所在,所以,我們把它帶給Mikana 的生產經理,然后讓他來弄壞它。每一個試過的新刀具我們都是這樣做的,記錄下結果,然后達到某個更高的進給速率。”

“我鼓勵我的員工們來想出新辦法和新實驗,”Allawos繼續解釋道,“如果我們發現一個好結果,那么節約的成本就能彌補整個過程的花費。我們記錄下所有的事情,而且得到了令人驚奇的結果。我們現在掌握了這項技術,它使得我們使用大大超過切削刀具制造商推薦的切削速度和進給速率來獲得優異的成果

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