哈爾濱中天數(shù)控工具有限責任公司
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擠壓是一種金屬切削操作，其中刀具(滾刀)和工件同時轉(zhuǎn)動，得到齒輪齒。一般在專門的齒輪切削設備上執(zhí)行，在使用多軸機床后，此工藝越來越受歡迎。通過合并工藝到一臺機床中，縮短了設置時間，且可以定制機床，滿足各種不同的制造的需求，如轉(zhuǎn)動和切削等。這使齒輪制造商能夠提出標準化工藝的新型創(chuàng)新方式，同時還降低了每件零件的成本。
為找到制造正齒輪和螺旋齒輪的新型和更有效的方式，總部位于威斯康星洲密爾沃基的W.M.Berg公司的Rexnord部門，重新評估了五年前使用的擠壓操作。據(jù)制造工程師Ted Schmidt說，公司在IMTS 2010期間，開始研究多軸刀具?！拔覀儗︺娤?、轉(zhuǎn)動能力及保持滾刀在機床內(nèi)的換刀裝置感興趣?！彼f，“我們還想將設備組裝到當時Rexnord正在進行的精益工藝和設備改善中。”
圖1 W.M.Berg遷移到威斯康星洲密爾沃基的的Rexnord特殊零部件部門，并開始從生產(chǎn)力的角度重新評估其滾到操作
在整個公司推動精益制造，W.M.Berg旨在將設備自動化程度提高一些，提供穩(wěn)定可重復的工藝，并減少傳統(tǒng)機床中滾刀齒輪需要的大量設置。每個零件的成本和機床性能是確定如何適應客戶不斷變化的需求的關鍵因素。
W.M.Berg的車間經(jīng)理Frank Gentile說：“我們在不斷通過專業(yè)化工程方案，推動業(yè)務發(fā)展。我們的客戶不斷退出獨特的齒輪設計和應用，由此我們需要靈活的設備來滿足這些需求，不論我們生產(chǎn)1個還是1000個零件。盡管我們成功地滿足了客戶的高質(zhì)量需求，然而還是應該具有超出客戶預期的能力?！?/p>
圖2 靈活性是W.M.Berg決定選擇多軸機床而不是專用齒輪切削機的一個關鍵因素
公司在研究專用滾刀設備與多軸機床的優(yōu)缺點后，決定從DMG MORI采購NT1000車床和銑削機床?！癢.M.Berg渴望將此技術(shù)應用于生產(chǎn)齒輪，但是安裝到車間后，它給我們帶來了額外的利益。”Schmidt說。
精確零部件家族
1967年，W.M.Berg在紐約長島創(chuàng)辦了家族式企業(yè)，主要從事工程和應用支持。多年來，公司確立了迷你精確機械零部件供應商的定位，包括齒輪、變速箱、鏈齒輪、鏈條、軸承、聯(lián)軸器等。其制造的精確零部件用于各種行業(yè)，包含醫(yī)藥、航空和通信。這些零部件的直徑在1/4——16?in(1?in=0.0254?m)之間，規(guī)模最大達幾千件。
當公司遷移到威斯康星洲，與Rexnord專業(yè)零部件部門組合時，重新評估了滾刀操作。Schmidt說，W.M.Berg開始在伊利諾伊州霍夫曼莊園的DMG MORI工廠試運行NT1000?！皬牡谝惶扉_始，此機床就縮短了設置時間。”他說，“當零件通過試運行后，我們決定購買此機床，并在買來后很短時間內(nèi)，生產(chǎn)出AGMA 10質(zhì)量種類的齒輪?！?/p>
多軸優(yōu)勢
“當W.M.Berg攜其應用來找我們時，我們考慮使用車床平臺和多軸平臺加工零件，”DMG MORI的齒輪業(yè)務生產(chǎn)經(jīng)理Nitin Chaphalkar說。Check Puhuoerka推薦NT1000，因為它提供整合自動化的能力，配備棒料進給和第二旋轉(zhuǎn)主軸?！按藱C床適用于該應用，因為它可以容納70多把刀具和滾刀，能夠加工客戶需要的所有零件。B軸最低可以調(diào)整0.0001°，能夠讓W.M.Berg無縫地從導程角不同的滾刀 1轉(zhuǎn)換到滾刀 2?！?/p>
圖3 多軸加工使公司能夠?qū)⒐に嚇藴驶?，減少其螺旋和正齒輪的制造設置
Schmidt說，選擇多軸機床的決定最終歸結(jié)為靈活性。盡管在專用設備上也能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)齒輪，他覺得NT1000的獨特能力最符合需求?！袄?，如果一個客戶需要將齒輪上孔的數(shù)值改變0.0001?in，則需要在專門的齒輪切削機上使用新型夾持設備。”他說，“在這個機床上，我們可以通過設置一個簡單的程序來執(zhí)行此改變?！?/p>
零件質(zhì)量也是一個因素。NT1000對工件進行滾刀處理，然后打孔，即所有關鍵操作都在一次裝卡中完成，確保得到良好的幾何結(jié)構(gòu)公差。所有加工一次完成，無需更換固定裝置。此外，還降低了工具成本。工具是定做的，但是公司可以使用在售的碳化滾刀取代此滾刀。NT1000中安裝了8個滾刀，共計有76個可用的工作站。Schmidt說：“滾刀的持續(xù)時間比舊式齒輪切削長，且刀具磨光的時間間隔也更長?！?/p>
購買設備的另一個主要因素是自動化能力。Schmidt說：“例如，W.M.Berg不能夠接受在生產(chǎn)工藝期間調(diào)整零部件，就將其放到一個桶中。機床上的傾斜第二主軸讓零件整個出來，無需任何處理?！?/p>
自動化或最小化值守24/7運行機床，實現(xiàn)穩(wěn)定、可重復工藝，幫助公司滿足客戶的超高要求。“如果我們在接近周末的時候收到電話，說他們下周需要某某零件，我們只要在周末開機，就可以滿足客戶需求。”Schmidt說。此機床具有遠程監(jiān)控能力，能夠更加輕松地滿足這些臨時的需求。
遠程監(jiān)控的好處
DMG MORI 的NT1000是W.M.Berg購買的第一臺具有遠程監(jiān)控技術(shù)的機床，但它不是最后一臺。據(jù)高級CNC程序員Jim Reif說：“此機床可以自動化或無人化值守24/7運行，能夠在周末監(jiān)控，確保一切正常，并發(fā)現(xiàn)訂單的特殊之處，是制造復雜零部件很好的工具”，他說。
DMG MORI機床配備了MAPPS控制器，并采用MTConnect適配器，給客戶提供了保持工廠活動的關鍵的即插即用方案。此機床會通過移動電話通知Reif先生更新信息，如主軸過載或機床出現(xiàn)需要立即處理的緊急情況。
在辦公室監(jiān)控NT1000時，可以下載整個機床的加工歷史、循環(huán)時間，并從其臺式機下載報告?！耙郧埃俏艺驹跈C床前面看著它，否則我無法知道情況怎么樣。”他說，“現(xiàn)在，我們真的能夠保持自動化或無人化值守24/7運行，縮短停產(chǎn)時間?！?/p>
下一步是安裝相同的遠程監(jiān)控設備到NLX2500上。Reif認為，任何倒班工廠(夜間和周末)都將從遠程監(jiān)控包中獲益。他說：“得到此系統(tǒng)的那天是個幸運日。我坐在辦公桌前看著電腦，執(zhí)行官拍我的肩膀，并問機床為什么不轉(zhuǎn)了。我也不知道它為什么停了。這真的是防不勝防?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)采用此技術(shù)，而且我有信心，我們不會再遇到此情況?！?/p>
零件的準確度和重復性是另一個重要的優(yōu)勢?！盁o論生產(chǎn)零件是一個月還是六個月，都有可能不符合規(guī)范。你必須調(diào)整孔徑。”Schmidt先生說，“從五年前開始運行機床起，我們?nèi)魏瘟慵臏蚀_度都沒有下降?！?/p>
除了幫助公司更快更有效地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)齒輪外，NT1000在推動改善內(nèi)部質(zhì)量方面也發(fā)揮了重要作用。28個核心業(yè)務工藝令Rexnord業(yè)務系統(tǒng)(RBS)部門引以為傲，這些工藝主要集中在精益制造、六西格瑪和持續(xù)改善上。
“使用專用齒輪切削設備，我們的按時交貨率約為90%。”他說，“現(xiàn)在，使用多軸機床，滿足客戶需求的概率為98%。你可以在任何時間購買靈活、更加有效的加工方案?！?/p>
創(chuàng)造性設計的好處
在公司使用NT1000創(chuàng)建精益滾刀操作后，工程師將之投入使用，帶來額外收益。生產(chǎn)不同零部件的優(yōu)勢幫助公司將產(chǎn)品目錄多樣化。NT1000每天都可以生產(chǎn)種類廣泛的齒輪和聯(lián)軸器。
圖4 NT100適用于客戶多樣化的零件需求，并對精益滾刀工藝做出貢獻，提高按時交貨率
值得一提的是，在機床上生產(chǎn)橫梁聯(lián)軸器。Schmidt覺得生產(chǎn)這樣的零件，需要四臺專用機床或一臺針對該零件的四軸專用機床。此外，他還認為，設計工程師面臨的局限是自己的想象力。
因為以后齒輪和聯(lián)軸器的數(shù)量可能變化，工程師覺得多軸機床比專用設備更適合此工作。“我們可以在一天內(nèi)，從生產(chǎn)齒輪轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)聯(lián)軸器，再轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)需要大量銑削特征的零件。” Schmidt說，“這些復雜的零部件難以制造，我們可以在一臺機床上生產(chǎn)幾種不同尺寸和結(jié)構(gòu)的零件，這是我們的一大優(yōu)勢?！?/p>
在使用DMG MORI加工改善W.M.Berg制造運營的機床規(guī)范和選項后，公司想購買第二臺多軸機床?！盀檫M行齒輪切削，我們購買了NLX2500，而且我們希望使用它來代替NT1000執(zhí)行一些工作。”Schmidt說。
來源：中國刀具商務網(wǎng)
