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      購買新機床往往是為了履行某種特定工件的合同。但是，除了滿足這個目標外，通常還可以看到這對公司的運作會帶來額外的好處。這就是Sterling Engineering在投資了兩臺強有力的立式轉塔車床(VTL)，并帶有兩個對他們來說是很新的選項:動力工藝裝備和高壓冷卻系統之后，他們所發現的 “增值”之處，包括減少設置，簡化工作流程，提高產能，甚至還有更安全的車間。另外，該廠將通過吸取在使用這兩項功能時所學到的經驗教訓，繼續更有效地利用這些機器。

      “盡管我們是為了某種特定的任務而購買這些機器，它們也確實讓我們重新思考，我們在加工其他工件時可以怎樣改進，才可以做到更迅速，設置的次數更少，”總經理Chris Haddad稱，“有了這些新功能，我們現在對以前根本很難做好的工作也有了報價能力。因為能夠在一臺機器上做更多的工作，材料搬運量也減少了，降低了我 們每個零件的制造成本。動力工裝使我們能夠直接加工以前必須搬到另一臺機器上加工的工件細節，從而節省了大量時間和人力;而高壓冷卻系統則提高了材料去除率，因為刀具可以在刀口上逗留時間更長，刀片損壞的概率也降低了。我們十分高興這兩臺立式轉塔車床表現真不錯，改善了我們的整體運作。”

 

 

 

 

 

      Sterling Engineering坐落在康涅狄格州的Barkhamsted，1941年由工具制造商John Lavieri和他的弟弟Daniel成立，原本是一個小型的工具模具廠，就在家的奶制品庫里，幾乎完全就是與一家從事開發海盜式戰機的、當時被稱為 Vought Sikorsky Co. (西科斯基)的公司合作。小廠逐漸發展，其重點從工具制造轉向合同加工。它仍然把西科斯基公司當作大客戶，另外還有普惠、GKN、通用電氣、MB Aerospace以及美國鋁業等。除了主要涉及航空航天之外，Sterling也服務于發電和重工業市場。自3月1日起，該公司是總部設在紐約州灣岸的 Air Industries Group的全資子公司。

      2012年投標了新任務后，Haddad先生和他的同事們仔細研究了設備陣容，認為現在是時候了，應投資于新的立式車床。這將提升他們的能力，簡化加工工藝，并幫助他們生產出其航空客戶所需要的更復雜的幾何形狀。他們開始審查機床及其目前能適用的相應功能——落實了新合同，工藝便要立即升級。“合同一經敲 定，便有新的緊迫感，”Haddad回憶說，“特別是因為它有賴于新機器將提供的新增功能。我們知道應盡快縮小候選機器名單，作出決定，以便開始加工這種零件。”

      幸運的是，這時正好芝加哥舉辦國際制造技術展覽會(IMTS)，有很好的機會仔細考察幾十種立式車床，與其原始設備制造商及分銷商當面交流。在展會期間參 觀了15~20個展位后，Haddad先生終于決定將重點放在三種機器，他的研究表明，它們能夠滿足Sterling的需求。此時，真正的工作開始了。

 

 

 

      展會配備了幾十臺堅固的機床，如數控臥式中心、立式加工中和車削中心，貼著原始設備制造商的標志，包括吉丁斯—劉易斯、DMG MORI、馬扎克、普惠、Gray以及辛辛那提—米拉克龍。Haddad先生發現亞洲來IMTS參展的制造商顯著增加，而且展覽質量很高，他感到很震驚。 在他的設備搜索入圍名單中，一個是在日本，另一個在韓國，第三個在臺灣。基于在芝加哥所看到的介紹，他聯系到這三種產品在美國的分銷商，并考察它們的性能質量，收集其技術規范并詳細詢問具體問題。有一次他有機會訪問一個技術中心，看他正在考慮的機器實際運行的演示，在另一處，他還訪問了一家最終用戶，得到了該機器真實運行的反饋。所有這些他都是被引薦后通過電話聯系辦理的。

 

 

      “我們當然要考慮價格和適用性，但畢竟我們做完這些研究后，真正做決定就很簡單了。”Haddad說，“這就是人機工程學。我們發現，榮田精機機器除了強大和精確外，其設計對操作工十分方便，操縱工件時不會造成腰背拉傷或一些其他傷害。”

      榮田精機有限公司是東臺精機集團的成員，總部設在臺灣高雄市。在美國，其產品由緬因州肯納邦克的CNC Systems Inc.經銷。雖然榮田精機主要生產數控立式車床，它也為航空航天和地面運輸等市場生產立式車削中心、高速鉆削中心、立式磨削中心和完整的生產線，包括機器人。

      CNC Systems的總裁Stephen Arcari協助Sterling作出決定。“我了解了他們想做的事，最后建議他們考慮VL-160CM重型立式車削中心，”他說。

      Arcari先生說，三軸立式轉塔車床的技術規范，包括78.7in的最大擺動和最大切削直徑，49.2in的最大切削高度。該機可處理的工件重達 17600lb，并有一16單元的換刀裝置。“機器整體剛性有賴于其米漢納鑄鐵基座。”他說，“VL-160CM有結實的肋構，在重型加工過程中能減少振 動和熱變形。”

      作出決定，交付機器，售后選項如安裝高壓冷卻系統和初步的培訓于2013年完成，公司準備開始為新訂單加工零件。然后，出于完全超出Sterling控制范圍的原因，合同告吹。

 

     還有一個例子也說明提前進行研究是十分值得的。Haddad先生在投資這些機器之前也曾考慮過有可能會失去訂單，思考怎樣用兩臺立式轉塔車床更高效地完成現有的工作，甚至尋求新的業務。由于有先見之明，機器并沒有閑置。

     在第一臺榮田精機立式轉塔車床安裝了大約半年后，在普惠的前承包商Brian Bidwel加盟Sterling，擔任負責數控編程的制造工程師。事實上，新機器是他吸引到這個位置的原因之一。 “任何機器操作工都想了解最新的技術，我還從來沒干過動力工裝和高壓冷卻這類工作，”他說，“這工作對我非常有吸引力。”

     Bidwell先生到廠時，公司已經開始分配新的工作給這些機器，所以他給自己定下的工作，是盡力學習關于此車床的一切，尤其是這兩個功能怎么樣才能夠得到充分發揮。這兩者的好處是顯而易見的。

     我們很容易想象，立式轉塔車床的主軸允許在進行車削作業的同一臺機器上執行如銑削這樣的程序。“例如，我們有一個排氣罩，需要加工一個鍵槽。”他說，“如果沒有動力刀具，就必須把工件搬到另一臺機器上，并做一系列裝夾，其實就為了這一刀，非常耗時。現在，只是多了一個操作，可以在同一臺機器上進行，不必再做設置。”

     他還指出，加工不規則形狀，例如公司生產的另一種具有卵形內徑零件，用動力工裝可以比用現有可能的方法更快、更容易、更準確。另外還有些意想不到的好處， 包括工人的安全。 “我們正在考慮加工一種大而重的零件，需要在其周圍以一定的角度鉆一系列的孔，” Haddad先生說。 “在我們擁有帶動力工裝的立式轉塔車床之前，我們曾想過把工件懸在工作臺上，在臥式鏜銑床上鉆它們。我們將不得不用套筒主軸，所以刀具的下垂是一個主 要問題。操作工將必須用升降機移動工件以獲取鉆孔的合適位置。而這，僅僅是從安全角度考慮的一大問題。現在，我們能夠把工件安在立式轉塔車床上，非常穩定，我們可以在一臺機器上把所有需要做的事做完。大工件重新定位的次數越少，在該地區的每個人就越安全。”

      這里的高壓冷卻系統是ChipBlaster JV-40，它提供的最大壓力為1500 psi。Bidwell先生說，它的主要優點包括排屑。“我們生產的某些零件家族是有深槽的，其工藝要產生鳥巢型切屑，會很快破壞刀具路徑，”他說。“冷卻系統有助于打散切屑，清理路徑，使我們能夠繼續加工細節。”

      其他優點包括能穿透可能出現在低或中等壓力冷卻液噴霧和工件表面之間的空氣阻隔，這有助于散熱，防止工件和刀具的變形，保持精密的公差，并帶來高質量的表 面粗糙度。冷卻液噴射有助于創建低而穩的溫度環境，有利于刀具留在刀口較長時間并以更快的切削速度作業，刀片出現故障的機會較少。“這確實有助于加工我們 這種大型工件，”他說，“這時計算的是‘每個工件幾個刀片’，而不是如加工小工件時所計算的‘每個刀片幾個工件’。更換它們是昂貴的，所以這些刀片應盡量長壽。”

      Bidwell先生繼續在新立式轉塔車床上做試驗，尤其是動力工裝和高壓冷卻系統所能提供的額外能力，不斷想辦法更高效地加工現有零件，同時也借助這些機器提供的擴展功能及其高科技選項，吸引新的客戶。

      經驗教訓

      當談到動力工裝的特點時，Bidwell先生指出，重要的經驗教訓主要在三個方面:

      用極坐標插補模式(G112)還是用點對點模式進行編程。“我最初嘗試不用極坐標插補編程所有的切削，但發現很難說明清楚發生什么事，”他說。“極坐標插補則容許用較簡單的代碼，更類似于普通三軸銑床編程，這樣我就可以依靠機器控制系統做大部分的工作。我們仍然使用點對點做鉆孔類的作業。”

      如何充分利用有限的刀具能力。“對于孔的去毛刺操作，我把用來加工頂部和底部圓角半徑的兩把刀具改成用一把Heule COFA刀具，”Bidwell先生說。“這可以讓一把刀具精加工該孔的兩側，并節省了轉盤里的空間，”。

      把進料率和速度調回來，因為銑削主軸的轉速低。

      在高壓冷卻劑系統方面:

      它使得陶瓷刀具有較穩定的切削。“定量的冷卻液使在如鉻鎳鐵合金718或海恩斯188這類超級合金里的陶瓷刀片有長一些的刀具壽命，”他說。“我們能夠在旋轉之前在刀口推刀具1~2min。在重載粗加工作業時，這確實是用陶瓷提高了生產力。”

      深槽排屑大大改善。“在某個應用場合，即使刀具是在3in深的溝里時，我也能把切屑搞出來”他解釋說。

      正確調整噴嘴使冷卻液噴在刀刃上十分重要。“否則你只會把它噴得到處都是，”他說。

      Bidwell先生對榮田精機專有的剛性刀具夾緊系統也很喜歡，它有超大的Z軸鑄鋼“撞頭”，裝有騰躍耦合器和T型拉桿，實現了安全可靠、可編程的刀具固定。“我們發現，我們能夠復制老式立式轉塔車床用“固鎖”夾緊刀具所做的重型切削。”他說，“這是非常穩定的。更高的剛性使得振動小，并最終實現較好的表面粗糙度和較長的刀具壽命。”