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走向成功-肯納金屬公司生產(chǎn)的整體陶瓷立銑刀幫助這家航天航空行業(yè)加工廠滿足關(guān)鍵交期的要求
2016-6-20 來(lái)源：肯納金屬 作者：
這款整體陶瓷立銑刀在手中的感覺(jué)可能象塑料材質(zhì)一樣，但它在 Inconel 材料加工中的切削性能要比硬質(zhì)合金刀具的性能強(qiáng) 20 倍。
許多加工廠注重新型切削刀具的原因是為了縮短加工時(shí)間，延長(zhǎng)刀具壽命，為了改善工件質(zhì)量，或是為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)目標(biāo)。Stellar Precision Components 公司是航天航空行業(yè)的一家二級(jí)供貨商，公司位于賓夕法尼亞州的珍妮特。這家公司注重新型刀具的原因則完全不同。“我們剛得到一份加工一些 Inconel 材質(zhì)工件的訂單，”生產(chǎn)主管 Edward Frieze 說(shuō)到。“我們對(duì)刀具壽命以及這個(gè)加工任務(wù)的盈利情況沒(méi)有任何的顧慮 - 我們唯一的顧慮就是如何在八周內(nèi)交付這批工件。”
打開(kāi)機(jī)遇之門(mén)
四十年以前，Mike Vucish Sr.為一家海軍核設(shè)備零件制造商工作，那時(shí)他看到了一個(gè)開(kāi)展自己業(yè)務(wù)的機(jī)遇。他購(gòu)買(mǎi)了一些設(shè)備，從一個(gè)他教授機(jī)械加工晚間課程的技術(shù)學(xué)校邀請(qǐng)了一些學(xué)生，在 1978 年成立了 Stellar Precision 公司。他在白天繼續(xù)從事自己原有的工作，直到他的公司從蹣跚學(xué)步變?yōu)橛鹨碡S滿；在此期間，他的一些家人也加入進(jìn)來(lái)幫助他。
“剛開(kāi)設(shè)的時(shí)候，我們從這個(gè)地區(qū)的一些大型加工廠接了許多超負(fù)荷的任務(wù)，但后來(lái)就轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)一些核設(shè)施項(xiàng)目的支持，因?yàn)槲腋赣H在這個(gè)領(lǐng)域很有經(jīng)驗(yàn)，”女兒 Lori Albright 這樣說(shuō)到，她現(xiàn)在是 Stellar Precision 的所有人和總裁。“從那時(shí)起，我們成為航天及國(guó)防工業(yè)內(nèi)一些知名承包商的主要供貨商，包括波音公司、洛克希德公司、雷神公司，還有一些核工業(yè)和醫(yī)療行業(yè)的客戶，我們有超過(guò) 70 多名員工，銷(xiāo)售收入將近 1 千萬(wàn)美元。”
Stellar 公司對(duì)其設(shè)備不斷進(jìn)行更新并以此為自豪，公司擁有 Haas Automation 和 Okuma 公司生產(chǎn)的各種高端 CNC 機(jī)床；在加工廠舊機(jī)床逐漸退役情況下，這兩種品牌的機(jī)床數(shù)量平衡正在穩(wěn)步地向 Haas 品牌傾斜。Albright 說(shuō)到，Haas 品牌設(shè)備不僅比國(guó)外制造的同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備價(jià)格便宜，其美國(guó)制造»的身份在 Stellar 許多客戶中也產(chǎn)生了共鳴。“這種策略也讓我們用一種更定期的方式更換我們的設(shè)備，從而讓我們與最新技術(shù)保持同步。”
主要設(shè)備包括一臺(tái) Okuma LB-45 車(chē)床，可對(duì)直徑為 36 英寸，長(zhǎng)度達(dá) 120 英寸（91 mm x 305 cm）的工件進(jìn)行車(chē)削；以及一臺(tái) Haas VF-11 五軸加工中心，其 X 軸行程為 305 cm，工作臺(tái)的裝載量為 4000 磅（1814 公斤）。Stellar 還有幾臺(tái)線切割設(shè)備，十余臺(tái)三軸、四軸、五軸加工中心和車(chē)銑兩用機(jī)床，同時(shí)提供增值服務(wù)，例如無(wú)損測(cè)試、焊接、熱處理、以及特氟龍涂層處理。
更高的需求
Stellar 公司已經(jīng)習(xí)慣于滿足苛刻的加工應(yīng)用需求。最近的項(xiàng)目包括 RAM Block II 反艦導(dǎo)彈，CCtCap 商業(yè)載人飛船，遠(yuǎn)程對(duì)陸攻擊炮彈先進(jìn)火炮系統(tǒng)，阿特拉斯五型運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外體，以及其他設(shè)備的零件加工。但是，這家公司最近的一個(gè)項(xiàng)目卻對(duì)其機(jī)械師的勇氣和公司的管理能力是一場(chǎng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
Frieze 解釋說(shuō)，Stellar 剛剛接到一批 Inconel 625 材質(zhì)原型材料的加工訂單。加工原料的尺寸為 18 英寸寬，3 英尺厚（457 x 457 x 76 mm），單件重量幾乎達(dá)到 300 磅（134 公斤）。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有因這種原料的難加工性而有過(guò)多的困擾，Stellar 公司經(jīng)常對(duì) Inconel 材料、其他鎳基高溫合金材料，鎢鋼、高鎳合金鋼、60 Rc 4340 (300M)，以及工具鋼材料進(jìn)行加工。
公差要求也不是問(wèn)題。Frieze 指出，最近加工的一個(gè)長(zhǎng)度超過(guò) 12 英寸（304 毫米）的鈦材料工件，其輪廓公差要求為 0.005 英寸（0.127 毫米），相當(dāng)于 0.2 英寸左右的工件在加工前的單件成本超過(guò) 5000 美元。滿足 Inconel 材料較為寬松的公差需求并不是問(wèn)題。
問(wèn)題在于原材料的切除量：在精加工完成后，Inconel 板材的重量大幅減少為 30 磅（13.6 公斤），與最初重量相比減少了 90%。Frieze 知道，在使用常規(guī)硬質(zhì)合金刀具情況下，白天的加工時(shí)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)這么大的金屬去除量，更不用說(shuō)在交期非常緊迫的情況下。他需要一個(gè)更好的解決方案。
研討會(huì)上的交談
那年早些時(shí)候，F(xiàn)rieze 和幾位同事曾參加過(guò)一個(gè)研討會(huì)，這個(gè)研討會(huì)由美國(guó)刀具及加工協(xié)會(huì)（NTMA)的一個(gè)地方分會(huì)舉辦，舉辦地點(diǎn)就在位于拉特羅布附近城鎮(zhèn)的肯納金屬技術(shù)中心。他在那里遇到了產(chǎn)品經(jīng)理 Matthieu Guillon，并向他介紹了一款他起初感到懷疑的切削刀具。“它看上去就象個(gè)塑料玩具立銑刀，”他笑道。
這款刀具是肯納金屬公司的四刃和六刃高性能全陶瓷立銑刀產(chǎn)品。刀具采用 SiAlON KYS40 材質(zhì)的陶瓷材料制成，設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)用于鎳基高溫合金材料的粗加工應(yīng)用，該系列立銑刀的加工性能是硬質(zhì)合金刀具的 20 倍。Guillon 說(shuō)，“我們建議初始切削速度為 825 SFM，最高為 3300 SFM（250 - 1000 米/分鐘），初始進(jìn)給率約為 0.001 IPT(0.03 毫米），并根據(jù)刀具直徑和其他條件進(jìn)行設(shè)置。盡管采用更高的切削速度，我們有些客戶還是反饋到，這款刀具的使用壽命比硬質(zhì)合金刀具的使用壽命延長(zhǎng)了 2-3 倍。”
Stellar 并沒(méi)有立即使用這款陶瓷刀具，而是在對(duì)進(jìn)給率和切削速度進(jìn)行快速計(jì)算之后，F(xiàn)rieze 認(rèn)識(shí)到，這款刀具在正確的應(yīng)用中是一款非常高效的產(chǎn)品。幾個(gè)月之后，他們有了這種應(yīng)用需求，就是 Inconel 板的加工任務(wù)。他給 Guillon 打電話說(shuō)，他可能需要之前談?wù)撨^(guò)的那些陶瓷刀具，并想了解最快什么時(shí)間可以得到那些刀具。
疑惑的多馬
Frieze 還是感到懷疑。他之前曾在銑削和車(chē)削加工任務(wù)中測(cè)試過(guò)可轉(zhuǎn)位陶瓷刀具，結(jié)果只是一般。但在目前情況下，他愿意嘗試任何方法，只要能滿足客戶的期限要求。過(guò)了幾天，Guillon 帶著陶瓷立銑刀產(chǎn)品到了，F(xiàn)rieze 嚴(yán)格按照肯納金屬公司推薦的進(jìn)給率和切削速度參數(shù)，心中暗自祈求好運(yùn)，并開(kāi)始了操作過(guò)程。
“我們當(dāng)時(shí)并不確定會(huì)有什么樣的結(jié)果，所以我們開(kāi)始時(shí)使用了測(cè)試用原材料，»他說(shuō)到。»你在使用陶瓷刀具的時(shí)候不使用冷卻液 - 只使用鼓風(fēng)裝置 - 加工廠所有人都聚集在機(jī)床旁邊，說(shuō)，´哇，你看！´那里火花四濺。這是我們之前從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的場(chǎng)景。不到一個(gè)小時(shí)，我們就知道，這款刀具非常高效。”
“這些刀具價(jià)格也不貴，”他說(shuō)。“有一次，Lori 辦公室內(nèi)擺放著大約價(jià)值 2 萬(wàn)美元的立銑刀產(chǎn)品，我們?cè)谀抢飳?duì)這筆投資感到疑惑。但是當(dāng)你計(jì)算了機(jī)床成本以及縮短的加工時(shí)間，我們認(rèn)為，如果選擇這些刀具產(chǎn)品，成本優(yōu)勢(shì)將提高三至四倍。每只立銑刀都可將切削時(shí)間縮短一半，當(dāng)時(shí)間到的時(shí)候，我們就換掉它，不用考慮是否已經(jīng)磨耗。這個(gè)過(guò)程有非常好的預(yù)測(cè)性，因此我們可以采用”無(wú)人值守“加工策略。這可以節(jié)省大量開(kāi)支。”
熱力四射
最精彩的是，Stellar 公司按時(shí)完成了工件加工任務(wù)，廢品率為零，目前正在提交第二份更大的訂單。公司所有人 Lori Albright 對(duì)結(jié)果非常滿意。“這種情形反映了我們業(yè)務(wù)的本質(zhì)。我們要對(duì)客戶的需求做出回應(yīng)，并應(yīng)用目前最先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。這也是肯納金屬在這里受到歡迎的其中一個(gè)原因。我們一同合作，一同面對(duì)挑戰(zhàn)。”
在展望未來(lái)時(shí)，Albright 預(yù)計(jì)公司將會(huì)持續(xù)地增長(zhǎng)。Stellar 目前的廠房設(shè)施已經(jīng)擴(kuò)容六次，她認(rèn)為現(xiàn)在可能是在周邊地區(qū)建立一個(gè)全新廠房的時(shí)機(jī)了。她還期望能夠吸引更多的年輕人進(jìn)入機(jī)械加工領(lǐng)域。»我們?cè)谥苓厧讉€(gè)學(xué)校開(kāi)設(shè)了實(shí)習(xí)生培訓(xùn)項(xiàng)目，其中一個(gè)學(xué)校是我父親曾經(jīng)執(zhí)教過(guò)的，”她說(shuō)到。“我發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常是我們中間的年輕人為我們提供創(chuàng)新的動(dòng)力。按照原有的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，不對(duì)刀具及機(jī)床設(shè)備進(jìn)行投資，也不重視最新技術(shù)，這是人們經(jīng)常的做法。過(guò)去那種大批量，不分晝夜的擋板夾加工方式已成為過(guò)去，只有不斷地改善制造工藝，公司才能成功并持續(xù)成長(zhǎng)。對(duì)我們而言，肯納金屬與我們的成功緊密相連。”
Stellar Precision 公司所有人在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)與生產(chǎn)主管 Ed Frieze 討論刀具產(chǎn)品
Stellar 車(chē)間內(nèi)的各種機(jī)床設(shè)備是公司不斷改善并應(yīng)用最新技術(shù)的體現(xiàn)
在一次早間生產(chǎn)策略探討會(huì)上，Lori Albright 和肯納金屬公司的產(chǎn)品主管 Matthieu Guillon 在一起
Stellar 公司所有人 Lori Albright 認(rèn)為，年輕人才和新鮮創(chuàng)意是公司的兩大寶貴資產(chǎn)
火花四濺。與硬質(zhì)合金立銑刀適用的主軸轉(zhuǎn)速相比，肯納金屬整體陶瓷立銑刀可將主軸轉(zhuǎn)速提高 10 倍，而且還有更長(zhǎng)的刀具使用壽命。
肯納金屬生產(chǎn)的 SiAlON KYS40 四刃和六刃陶瓷立銑刀設(shè)計(jì)用于高生產(chǎn)率和難加工材料的加工應(yīng)用
Kennametal肯納金屬公司作為全球工業(yè)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在過(guò)去超過(guò)七十五年的時(shí)間里一直奮戰(zhàn)在先進(jìn)材料的創(chuàng)新前沿，我們通過(guò)應(yīng)用最先進(jìn)的材料科學(xué)、刀具和高耐磨解決方案，來(lái)幫助客戶提高生產(chǎn)率。我們的客戶遍及航空工業(yè)、筑路與采礦、能源、通用機(jī)械加工和交通等領(lǐng)域，肯納金屬能幫助他們實(shí)現(xiàn)高效的精密制造。我們?cè)谌?0多個(gè)國(guó)家有近12000名員工，他們每一天都在傾盡全力讓我們的客戶保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。肯納金屬在2015財(cái)政年的營(yíng)收超過(guò)26億美金。更多信息請(qǐng)瀏覽www.kennametal.com
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