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机床制造商与刀具制造商携手合作

时间:2007-8-21 8:00:02 阅读数：人次文字选择：

   摘要：世界各地的汽车供应商仔细地计算着零件成本。为了能满足世界上这一部分客户的要求，机床制造商和刀具制造商必须紧密合作。

    德国机床制造商向世界各国出口的业绩应包括以项目为纽带与从事工艺技术的公司合作共事的成果。在这方面，与刀具制造商的合作可以排在第一位。双方共同的目标是在所配置的机床框架内选择或开发针对零件的加工刀具，实现零件加工的最优化。

    本文介绍的Emag集团向一家澳大利亚制造商提供三条汽车刹车盘生产线的大项目，可作为机床制造商与刀具制造商合作的典范。刹车盘的材料为铸铁GG25。SecoTools公司由于在CBN刀具的应用上超过其它供应商而被选为刀具合作伙伴，这一项目是双方合作完成的。该项目成功地采用了Emag公司10台VSC450主轴倒置式数控立车，并为全部16根主轴配备了CBN刀具。从2004年8月接受订货到2005年4月在澳大利亚交货，只花了8个月时间。

    该项目的难点体现以下4个方面：

    （1）要求采用CBN刀具。这需要制造商和客户对加工效率、可靠性、刀具的耐磨性和工件材料有全面的认识。

    （2）对设备的要求非常高，包括工艺的安排、自动化及刀具寿命。

    （3）这三条新的生产线应与客户现有的加工环境和理念相互兼容，因此首先要求刀具有很好的通用性。

    （4）加工精度高：刹车盘厚度的偏差为4mm，圆度和平面度为20mm，并要求较高的尺寸一致性。

    为了达到以上要求，Emag公司必须及早提出工艺路线，并根据VSC450机床工作空间可变的特点，在竞标阶段就与有关合作伙伴保持接触，落实一些关键技术并分析对产品成本的影响，例如：零件如何装夹以保持加工的稳定性，刀具如何分布，应采用什么样的加工策略以及是否需要专用刀具，等等；全部加工工艺及柔性程度还取决于客户是否要求24小时运转。

    双方在专业上的共识和工作中的默契SecoTools的项目工程师 KarstenSchmoldt全程参与了这个项目，他对与机床制造商合作的感受是：机床制造商与刀具制造商应加强在新项目中的合作，为新的生产线配备刀具可更好地发挥刀具制造商的作用。他认为，要改造一个已有的工艺或半途参与项目的合作，需要付出的代价更大。

    由于采用CBN刀具加工铸铁必须各方面形成共识，在讨论中有专业背景才会有共同语言，这也包括对项目有决策权的客户。

    在项目实施过程中，SecoTools公司在世界范围建立的服务网络及分公司起到了不小的作用。生产线投产时，现场除了Emag公司的人员外，还有SecoTools公司在澳大利亚的雇员承担现场服务；他们在生产线运行一年多以后仍保持关于运行情况的信息反馈。

    Emag公司的CNC工程师JoergSchreib认为，合作中的默契对于搞好项目也是非常重要的。一方面该项目中确有一些问题需要共同解决，如内孔镗刀的刚性、刀具识别的方案等。另一方面，由于该项目交货期短，因此对出现的问题必须尽快解决。如一旦现场刀具有问题，SecoTools公司接到电话后，在多数情况下会将经改进的刀具连夜赶制出来并马上送到现场，反映出该公司员工的高素质和管理的灵活性，使双方的合作非常愉快。

   共同为采用CBN刀具创造条件

    目前刹车盘的制造加工90%以上采用陶瓷刀具而不是 CBN刀具，主要原因是使用CBN刀具的经济性在很大程度上取决于工件材料的均匀性。对于本项目的GG25铸铁，其铸造质量标准允许在很大范围内波动，使用CBN刀具有一定风险。为此，澳大利亚的客户花了三年时间解决了工件材料铸造质量不均匀的问题，为CBN刀具的应用创造了前提条件。

    与陶瓷刀具相比，CBN刀具的耐用度更长、切削速度更高、节拍时间更短；陶瓷刀具的切削速度为1200m/min，而CBN刀具为4000m/min；陶瓷刀具的耐用度为150件，而CBN刀具为1500 件。CBN刀具的成本是陶瓷刀具的5～10倍，但采用了正方形整体CBN可转位刀片，每个刀片可使用8个切削刃，提高了CBN刀具的经济性。

    为了能在粗加工有黑皮工件时保持合理的切削用量（切削速度1500m/min），对机床的结构提出了稳定性要求。由于高速切削时飞出的切屑会损伤机床零件，还要求采取防磨损措施。

    需要开发专用刀具（片）

    由于标准刀具（片）不能满足本项目的要求， SecoTools公司开发了专用刀具（片）。首先，为了加工刹车盘的一个端面尺寸，必须车削背面的一个功能平面。由于工件处于夹紧状态，只能用一把较细的刀杆从筋板中间的孔伸进去加工，考虑到夹紧部位的长度较短、夹紧力较小、易振动等因素，必须开发专用刀具。

    同时，SecoTools公司还对夹紧CBN刀片的标准钩形压板进行了修改，并且开发了尺寸较小的CBN刀片，还优化了刃口的钝化处理；在精加工刀片上还设计了用于导屑的台阶。

    其次，客户提出了对刀具编码的兼容要求，必须对每台机床上刀具的位置作出相应的编码。前面提到的10台机床上共有16根主轴，每根主轴有12把刀具的位置。在现有的生产线上，通过在Capto刀柄上的分度销孔来进行编码（图5），防止了刀具的错用。现有的生产线只加工一种刹车盘，而新的生产线需要加工30种，SecoTools公司必须保证在每种刹车盘配刀不同的情况下不会装错刀具。

    取得三赢的结果

    这个项目使客户、刀具制造商和机床制造商都得到不小收获。当然，收获最大的是澳大利亚这家刹车盘制造商，这是一家在世界市场生产刹车盘的领头企业，并已在中国市场上取得了较好业绩。他们认为，要想在澳大利亚制造刹车盘并销往低工资国家，就必须具备一个稳定可靠、低成本的制造工艺。新的生产线的设备利用率达到98%，有效使用度达到85%，这在组合机床流水线上是难以达到的。最终的结果实现了他们当初立项时的期望。

    通过该项目，SecoTools公司开发了新产品，增加了刀具品种，开拓了应用市场，为该项目配置的260把CBN刀具及Capto刀柄成为一个很好的样板。

    Emag公司的产品和技术负责人RolfStubenvoll这样总结该项目：为了能成为国际上著名的机床制造商，越来越需要对特定的产品具有广泛的专业知识，因此Emag公司内部现在已按产品类别组织起来。例如，有一个专业部门具有加工直径达400mm盘类零件的知识，刹车盘是其中一个典型零件，凭借多功能的VSC车削中心，该部门具有丰富的机床资源，可对加工方案进行优化设计。除了技术能力，组织工作也要跟上，要求参与者能够协同工作。由于这个项目使客户获利，2006年初双方已在商谈一条新生产线的订货。

信息来源：互联网

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