与立式加工中心相比,卧式加工中心具有提高主轴正常运行时间、循环时间和产量的潜力。尽管它们的价格更高,但正如 Valley Tool 所经历的那样,它们更高的生产力对于各种规模的商店都意义重大。

MMS-0518-feature-ValleyTool-5.webp

对于 Cayce Washington 来说,两项变革性的变化为他的车间的成功铺平了道路:第一个是转向 CNC 技术,第二个是添加 HMC 设备。

华盛顿先生是位于密西西比州水谷的Valley Tool的所有者和总裁。当他在 1997 年从他的前雇主那里购买了这家公司并重新命名时,这家商店只有手动机器和几台穿孔带编程膝部铣床。认识到计算机数控 (CNC) 的前景后,他于 1998 年购买了他的第一台 CNC 车削中心,并于 1999 年购买了第一台立式加工中心 (VMC)。他立即清楚地知道,车间使用这种设备可以提高多少生产力更快、更简单的编程和更短的循环时间。

之后,Washington 先生继续购买他所描述的入门级 CNC 机床,并且该业务每年继续盈利。然而,这种成功往往要求他投入很长时间才能按时交付工作。

如今,该车间拥有 25 台 CNC 机床,其中 5 台是卧式加工中心 (HMC)。HMC 是该店 35,000 平方英尺设施中最昂贵的设备。可以理解的是,Washington 先生和他的团队在 2010 年启动第一个 HMC 之前考虑了许多问题。在最近访问他的商店时,我们遇到了一些最初的问题,我还了解了公司现在的情况利用该加工平台发挥其优势。

加油站的意外收获

2010 年与加油站某人的一次偶然会面最终导致华盛顿先生认真考虑 HMC。在从德克萨斯州回来的路上,他亲自交付了一份工作以满足他承诺的交货日期,华盛顿先生在路易斯安那州停下来给他的车加油。有人注意到他衬衫上的 Valley Tool 标志并开始交谈。该人曾在一家大型压缩机、鼓风机、真空泵和相关工业设备制造商工作,并表示该公司与其现有的机加工零件供应商存在问题。当华盛顿先生到达他的商店时,该男子已将部分照片通过电子邮件发送给他以供审查。

这项工作包括超过 70 个零件编号,但每个零件的数量只有 500 到 1,000 个。此外,许多零件具有严格的特征、真实位置公差。要在车间现有的 VMC 上进行这项工作,意味着某些零件需要进行多次设置,因此,要实现这些特征到特征的公差将是一项挑战。此外,由于设置众多,整体制作时间会很长。华盛顿先生认为具有双托盘和第四轴运动的 HMC 可以缓解这些问题。

Valley Tool 过去曾与之合作的一位值得信赖的 Single Source Technologies-South 机床销售人员表示,Makino的 HMC 技术可能非常适合这项工作。该商店最终购买了带有 400 毫米托盘和 14,000 转/分主轴的 a51nx 型号,其扭矩为 177 英尺磅,最终在两年内收回成本。然而,在进行购买之前,华盛顿先生和他的团队首先认真考虑了证明其成本的合理性。以下是他们思考的几个问题——可能与其他考虑添加 HMC 的商店可能遇到的问题相似:

1.HMC 会协助和/或改善我店的现有工作吗?

华盛顿先生说,通过运行以前在 VMC 上完成的现有工作,HMC 的优势变得显而易见。该机器的刚性实现了更快的速度和进给,这也有助于减少循环时间。他说,与在 VMC 上运行相比,第一次在 HMC 上运行作业时,周期时间减少 30% 是很常见的。然而,编程、工具和其他领域的改进通常会导致第二次在 HMC 上运行时将周期时间减少 65%。

例如,Valley Tool 获得了需要在短时间内交付的各种零件。为了加快交货速度,该车间在 VMC 上运行了一些更基本的零件,同时在 HMC 上完成了更复杂的零件。然而,在少数情况下,由于减少了设置数量,它最终将其中一些部件转移到 HMC 以提高周期时间和质量(关于从某些基准点的真实位置)。

在为其中一项工作进行了两周的 VMC 编程和夹具设计和制造之后,再加上另外两周的努力来制造好零件,该车间认输并从头开始,仅在 HMC 上运行这项工作。在不到 10 天的时间里,它在 HMC 上运行良好,这在很大程度上归功于将设置从六个减少到两个。此外,循环时间从 45 分钟减少到 18 分钟。

2.充分利用 HMC 需要多少额外费用?

HMC 的成本高于 VMC,并且需要额外的投资才能发挥其潜力。例如,Valley Tool 为每个独立于车间的 HMC 浇筑 24 英寸深的板,以最大程度地降低振动风险。HMC 还要求该车间使用 30 马力的螺杆空气压缩机来增强其压缩空气容量,因为其现有的带有储气罐的标准空气压缩机无法满足增加的空气供应需求。

该商店还投资了模具技术。在某些情况下,需要长工具或长而薄的刀架才能越过墓碑,以防止主轴撞击夹具装置。为了最大限度地减少从刀架伸出的工具产生的振动机会,该车间使用平衡的收缩配合和液压刀架,以提供更高的夹紧力。在某些情况下,Valley Tool 也在考虑使用更高端的刀具,以利用机床更高的刚性来进一步提高速度和进给量。由于 HMC 具有 60 个工位的自动工具更换器 (ATC),因此它可以为多个即将进行的工作加载多个工具。该商店还为长时间运行的工作加载了冗余工具。

Valley Tool 还在其两个 HMC 上使用液压驱动的墓碑夹紧装置。这些特殊的机器专用于特定的工作,液压夹紧简化了操作员的零件装载,并最大限度地减少了工伤的机会。这种工件夹持技术还提供更一致的夹持压力和零件夹持的可重复性。

3.购买 HMC 将如何影响我的员工?

华盛顿先生说,对于以前没有 HMC 经验的程序员和操作员来说,有一个三到六个月的学习曲线。这包括现场培训以及在俄亥俄州 Makino's Mason 总部的一些员工的培训。其中一些学习曲线是重新思考现有 VMC 工作如何以不同方式固定在 HMC 上,以及如何利用 HMC 的第四轴旋转来减少设置和执行轮廓操作。

此外,虽然操作员通常可以看到工具如何与 VMC 上的工件接合,但 HMC 的墓碑或其他固定装置有时会掩盖切割操作。这可能会让一些操作员一开始感到不安,但他们最终会信任这个过程。此外,新程序的离线模拟在这些作业运行之前执行,以帮助防止冲突。

华盛顿先生可能会做不同的一件事,那就是在员工有时间熟悉新的加工平台之前,不要急于让第一个 HMC 生产零件。早期,发生了几次主轴碰撞,导致振动和一些过早更换主轴。

也就是说,HMC 的购买最终有助于提振员工士气。这种类型的投资向员工传达了一个明确的信息,即公司如何致力于长期发展,同时为他们提供优质设备,使他们能够更有效地完成工作。对于机械师来说,在低于标准的机器上设置工作只是为了移除该运行的第一个完成的零件并发现它没有按照规格加工,这可能会非常令人沮丧。

华盛顿先生指出,这通常不会发生在 HMC 上。事实上,整体车间报废率现在不到 0.5%。此外,可以实现高达 85% 的主轴利用率(相比之下,VMC 为 40%),因为操作员可以在机器外部的托盘上设置作业,而另一个作业当前正在另一个托盘上运行。

4.HMC 会帮助我发展业务吗?

当 Valley Tool 在 2010 年购买其第一台 HMC 时,该商店雇佣了 85 名员工,年销售额约为 400 万美元。它现在有五台 HMC(四台 a51nx 机器和一台购买的日立精机使用)和 123 名员工,2017 年的销售额为 750 万美元。

其中一些可以直接归因于 HMC 的添加。该商店不使用外部销售人员。然而,一旦有关其 HMC 如何比 VMC 更快地生产优质零件的消息在其现有客户群中传播开来(部分原因是减少了设置),该商店开始赢得额外的工作。

在某些情况下,已经过渡到新雇主的客户工程师在了解 Valley Tool 的能力后与 Valley Tool 联系,这也带来了新业务。事实上,该商店的客户群已扩大到包括汽车、航空航天、商业制冷、枪支、家具、工业商业设备、消费品、医疗、模具制造和体育用品等多个行业的公司。如果特定行业的业务下降,这种多样化的客户群可以提供平衡。

Tags: none

我有个想法