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重新考慮對加工中心應用的理解

時間:2011-05-26 08:09:27 來源:未知
這個車間與醫療行業客戶保持穩定關系,從而有機會徹底變革其設備。
        
        服務于醫療行業的一項潛在利益就是能獲得可靠的用戶訂貨。在任何經濟環境條件下,人們總是希望壽命更長,生活更健康,自己腿關節更強勁有力。
        美國Mack Tool & Engineering (麥克工具與工程公司)是位于美國印第安納州South Bend的合同制造商,是為醫療和航天工業客戶提供服務的,制造植于人體體內的零部件和航天器燃油控制系統零件。CNC加工是工廠的核心技術,他們具有的專業經驗是從實體毛坯中加工出復雜型面,使客戶不必采用鑄造或鍛壓的手段。
        

        與醫療行業的業務相比,工廠的航天工業訂貨卻不那么穩定。任何一個因素都可能引起需求下降,例如軍事經費縮減,政府管理人員變動,航空公司在蕭條期間可能發生倒閉。即使有業務承接,也是利潤甚微。因為這些行業客戶總是要求價格一降再降。在這種情況下,要獲取收益甚至要比獲得訂單更為艱難。
        
        這種矛盾使他們的訂單選擇處于相當困難的境地。若要更好地為客戶服務而選用另一種設備,又因為預計利潤收益低,無法支付這種設備采購費用而作罷。
        
        對Mack Tool公司來說,醫療行業項目的零件加工幫他們解決了這個難題。更為重要的是,Mack Tool公司目前只有該行業的一個客戶,但是這個客戶的業務量足以在未來數年內使該工廠發展下去。為了繼續改善對該醫療行業客戶的服務工作,工廠已作出決定,逐步增大投資,用從這家企業獲得的利潤收入購置所需設備。這一措施被證明是成功的。醫療器械零件的機加工工藝要求與航天工業的零件相似,因此購置的設備也適用于加工航天零件。工廠生產能力的提高,大大吸引了這兩個行業的客戶;同時,這使工廠改善了裝備條件,以滿足航天工業客戶的價格需求。
        
        工廠如何積極增加投資呢?擴大投資并不是永遠有效。諸如工廠工程副總裁Paul Hartz所介紹的,他曾試圖證明,放棄工廠現有CAD/CAM 系統而購置更昂貴裝置可達到節約成本的目的,但他根本無法預測究竟能節約多少。最終,他仍然購買了新的軟件。用他的話說,采用最強大的技術是“前進的方向”。
        
        他從實踐中獲得經驗。工廠零件加工方式的徹底改變使他從經驗中領悟到技術的價值。 Mack Tool公司曾用廉價設備加工出高精尖零件,用 傾斜旋轉工作臺的立式加工中心生產出復雜銑削曲面與復雜角度零件。Hartz先生很自豪于自己的工廠有能力用這種方法發揮廉價機器的功效。他認為,用昂貴的臥式加工中心是不合算的。為什么要用買四臺立式加工中心的錢去買一臺臥式機床呢?
         這些是未完工的醫療零件,
每個零件將成為外科“試驗”
植入器械,用于估算病人
最終植入器械的尺寸。每
個零件是一套中數個不同
尺寸試驗器械中的一個,
除了實體實驗器械外,該
工場還加工和組裝某些外
科醫生喜歡的可調整試驗
器械。
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        然而工廠已經買了一臺這樣的臥式機床,試想情況會怎樣?
        
        工廠現在已有五臺臥式加工中心,幾乎所有高精尖加工零件都不用原來的機床加工了。 
        
        Hartz先生的思想轉變
        
        想法的改變。Hartz先生說,他曾經相信,設備越多生產能力越大。有些設備的確比其它設備的效率更高,但是從表面來看,似乎一臺臥式機床的功效并不等同于四臺立式機床。
        
        他現在認為,實際上,這一思維方式束縛了生產力的提高。
        
        引進第一臺臥式加工中心后,工廠就考慮如何將把立式加工中心加工的零件轉移到高效的臥式加工中心上。性能良好的臥式加工中心加工零件不僅可縮短加工周期和機床調整時間,還可縮減檢驗、交貨時間和加工流程。
        
        這些特點在有關資料(如技術說明書和獨立料盤)中雖沒有一一列舉,但完全能夠重新設計零件加工工藝方法。
        
        為什么要購買臥式加工中心呢?Hartz先生認為各人對機床價格各有不同認識。工廠絕大多數臥式加工中心是四軸Mazak PFH4800 機床。Hartz先生認為,其中任何一臺機床就目前利率來說,臥式與立式的價差每月大約為2,500美元。這每月2.500美元賬目,工廠可通過一系列收益來彌補。
        
        Hartz先生認為臥式加工中心具有如下優點:
        
        ◆ 每臺機床有兩個料斗
        
        把零件安裝在立式加工中心旋轉工作臺時,通常要停止機床加工。但用臥式加工中心進行加工,在加工一個零件時,操作人員可以調整另一個待加工零件。所以機床擁有更多的切削時間。 
        
        ◆ 更有效利用勞動力
        
        使用臥式加工中心,相同的加工工作所需的機床較少,這意味著只需要較少的操作工人。
         這是工廠的宇航工業相關加
工任務示例,上圖是用鋼材
加工零件的不同階段。

        ◆ 刀庫有更多刀具
        
        Hartz先生介紹說,這個特性尤為重要。每臺Mack Tool加工中心都有120把刀具。醫療器械零件加工的每項工作平均需用35把刀具,宇航工業零件采用的刀具更多。因為臥式加工中心刀庫的刀具數量超過現有任何一臺立式加工中心,所以,單單立式加工中心的刀具能力就可能迫使工廠把一種零件分成多道工序加工。 #p#分頁標題#e#
        
        現在,不僅可在一個加工工藝周期內加工出完整的零件,而且因臥式加工中心刀庫具有備用刀具,所以在刀頭磨鈍或崩裂時還可避免加工中斷。
        
        ◆ 縮短檢驗時間
        
        一般而言,臥式機床的剛性更好,所加工出的零件特性更加準確可靠。采用其它機床,工廠則必須測量檢查和重新加工。這就是今天所謂的較小的“加工容量”。
        
        即使這種情況不存在,合并零件加工工序也可縮短檢驗時間。
        
        過去,工廠在零件轉入下一道工序時往往要進行檢驗,某些受檢特性在零件加工完畢后是不存在的。今天,這種費時的工序中間檢驗已經很少采用了。
        
        ◆ 切削量較大
        
        Mack臥式機床剛性的改善使其能切削得更快、更深,實現大切削量加工。為了擴大優勢,工廠最近購買了一臺50-錐度的臥式機床,用于鋼質零件的大切削量加工。
        
        ◆ 加工周期短
        
        由于減少了機床調整步驟、檢驗工序并實現了高速切削,所以工廠能夠提供更好的響應,可更快地適應市場變化,更好滿足客戶的苛刻交貨要求。
        
        Hartz先生認為,這種快速反應能力對于加工樣機特別重要。在其服務領域,樣機加工是常見的。過去,樣機生產使人頭痛。嚴格來說,任何一臺樣機的加工工藝都是未經驗證的。所以,當工廠把這些零件加工分成4-5道不同工序時,可能會在完成2-3個工序后出現問題。從這點來看,工廠已為這些零件投入了大量資金,而且大半的交貨期已用完。如果下道工序報廢了該零件,不僅浪費了時間,而且所有投資都將化為烏有。
        
        Hartz先生說:“臥式機床刀庫里有120把刀具。我可以迅速決定適當的加工工藝,生產出品質良好的零件。”
         這臺垂直五軸加工中
心可在一個旋轉軸上
提供360度行程,另
一個軸上則為150度。

        激勵與投資哪個更重要?不是選擇其一的問題
        
        Mack Tool公司用所得利潤給雇員發紅包,也投資購買了新設備和軟件,其投資額是相當驚人的。工廠每年營業額約700-800萬美元,但過去三年就購買了400萬美元的新CNC機床。
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        工廠花那么多錢購買新機床,雇員難道不擔心影響其紅利和福利嗎?
        
        Paul Hartz承認,這個問題是始終存在的。對于專注于如何正確加工出所需零件的雇員來說,完全理解購置新設備對公司有多大好處可能是困難的。但是,Hartz先生認為,投資與激勵是不能分離的。 
        
        Mack Tool公司購置的大量現代化設備,可對客戶產生更大的吸引力。工廠有能力滿足客戶需求,這就是優勢。在某些情況下,Mack Tool公司僅僅因購買新機床而增添了額外的工作,有些客戶要求用高端設備加工他們的零件。
        
        總而言之,投資與激勵都是同樣重要的。Hartz說:“我們購置新設備就是為了付給雇員更多紅利”。
        
        三臺機床
        
        Mack Tool的加工零件是復雜的,但是大多不需要全面的五軸加工。對于確實需要五軸加工的零件,該工場使用五軸垂直加工中心,這臺加工中心可以復現臥式加工中心的許多優勢。例如,工場的每臺Mazak Variaxis 630五軸機床均有雙料盤,以及具有120把刀具的刀具庫,可在工作區之外進行設置準備。
        
        該工廠還擁有一臺Mazak Integrex車銑機床,Paul Hartz指出,這三臺基本機床(五軸垂直加工中心,四軸臥式加工中心和多工序組合車床)代表著該工廠將繼續構建的加工平臺。他說,擁有這三種類型機床,工廠可以有效地競爭幾乎所有類型的加工任務。