WUHAN

　　大量生产中存在许多纠缠不清的影响变量。在这种情况下，一种小型成型车刀受到交口称赞，它的出现使许多变量不再成不影响因素。

　　大量生产有其自身规律。因此对于一、二百万件的批量生产，需要在很长的一段时间内始终保持加工的质量标准。首要考虑的是存在多少影响变量。在很多情况下，机床的温度变化可能完全不同，刀具对加工表面的影响无法预测，不同批次的原材料也不可能完全一样等等。每周七天，一年365天，机床的运行状态也是无法控制的。

　　Hani公司（位于瑞士Arch的一家车削零件制造商）的副总裁Urs Steinemann先生说：“对于大多数零件来说，要求我们达到很高质量标准的响应时间很短。”他说：这就要求我们有一个与之相适应的组织机构，并对整体条件进行规划，以满足这类要求。只有这样，才能将这类复杂要求转化成我们企业的机会。

　　Dihawag公司的区域销售经理Christoph Schlaginhaufen强调：作为刀具供应商，我们的工作就是提供能完成此类工作的刀具，并要达到最佳程度，以适应未来的工艺要求，当然我们不允许改变的变量除外。事实上，直到最近才能实现这一目标，例如在多轴车床上使用经过优化的Horn Supermini车刀在大量生产中的应用。自2008年1月起，该公司的管理工作已移交给下一代人。如今，该公司是由Ralph Hani和Urs Steinemann打理的。

　　适用于多种大量生产的机床

　　Hani公司始建于1939年，现有员工120人。该公司曾从事冲压加工，自1971年起，主要从事车削加工业务。此后，这个家族企业的业务蒸蒸日上，每十年生产场地扩大一倍，员工数量也与生产场地的扩大平行增加。

　　Steinemann说，该公司的主要业务是加工直径1-40mm的零件，其中50%以上是汽车零件，30-35%的客户是电器公司，其余是与医疗技术。　
　　

　　通常，汽车工业产品都是长线产品，主要是在Arch工厂，用回转自动线、液压机和多轴车床加工；单轴CNC车床主要用于加工批量在5000-20000件之间的零件，这类产品通常为医疗设备，即完全按机床类型组织生产（图1）。据Steinemann说，除使用单轴CNC机床的CNC车削加工车间外，还有一个普通车床车间和一个使用普通及CNC多轴车床的车间，而液压机床则属于一个独立车间。由于很多零件需要进行表面精加工，公司还设有磨削加工车间，由于90%到95%的零件在加工后需要清洗，因此还设有清洗车间。

图1 Hani公司（车削零件制造商）拥有回转自动线、液压
机、单轴及多轴车床等完成适用于大量生产的多种加工设备

　　优化使内孔车刀工效提高一倍

　　Andrea Esposito是多轴机床车间主管，主要负责日常（每周7天，每天24小时）生产项目。绝大部分汽车工业用车削零件都是在他负责的机床上生产的，其典型零件是调节排气、排油用的控制阀。据Esposito说，该车间的机床包括Tomos MultiDeco 20/6多轴车床，主要用于加工批量在20万件以上到百万件的产品（图2）。与此同时，该车间还负责加工批量在20000件到50000件的短线产品。但无论何种情况，都必须达到要求的表面质量和公差。这类工件材料主要是钢、不锈钢和黄铜。过去两年来，该公司一直用MultiDeco机床加工1.4105不锈钢制固定销。零件内孔直径用Horn Supermini车刀加工到5.65mm。加工时，转速为2700-2800r/min，进给率为每转0.01mm至0.02mm，用多轴车床可每分钟加工6个零件。Esposito说：最初，我们用的是另一家厂商的车刀。同时，试用多种替代方案，以求提高加工的可靠性和达到要求的质量标准。我们在采用Horn片后才确实成功了。

图2 部门主管Andrea Esposito说：批量从20万到百万件的
汽车零部件通常都是用Tornos MultiDeco20/6多轴车床加工

　　据Schlaginhaufen说，该公司一开始是使用Horn标准型车刀进行加工，但出现了很多问题，如长切屑，每一批产品的材料性能都有变化等。他们很快找到一种能断屑的刀具结构，但作用于刀片上的压力很大，易造成刀片断裂。在H形刀具的断屑刃上附加一个副刃便能使临界角稳定下来。如今，新型刀具的切削刃用不着刃磨，也不会断裂。因此，该公司拥有了一种解决了断屑问题的专用刀片，而且可以按要求预置断点，甚至按标准结构设计的专用刀片也是这样。
　　

　　仅在将上述新型刀片投人使用几个月之后，在工件内表面上加工槽时，一种以前从未有过的问题出现了。这可能是不同的材料特性所致。Schlagin-haufen说，在换用质量更好的超氮涂层刀片后，这个问题也解决了（图3）。“由Hom公司开发的这种涂层具有超大型细结构，表面光滑，而且比以前的产品更耐热和耐磨。”

图3 固定销内径用Horn Supermini车刀加工到5.65mm。机床加工效率的提
高是因为采用了这种几何形状经过优化，表面光滑并有新型超氮涂层的刀具

　　Esposito强调：“采用经过优化的Supermini，零件加工量从5000件跃升到12000件。由于在三个月前解决了槽的成形加工问题，一把刀可连续使用二天，而以前每天都有要换刀。加工的表面质量得以大幅度提高。从每日的日常检验来看，规定必须达到的表面粗糙度为Ra0.20μm（图4）。采用以前所用刀片，仅在半天之后，我们便不敢保证达到要求。现在使用Horn刀片，经过随后的光整加工，表面质量可稳定达到Ra0.08μm-0.14μm。在刀具未优化之前，所生产的零件常常需要返工，必须经过附加加工才能完全达到要求的质量标准。如今降低了车后滚压加工的成本，质检费用也随之减少(图5)。”

图4 现在，用Supermini车刀，可加工12000个固定销，精切表面
粗糙度可稳定达到Ra0.08μm-0.14μm，而且刀具使用寿命提高一倍

图5 刀具优化完成后，Urs Steinemann（左）和Christoph Schlaginhaufen
不仅对质量检验证明的良好成果表示满意，而且相应地减少了返工量

　　刀具优化要持续

　　在不同过度阶段，Supermini经过优化可以适用于大量生产。就其复杂程度和不断变化的加工参数来说，在整个优化过程中，几家公司（Hani、Dihawag和Horn）的投入比较大。尽管如此，这个项目仍持续了一年半时间。项目费用支出说明了这类项目对于合作伙伴和如何解决大量生产问题的重要性。

　　Schlaginhaufen强调，就本项目而言，诚信是与Hani公司合作的基础。Steinemann认为：如果我们想有效地工作，我们必须以诚信为本，密切我们与供应商和客户的关系。由于各部门的领导，如Esposito先生，对供应商的优势所在了如指掌，这样就可以在必要的情况下，能够对对客户的要求作出迅速反应。

　　刀具优化是一项持续性的项目。据Schlaginhaufen透露，正在进行的最新项目是让操作员睡个好觉。这方面还存在一些问题。如果多轴车床的12把刀中有10把能可靠运行，这个项目就成功了。这就能使他放心，让他感觉更好。他的责任就是不间断地收集用户的信息和感觉，并将其送给制造商。Horn则汇集这些信息。如果专用刀具不断地标准化，则优化过程就会加快并对其它用户产生积极影响。这不仅仅是刀具本身的事，而且是从事每周7天24小时生产者的毕生事业。我们的用户面临日益严峻的压力，要更快地生产价格更低、更可靠的产品。作为刀具供应商必须正视这种压力，需要不断提供更可靠和更耐用的刀具，要尽可能多地对了解制造过程。在Arch，这种制造过程就是面对全球竞争的大量生产。