摘要：世界各地的汽車供應(yīng)商仔細(xì)地計算著零件成本。為了能滿足世界上這一部分客戶的要求，機(jī)床制造商和刀具制造商必須緊密合作。
                     
    德國機(jī)床制造商向世界各國出口的業(yè)績應(yīng)包括以項(xiàng)目為紐帶與從事工藝技術(shù)的公司合作共事的成果。在這方面，與刀具制造商的合作可以排在第一位。雙方共同的目標(biāo)是在所配置的機(jī)床框架內(nèi)選擇或開發(fā)針對零件的加工刀具，實(shí)現(xiàn)零件加工的最優(yōu)化。
                     
    本文介紹的Emag集團(tuán)向一家澳大利亞制造商提供三條汽車剎車盤生產(chǎn)線的大項(xiàng)目，可作為機(jī)床制造商與刀具制造商合作的典范。剎車盤的材料為鑄鐵GG25。Seco Tools公司由于在CBN刀具的應(yīng)用上超過其它供應(yīng)商而被選為刀具合作伙伴，這一項(xiàng)目是雙方合作完成的。該項(xiàng)目成功地采用了Emag公司10臺VSC450主軸倒置式數(shù)控立車，并為全部16根主軸配備了CBN刀具。從2004年8月接受訂貨到2005年4月在澳大利亞交貨，只花了8個月時間。

    該項(xiàng)目的難點(diǎn)體現(xiàn)以下4個方面：
    （1）要求采用CBN刀具。這需要制造商和客戶對加工效率、可靠性、刀具的耐磨性和工件材料有全面的認(rèn)識。
    （2）對設(shè)備的要求非常高，包括工藝的安排、自動化及刀具壽命。
    （3）這三條新的生產(chǎn)線應(yīng)與客戶現(xiàn)有的加工環(huán)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：剎車盤厚度的偏差為4mm，圓度和平面度為20mm，并要求較高的尺寸一致性。
                     
     為了達(dá)到以上要求，Emag公司必須及早提出工藝路線，并根據(jù)VSC450機(jī)床工作空間可變的特點(diǎn)，在競標(biāo)階段就與有關(guān)合作伙伴保持接觸，落實(shí)一些關(guān)鍵技術(shù)并分析對產(chǎn)品成本的影響，例如：零件如何裝夾以保持加工的穩(wěn)定性，刀具如何分布，應(yīng)采用什么樣的加工策略以及是否需要專用刀具，等等；全部加工工藝及柔性程度還取決于客戶是否要求24小時運(yùn)轉(zhuǎn)。

    雙方在專業(yè)上的共識和工作中的默契Seco Tools的項(xiàng)目工程師Karsten Schmoldt全程參與了這個項(xiàng)目，他對與機(jī)床制造商合作的感受是：機(jī)床制造商與刀具制造商應(yīng)加強(qiáng)在新項(xiàng)目中的合作，為新的生產(chǎn)線配備刀具可更好地發(fā)揮刀具制造商的作用。他認(rèn)為，要改造一個已有的工藝或半途參與項(xiàng)目的合作，需要付出的代價更大。

    由于采用CBN刀具加工鑄鐵必須各方面形成共識，在討論中有專業(yè)背景才會有共同語言，這也包括對項(xiàng)目有決策權(quán)的客戶。

    在項(xiàng)目實(shí)施過程中，Seco Tools公司在世界范圍建立的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)及分公司起到了不小的作用。生產(chǎn)線投產(chǎn)時，現(xiàn)場除了Emag公司的人員外，還有Seco Tools公司在澳大利亞的雇員承擔(dān)現(xiàn)場服務(wù)；他們在生產(chǎn)線運(yùn)行一年多以后仍保持關(guān)于運(yùn)行情況的信息反饋。

    Emag公司的CNC工程師Joerg Schreib認(rèn)為，合作中的默契對于搞好項(xiàng)目也是非常重要的。一方面該項(xiàng)目中確有一些問題需要共同解決，如內(nèi)孔鏜刀的剛性、刀具識別的方案等。另一方面，由于該項(xiàng)目交貨期短，因此對出現(xiàn)的問題必須盡快解決。如一旦現(xiàn)場刀具有問題，Seco Tools公司接到電話后，在多數(shù)情況下會將經(jīng)改進(jìn)的刀具連夜趕制出來并馬上送到現(xiàn)場，反映出該公司員工的高素質(zhì)和管理的靈活性，使雙方的合作非常愉快。

    共同為采用CBN刀具創(chuàng)造條件
                     
    目前剎車盤的制造加工90%以上采用陶瓷刀具而不是CBN刀具，主要原因是使用CBN刀具的經(jīng)濟(jì)性在很大程度上取決于工件材料的均勻性。對于本項(xiàng)目的GG25鑄鐵，其鑄造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許在很大范圍內(nèi)波動，使用CBN刀具有一定風(fēng)險。為此，澳大利亞的客戶花了三年時間解決了工件材料鑄造質(zhì)量不均勻的問題，為CBN刀具的應(yīng)用創(chuàng)造了前提條件。
                     
    與陶瓷刀具相比，CBN刀具的耐用度更長、切削速度更高、節(jié)拍時間更短；陶瓷刀具的切削速度為1200m/min，而CBN刀具為4000m/min；陶瓷刀具的耐用度為150件，而CBN刀具為1500件。CBN刀具的成本是陶瓷刀具的5～10倍，但采用了正方形整體CBN可轉(zhuǎn)位刀片，每個刀片可使用8個切削刃，提高了CBN刀具的經(jīng)濟(jì)性。
                     
    為了能在粗加工有黑皮工件時保持合理的切削用量（切削速度1500m/min），對機(jī)床的結(jié)構(gòu)提出了穩(wěn)定性要求。由于高速切削時飛出的切屑會損傷機(jī)床零件，還要求采取防磨損措施。

    需要開發(fā)專用刀具（片）
    由于標(biāo)準(zhǔn)刀具（片）不能滿足本項(xiàng)目的要求，Seco Tools公司開發(fā)了專用刀具（片）。首先，為了加工剎車盤的一個端面尺寸，必須車削背面的一個功能平面。由于工件處于夾緊狀態(tài)，只能用一把較細(xì)的刀桿從筋板中間的孔伸進(jìn)去加工，考慮到夾緊部位的長度較短、夾緊力較小、易振動等因素，必須開發(fā)專用刀具。

    同時，Seco Tools公司還對夾緊CBN刀片的標(biāo)準(zhǔn)鉤形壓板進(jìn)行了修改，并且開發(fā)了尺寸較小的CBN刀片，還優(yōu)化了刃口的鈍化處理；在精加工刀片上還設(shè)計了用于導(dǎo)屑的臺階。
                     
    其次，客戶提出了對刀具編碼的兼容要求，必須對每臺機(jī)床上刀具的位置作出相應(yīng)的編碼。前面提到的10臺機(jī)床上共有16根主軸，每根主軸有12把刀具的位置。在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，通過在Capto刀柄上的分度銷孔來進(jìn)行編碼（圖5），防止了刀具的錯用�，F(xiàn)有的生產(chǎn)線只加工一種剎車盤，而新的生產(chǎn)線需要加工30種，Seco Tools公司必須保證在每種剎車盤配刀不同的情況下不會裝錯刀具。

    取得三贏的結(jié)果
                     
    這個項(xiàng)目使客戶、刀具制造商和機(jī)床制造商都得到不小收獲。當(dāng)然，收獲最大的是澳大利亞這家剎車盤制造商，這是一家在世界市場生產(chǎn)剎車盤的領(lǐng)頭企業(yè)，并已在中國市場上取得了較好業(yè)績。他們認(rèn)為，要想在澳大利亞制造剎車盤并銷往低工資國家，就必須具備一個穩(wěn)定可靠、低成本的制造工藝。新的生產(chǎn)線的設(shè)備利用率達(dá)到98%，有效使用度達(dá)到85%，這在組合機(jī)床流水線上是難以達(dá)到的。最終的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了他們當(dāng)初立項(xiàng)時的期望。

     通過該項(xiàng)目，Seco Tools公司開發(fā)了新產(chǎn)品，增加了刀具品種，開拓了應(yīng)用市場，為該項(xiàng)目配置的260把CBN刀具及Capto刀柄成為一個很好的樣板。

    Emag公司的產(chǎn)品和技術(shù)負(fù)責(zé)人Rolf Stubenvoll這樣總結(jié)該項(xiàng)目：為了能成為國際上著名的機(jī)床制造商，越來越需要對特定的產(chǎn)品具有廣泛的專業(yè)知識，因此Emag公司內(nèi)部現(xiàn)在已按產(chǎn)品類別組織起來。例如，有一個專業(yè)部門具有加工直徑達(dá)400mm盤類零件的知識，剎車盤是其中一個典型零件，憑借多功能的VSC車削中心，該部門具有豐富的機(jī)床資源，可對加工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。除了技術(shù)能力，組織工作也要跟上，要求參與者能夠協(xié)同工作。由于這個項(xiàng)目使客戶獲利，2006年初雙方已在商談一條新生產(chǎn)線的訂貨。