快速更換卡盤可有效提高車銑床的優(yōu)越性

    位于芝加哥地區(qū)的制造商將來自Kitagawa公司的快速更換卡盤應(yīng)用于Mazak車銑床上，為其增加了很多優(yōu)勢，只需一次性裝卡調(diào)試即可完成零件的全部加工生產(chǎn)，不需要在多臺機(jī)床上轉(zhuǎn)移和進(jìn)行多次裝卡調(diào)試。

    位于芝加哥地區(qū)的制造商——MidwestPressureSystems公司（簡稱MPS公司）將加工工件逐步地從多臺銑床和車床上轉(zhuǎn)移到多功能復(fù)合的車銑床上生產(chǎn)，帶來了人們所期望的各種優(yōu)點。按照該公司的說法，零件的過度加工處理已成為歷史，現(xiàn)在的零件加工要求減少工件的調(diào)試設(shè)置次數(shù)，以便減少相關(guān)的累積誤差，同時可減少停機(jī)時間并提高產(chǎn)量。然而，即使是一臺通過一次性裝卡調(diào)試就能夠生產(chǎn)出零件的機(jī)床，通常從一個工件更換到另一個工件也需要手工操作。為了確保這些變換過程盡可能有效地執(zhí)行，MPS公司依賴于另外一種解決方案：采用從KitagawaNorthtech公司（位于伊利諾伊州的Schaumburg市）引進(jìn)的快速更換卡盤。

    新的開始

    事實上在2008年之前，該公司幾乎是沒有任何機(jī)床的，所以對于MPS公司來說，增加多功能機(jī)床是其走出的重要一步。在那一年的8月，該公司的老板兼創(chuàng)始人BobVogt先生決定要使其內(nèi)部的生產(chǎn)適應(yīng)該公司核心產(chǎn)品系列“空氣和煤氣升壓系統(tǒng)”業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展。

    他選擇的時機(jī)是正確的：經(jīng)常與MPS公司簽訂合同的當(dāng)?shù)匾患覚C(jī)加工車間的老板，剛好最近決定要出售他的公司，于是Vogt先生就買下了這家車間，并將MPS公司及其新收購的機(jī)床全部遷移到現(xiàn)在這個位于Bensenville鎮(zhèn)的23000ft2（1ft2=0.0929030m2）的廠房，該地離芝加哥俄亥俄國際機(jī)場僅幾英里的路程。開始該公司有三名全職操作員和一名質(zhì)檢員，在10000ft2的機(jī)加工車間和毗鄰的質(zhì)量控制室工作。工廠的其余部分專用于辦公室、升壓器組裝車間和試驗室。

    在壓力之下

    從機(jī)加工車間收購的老式加工中心和車床足以滿足近兩年生產(chǎn)的要求。然而，該公司在2010年年底開始努力奮斗，因為其業(yè)務(wù)量在前一年的急劇下降后開始回升。對于MPS公司而言，秋季的需求高峰期主要來自于石油和天然氣行業(yè)的客戶。車間經(jīng)理MarkTraxler先生這樣說：“整個行業(yè)處于回升狀態(tài)之中，被擱置的訂單又重新回到了在線網(wǎng)站上。我們必須規(guī)劃一下，如何使這些零件的生產(chǎn)速度提高3倍，以達(dá)到及時交貨目標(biāo)。一個典型的零件需要通過車床的兩次加工操作和4次銑削加工操作，對我們來說，整個加工周期太漫長了，無法滿足任何交貨截止日期?！?

    除了造成多個小時的停機(jī)時間以外，材料的傳送以及工件從一臺機(jī)床轉(zhuǎn)移到另一臺機(jī)床所需的多次裝卡調(diào)試也會給調(diào)度工作造成困難。這是因為在一個工位上的延誤將會對生產(chǎn)線的下游產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，多機(jī)生產(chǎn)工藝中也會增加累計誤差的風(fēng)險并造成相關(guān)的零件缺陷。

    提高生產(chǎn)能力

    為了提高加工操作水平，使生產(chǎn)的零件早日出廠，Vogt先生根據(jù)當(dāng)?shù)豈azak公司的經(jīng)銷商——MachinerySystem公司高級銷售助理JohnCoudal先生的建議，購置了一臺MazakIntegrex200型車銑床。

    實踐證明，該機(jī)床是非常合適的，完全能夠滿足該車間的生產(chǎn)要求。對于大部分零件來說，這意味著它可以使選定材料的加工精度至少保持在0.001in（1in=25.4mm）的公差范圍之內(nèi)，例如像通常使用的6061鋁材或316不銹鋼。經(jīng)過一年有價值的穩(wěn)步改進(jìn)以后，在減少調(diào)試時間、停機(jī)時間、提高產(chǎn)量和降低產(chǎn)品廢品率等方面都有了很大的提高。此后，該公司又購置了一臺Integrex200型車銑床，不過這臺機(jī)床除主軸以外，還配置了一套副軸。

    現(xiàn)在，這兩臺機(jī)床一起生產(chǎn)的零件超過MPS公司零件產(chǎn)量的50%。然而，Traxler先生指出，并非新改造的生產(chǎn)工藝的所有優(yōu)點都可追溯到機(jī)床本身。如果沒有KitagawaNorthtech公司提供的QJR系列快速更換卡盤，那么操作員每年將要多花費數(shù)百個小時在材料的搬運和工件的裝卡調(diào)試上，因為從一個工件到另一個工件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換需要經(jīng)過多次的裝卡調(diào)試。

    在MPS公司加工的每一個零件，都有其自己專用的一套柔性夾爪，它可以存儲和重復(fù)使用，其孔徑無需再次加工

    發(fā)揚光大的優(yōu)點

    在Coudal先生提出建議后，MPS公司隨同其**臺Integrex車銑床購置了其**套QJR08快速更換卡盤，這種卡盤將幫助該機(jī)床發(fā)揮出其**的優(yōu)點。Traxler先生說，該車間使用這套卡盤的經(jīng)驗證明Coudal先生的建議是正確的，當(dāng)該公司購置其第二臺Integrex車銑床時，選擇在該機(jī)床上同時配置主軸和副軸，而且又增加了兩套8in的卡盤。

    傳統(tǒng)的卡盤夾爪通常是使用多個螺絲連接固定的，而QJR系統(tǒng)的夾爪則是在卡盤表面的插槽上內(nèi)外滑動，只需用一個六角扳手鍵旋轉(zhuǎn)四分之一轉(zhuǎn)，將其固定或松開。按照Kitagawa公司的說法，這種卡盤的夾爪可以在2min的時間內(nèi)完成變換，而傳統(tǒng)的卡盤則需要10min以上的時間。對于MPS公司而言，卡盤的這種功能是非常有用的，尤其是當(dāng)客戶要求緊急訂貨的時候，這類零件一般都沒有庫存，而且發(fā)生這樣的情況也是比較常見的。在這種情況下，采用快速更換卡盤可以很容易地中斷原先的生產(chǎn)進(jìn)度，以適應(yīng)新加工件生產(chǎn)的需要，不會因重新安排其中一臺車銑床加工新的零件而失去大量時間。“凡是必須用卡盤夾緊的每一個零件，我們通常采用不同的直徑進(jìn)行加工，”Traxler先生解釋說，“在沒有任何麻煩的情況下，卡盤具有迅速來回切換的能力，這無疑是一個很大的優(yōu)點。”

    這些升壓器系統(tǒng)使用的成品零件是由316不銹鋼加工而成的，在MPS公司加工這樣的材料是很普通的事情

    盡管如此，但發(fā)生這樣的情況仍然是比較少的，通常需要更換夾爪的次數(shù)平均每星期一次。因此，Traxler先生指出，更換夾爪的過程實際上也不是卡盤最節(jié)省時間的特點。他解釋說，該公司使用其獨特的柔性夾爪，因為在加工時，它們可以與每一種工件相匹配，達(dá)到精確夾緊工件的目的。每一套專用夾爪永久性地安裝在其自己的一套夾爪基座上；反之，它又通過精密磨削加工的鋸齒與卡盤表面配合，其重復(fù)精度可達(dá)0.0002in。有了這么高級別的精度，柔性夾爪的孔徑從來也不需要再次加工，否則，采用這種工藝加工可能會花費長達(dá)20min的時間。因此，夾爪可以無限期儲存，當(dāng)下一次計劃需要加工特定零件時，可不失時機(jī)地再一次使用。

    Traxler先生說：“我們只是將它們存放在一個架子上，當(dāng)我們需要時，將它們拿下來使用就可以了?！彼€補(bǔ)充說，以前遺留下來的無用夾爪往往可以重新加工，以適應(yīng)新加工件的需要。

    他說，每個零件都有一套易于更換、不需要再次加工孔徑的專用夾爪，這對他們的車間來說是特別有利的，因為他們車間的兩臺車銑床都使用同一型號的卡盤。其唯一的不同是：第二臺機(jī)床的副主軸上使用的是環(huán)形夾爪，更容易夾緊工件，因為該工件的圓面部分需要在主軸上銑削加工。不管發(fā)生什么情況，根據(jù)當(dāng)天的生產(chǎn)計劃，任何特定的零件都可以在任何一臺車銑床上加工，只需簡單地將卡盤夾爪從一臺車銑床轉(zhuǎn)移到另一臺車銑床上即可?！拔覀兛梢杂猛惶讑A爪在**臺機(jī)床上加工零件的一個側(cè)面或在第二臺機(jī)床上加工零件的全部，”Traxler先生解釋說，“我們只需將夾爪搬移安裝到我們所需的那個卡盤上就可以了?！?

    MPS公司還加工大量的鋁材，其中大部分為圖中所示的圓柱形棒材。凡是在可能的情況下，都盡可能使用棒材，即使是不需要采用車削加工工藝的零件，這有助于進(jìn)一步發(fā)揮多功能復(fù)合機(jī)床在生產(chǎn)整個產(chǎn)品系列中的優(yōu)越性

    節(jié)省時間節(jié)約資金

    Traxler先生說：“快速更換夾爪而無需重新加工孔徑的能力，可使每一次工件的裝卡調(diào)試時間節(jié)約30～45min?？紤]到MPS公司一次典型的裝卡調(diào)試無論如何需要3～5h，因此在這方面的節(jié)約是‘非常可觀的’。”此外，使用快速更換卡盤所獲得的額外節(jié)約時間，首先要超過從多臺機(jī)床轉(zhuǎn)移到多功能復(fù)合車銑床生產(chǎn)所節(jié)約的時間。避免冗長的裝卡調(diào)試和附加的材料搬運，也為其提供了額外的好處。例如，工作人員可以將精力集中到其他重要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，例如開發(fā)新的升壓器設(shè)計，擴(kuò)大產(chǎn)品系列。

    Traxler先生將該新工藝的全部優(yōu)點總結(jié)如下：“以前，我們一次只能加工約20個或30個零件?，F(xiàn)在安裝了Integrex車銑床和快換更換卡盤，我們一次可以加工50～75個零件。盡管我們現(xiàn)在加工的生產(chǎn)批量仍然相對較低，但我們的加工速度提高了3倍，加工最關(guān)鍵的零件時也無需增加技術(shù)工人。隨著時間的流逝，當(dāng)將一臺具有多種能力的新機(jī)床成本與技術(shù)熟練的工人成本相比較時，其所能節(jié)約的資金就十分清楚了。

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