壓縮機(jī)制造商FS-Elliott公司的專用葉輪外形一直存在著一個(gè)棘手的加工問題∶叮現(xiàn)在埋署,這類部件再也不需要采用過去常用的石蠟填充式車削加工方法了袄雷。
中國制造的產(chǎn)品對位于匹茲堡地區(qū)的FS-Elliott公司的生產(chǎn)工廠產(chǎn)生了很大影響脸缆。由于海外生產(chǎn)的迅速增長,這里的工廠發(fā)生了很大的變化跑事,很多制造商的業(yè)務(wù)都在蓬勃發(fā)展之中别粮。FS-Elliott公司生產(chǎn)的產(chǎn)品大約有95%向外出口,其中的75%直接銷往中國蛇耀。
該公司制造工業(yè)用空壓機(jī)辩诞,其中包括通過工廠范圍內(nèi)的系統(tǒng)向車間輸送空氣的大型壓縮機(jī)。隨著各種類型的新生產(chǎn)工廠在世界各地的開放纺涤,F(xiàn)S-Elliott公司的壓縮機(jī)產(chǎn)品也開始被廣為知曉译暂。
這類壓縮機(jī)很少有現(xiàn)貨供應(yīng)。提供一套復(fù)雜的壓縮機(jī)系統(tǒng)撩炊,意味著需要在特定的電力條件下外永,保證客戶能夠獲得多少壓縮空氣。為了實(shí)現(xiàn)這些承諾拧咳,F(xiàn)S-Elliott公司需要對系統(tǒng)實(shí)行用戶化改造伯顶,一般來說,這意味著需要仔細(xì)地按照事先設(shè)計(jì)好的專用輪廓骆膝,來加工壓縮機(jī)的葉輪祭衩。
圖1 圖示為所要加工的葉輪的范圍大小,新的磨床用于這一范圍內(nèi)的葉片的定制化研磨
在過去阅签,這些專用葉輪的輪廓需要通過車削的方法進(jìn)行加工掐暮。采用這種方法加工,車刀會(huì)陸續(xù)撞擊到葉輪的葉片上卡宛,可以想象蛙檐,這種切削好像是最極端的中斷式切削加工。即使這樣胚闲,可編程運(yùn)動(dòng)和數(shù)控車床X-Z軸的較大行程還是為獲得精密的外徑形狀提供了一種有效的方法贪犁。為了克服中斷式切削現(xiàn)象,首先在葉輪中間充滿石蠟缭柄,使它在車削加工時(shí)猶如一個(gè)實(shí)心的圓柱形工件檀氏。在加工完以后,再將石蠟從葉輪中熔化出去软架。這種工藝看起來不太干凈纳帽,但加工十分有效。
為什么工廠最近采用了一種新的工藝弄讥,部分原因在于石蠟工藝不太干凈挣呛。但石蠟對環(huán)境會(huì)產(chǎn)生影響只是FS-Elliott公司采用新工藝的部分原因础健,F(xiàn)S-Elliott公司主要是想在老方法的基礎(chǔ)上,以更多的方式創(chuàng)造清潔的環(huán)境舰绘。這還要?dú)w功于Max-Tek Superabrasive Machines公司提供的一臺具有與車床差不多的行程和編程功能的磨床□逵鳎現(xiàn)在該工廠通過磨削工藝代替車削工藝來加工生產(chǎn)葉輪的輪廓,不再采用石蠟填充工藝進(jìn)行加工捂寿,因此所需的加工時(shí)間也比較少】谒模現(xiàn)在,這一工藝的加工速度很快秦陋,工廠已無法使這臺新磨床保持繁忙的工作狀態(tài)蔓彩。
圖2 以前采用石蠟填充和固定葉片以便于車削加工
雖然從車削加工轉(zhuǎn)移到磨削加工使核心元件的制作方式發(fā)生了根本性的變化,但FS-Elliott公司采用新生產(chǎn)工藝的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了這一變化驳概。即使是工廠里的雇員赤嚼,現(xiàn)在幾乎全都是新面孔。2004年抡句,該公司讓其所有的生產(chǎn)人員離職探膊,工廠重新雇傭了約110名新員工。
實(shí)現(xiàn)了自力更生
生產(chǎn)經(jīng)理William Turek先生雇傭了一批新員工是由于FS-Elliott公司所有權(quán)的轉(zhuǎn)變而造成的待榔。由于勞資協(xié)議的關(guān)系逞壁,工廠的雇員仍依附于公司以前的老板。第一年锐锣,在新的所有制條件下债轰,F(xiàn)S-Elliott公司從以前的老板那里租借了現(xiàn)有的這一批工人。這種安排是不可能持久的缕翁,最終丐闲,新的老板也在這個(gè)方面下決心做了一個(gè)果斷的決定。對于Turek先生而言叠凸,他親眼看到了工作人員的重大變遷索官,這確實(shí)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的時(shí)代。他看到了很多有經(jīng)驗(yàn)的老師傅走出了這一公司的大門滨鼠,但新的開始也意味著一個(gè)巨大的機(jī)遇势瘤。他可以自由地實(shí)施全新的工藝和生產(chǎn)過程,再也不需要重新培訓(xùn)現(xiàn)有的雇員捶臂,也不需要進(jìn)行逐步的改革勃否。以磨削代替車削就是一個(gè)很好的例子。重大的變化涉及到工廠布局的重新配置赎躲,還得重新思考如何使用該公司的各種大型加工中心避掩。此外,工廠開始承接原先由外協(xié)工廠加工的生產(chǎn)任務(wù),即從葉輪的“毛坯件”開始加工鬼雀。
圖3 石蠟填充的加工方式使車床每隔四五周就要進(jìn)行徹底檢修和清洗
根據(jù)不同的尺寸顷窒,葉輪毛坯可以選擇鑄件或5軸加工的方式來進(jìn)行制造。過去取刃,這類機(jī)加工作業(yè)由賓西法尼亞州Export地區(qū)周圍的一些專門從事5軸加工供貨商承擔(dān)√0梗現(xiàn)在,大部分機(jī)加工作業(yè)由該工廠自己承擔(dān)璧疗。這里最新購置的機(jī)床要數(shù)Hemle公司的5軸加工中心了。
Turek先生說馁龟,我們內(nèi)部具備這一加工能力以后崩侠,使工廠更加靈活了。即使要在最后一分鐘更改設(shè)計(jì)也要比過去容易得多了坷檩。
更好的是却音,通過自力更生、內(nèi)部解決問題的方法使工廠抵御外部競爭的能力增強(qiáng)矢炼。他說:“如果一個(gè)競爭對手終止購買作為我們主要業(yè)務(wù)的5軸加工產(chǎn)品系瓢,我們將怎么辦呢?”但具備了目前這樣巨大的生產(chǎn)能力辣摘,情況就完全不一樣了撼由,這種能力誰都無法替代。
無石蠟加工
在這些零件中涵群,定制化的外形輪廓加工是比較靠后的一個(gè)加工項(xiàng)目∠帘睿現(xiàn)在,這一工件已采用磨削加工代替以前的車削加工盲拐,因此拳沙,過去因石蠟工藝所造成的許多問題已不復(fù)存在了。其中一個(gè)問題就是對環(huán)境的影響号均,這也是一個(gè)主要問題怔惯。車床必須每隔4~5周大修一次,進(jìn)行全面清洗易震。而且庞取,加工完的葉輪也必須進(jìn)行徹底的清洗,因?yàn)閱慰咳刍炦€是不夠的锭测,無法將石蠟全面清除译命。如果在零件上遺留少量的石蠟,也會(huì)造成葉輪質(zhì)量檢測的失敗侦铜,影響其熒光滲透試驗(yàn)专甩,因?yàn)槭灂?huì)顯示出一種裂縫。由于需要仔細(xì)地清潔钉稍,因此石蠟加工工藝已成為一個(gè)非常耗時(shí)的復(fù)雜工藝涤躲。
采用磨削工藝就解決了所有這些問題棺耍。因?yàn)樯拜喌捏w積較大,不用擔(dān)心中斷切削的現(xiàn)象种樱,葉片之間不需要用石蠟填充支持蒙袍。但在某種情況下,新的機(jī)床也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的問題嫩挤,不過Turek先生也已經(jīng)將這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)新的機(jī)遇害幅。
這個(gè)問題與檢驗(yàn)有關(guān)。每個(gè)葉輪的葉片數(shù)量都是一個(gè)奇數(shù)岂昭。這也就是說以现,葉輪在其外形輪廓上沒有實(shí)體“直徑”。而填充石蠟以后的葉輪在加工完以后是一個(gè)光滑的圓柱體约啊,因此車間可以很方便地用一個(gè)千分表測量加工后的零件外徑∫囟簦現(xiàn)在,沒有石蠟作為填充料瘫笋,那么工廠如何測量這類零件呢路旬?
為了能夠繼續(xù)推動(dòng)工廠現(xiàn)在所做的一切工作,Turek先生選擇了一種特殊的解決方法锨堵。他購置了一臺移動(dòng)式坐標(biāo)測量機(jī)哑回,該機(jī)帶有Faro測量臂。這不只是因?yàn)樗梢灾苯訙y量不需要任何石蠟作為填充劑的零件(有了石蠟測量更為容易些)属胖,而是因?yàn)樗胍獮楣驹鎏硪慌_在室內(nèi)使用的這種測量裝置荧肴。他深知這種測量儀器具有很多不同的功能,測量效果極好莲疤,很容易收回成本恃定。然而,他首先要使這臺測量儀成為車間測量零件的標(biāo)準(zhǔn)工藝砍机,迫使雇員們使用這一儀器寞殿,并逐漸養(yǎng)成他們使用該儀器的習(xí)慣。
現(xiàn)在铭莱,加工完的葉輪絕大部分細(xì)節(jié)都采用Faro測量臂檢測骡尽,而不是用千分表之類的測量工具。此外擅编,這一測量裝置也被應(yīng)用于零件的裝卡調(diào)試攀细,由此也加快了這一零件裝卡工藝的速度。現(xiàn)在操作員應(yīng)用這一測量臂可以快速地確定每一個(gè)工件是否已經(jīng)在磨床上正確就位爱态。
準(zhǔn)備和等待
現(xiàn)在谭贪,葉輪外形輪廓的加工已成為一個(gè)非常快速的操作過程。其速度之快不只是因?yàn)椴辉偈褂檬灦鴾p少了工序俭识,而是因?yàn)樵技庸ぶ芷诳s短慨削。Turek先生說,零件過去采用車削加工可能需要長達(dá)7h或8h的時(shí)間套媚,而現(xiàn)在采用磨削加工缚态,只需要25min的時(shí)間。
加工速度如此明顯的提高堤瘤,導(dǎo)致這一繁忙的工廠再也看不到過去所常見的繁忙情景了——機(jī)床處于待工的狀態(tài)玫芦。
事實(shí)上,磨床很多時(shí)間都處于待工待料的狀態(tài)宙橱,好像它根本就不需要雇傭一名專職操作員么缴。在本文頁面照片上出現(xiàn)的那位操作員Matt Fulton先生,實(shí)際上將其大部分時(shí)間都花在了臥式加工中心的管理上版掘。操作這一特殊的磨床像操作一臺車床那樣就足夠了,不需要專門的培訓(xùn)和專業(yè)化的操作員劈警。
一切情況都很理想昔疆,新的工藝可以快速地加工葉輪,沒有足夠的工作量可填補(bǔ)整個(gè)班次的工作遵盼。因此谤郑,該工廠在這臺機(jī)床上采用了一種不同于其他機(jī)床所使用的工作流動(dòng)戰(zhàn)略。在這臺機(jī)床上刑映,允許工作堆積直呈。
那就是說,為了有效地使用這臺磨床翰鬓,該工廠至少要等待三四個(gè)不同的葉輪累積在一起忽畏。操作員在這臺機(jī)床前,很快地加工完這一批工件坟翠,然后離開這一機(jī)床赖钞,再回到其他機(jī)床上從事其他的工作。
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