數控機床

       整體陶（táo）瓷立銑（xǐ）刀幫助這家航天航（háng）空行業（yè）加工廠滿足關鍵交期的要求

      這款整體陶（táo）瓷立銑刀在手中的感覺可能象塑料材質一樣，但它在 Inconel材料（liào）加工中的切削性能要比硬質合金（jīn）刀具的性能強 20 倍（bèi）。

   
     許多加（jiā）工廠注重（chóng）新型切削刀具的原因是為了縮（suō）短加工時（shí）間，延長刀具（jù）壽命，為了（le）改善工件質量（liàng），或是為了同（tóng）時實現以上三個目標。Stellar Precision Components 公司是航天航空行業的一家二級（jí）供貨商，公司（sī）位於賓夕法尼亞州的珍妮（nī）特。這家公司（sī）注重新型刀具的原因則完全不（bú）同。“我們剛得到一份加工一些（xiē） Inconel 材質工件的訂（dìng）單（dān），”生產主管（guǎn） Edward Frieze說到。“我（wǒ）們對刀具壽（shòu）命以及這個加工任務的盈利情況沒有任何的顧（gù）慮 -我們唯一的顧慮就是如何在八周內交付這批工件。”

     打開機遇之門

     四十年以前，Mike Vucish Sr.為一家海軍核（hé）設備零件（jiàn）製（zhì）造商工作，那時他（tā）看到了一個（gè）開展自己業務的機遇。他購買了一些設備，從一（yī）個他教授機械（xiè）加工晚間課程的技術學校邀請了一些（xiē）學生，在 1978 年成立了 Stellar Precision 公司。他（tā）在白天繼續從事自（zì）己原有的工作，直到他的公司從蹣跚學步變為羽翼（yì）豐滿；在此期間，他的一些家人也加入（rù）進來幫助他。

     “剛開（kāi）設的時候，我們從這個地（dì）區的一（yī）些大型加工廠接了許多超負荷的任務，但後來（lái）就轉變（biàn）為對一些（xiē）核設施項目（mù）的支持，因為我父親在這個（gè）領域很（hěn）有經驗，”女兒 Lori Albright這樣（yàng）說到，她現（xiàn）在是 Stellar Precision的所有人和總裁。

  
     “從（cóng）那時起，我們（men）成為航天及國（guó）防工業內一些知名承包商的主要供貨商，包括波音公司、洛克希德公司、雷神公司，還有一些核工業和醫療行業的客戶，我們有（yǒu）超（chāo）過 70多名員工，銷（xiāo）售收入將近 1 千萬美元。”

      Stellar 公司對其設備不斷進（jìn）行更新並以此為自豪，公司擁有 Haas Automation 和 Okuma公司生產的各種高端 CNC機床；在加工廠舊機床逐漸退（tuì）役情況下（xià），這兩種品牌的（de）機（jī）床數量平衡正在穩（wěn）步（bù）地向 Haas品牌傾斜。Albright 說到，Haas品牌設備不僅比國外製造的同類競爭設備價格（gé）便宜，其（qí）“美國製造（zào）”的身份在 Stellar許多客戶中也產（chǎn）生了共鳴。“這種策略也讓我（wǒ）們用一種更定期的方式更換我（wǒ）們的設備，從而讓我們與最新技術（shù）保持同（tóng）步。
 

     主要設備包（bāo）括一台 Okuma LB-45 車（chē）床，可對直徑為 36 英寸，長度達（dá） 120 英寸（91 mm x305 cm）的工件進行車削；以及一台 Haas VF-11 五軸加工中心，其 X 軸行程為 305cm，工作台的裝載量為 4000 磅（1814 公斤）。Stellar 還有幾台線切割設備，十餘（yú）台三軸、四軸、五軸加工中心和車銑兩用機（jī）床，同時提供增值服務，例如（rú）無損測試、焊接、熱處理、以及特氟龍（lóng）塗層處理（lǐ）。

     更高的需求
 
   
     Stellar 公司已經習慣於滿足苛刻的加（jiā）工應用需求。最近的項目包括 RAM Block II反艦導彈，CCtCap 商業載人飛船，遠程對陸攻擊（jī）炮彈先進火炮係統，阿特拉斯五型運載火
箭發（fā）動機外體，以及其他設備（bèi）的零件加（jiā）工。但是，這家公司最近的（de）一個項目卻對其機（jī）械師的勇氣（qì）和公司（sī）的管理能力是一（yī）場嚴峻的考驗。\

     Frieze 解釋說，Stellar 剛剛接到一批 Inconel 625材質原型材（cái）料的（de）加工訂單（dān）。加工原料的尺寸為 18 英寸寬（kuān），3 英尺厚（457 x 457 x 76mm），單（dān）件重量幾乎達到 300 磅（134公（gōng）斤）。項（xiàng）目團隊並沒有（yǒu）因這種原（yuán）料的難加工性而有過多的困擾，Stellar 公司經常對Inconel 材料、其他鎳基高溫合金材料，鎢鋼、高鎳合金鋼、60 Rc 4340(300M)，以（yǐ）及工（gōng）具（jù）鋼材料進（jìn）行加工。

     公差要求也不是問題。Frieze 指出，最近加工的一個長度超過（guò） 12英寸（304　毫（háo）米）的鈦材料工件，其輪廓公差要求為 0.005 英寸（0.127 毫米），相當於0.2 英寸左右的工件在加工前的單件成（chéng）本超過 5000 美元。滿足 Inconel材料較為寬鬆（sōng）的公差需（xū）求並不是問（wèn）題。

    問題在（zài）於原材料的切除量：在精加工完（wán）成後，Inconel 板材的重量大幅減少為 30 磅（13.6公（gōng）斤），與（yǔ）最初重量相（xiàng）比減少了 90%。Frieze 知道，在使用常規硬質合金刀具情（qíng）況下，白天的加工（gōng）時（shí）間無法實現這麽大的金屬去除量，更不用說在交期非（fēi）常緊迫的（de）情況下。他需（xū）要一個更好的解決方案。
 
 
     研討會上的交談

     那年早些時候，Frieze 和幾位同事曾參加過（guò）一（yī）個研討會，這個研討會由美國刀（dāo）具及加工（gōng）協會（NTMA)的（de）一個地方分會舉辦，舉辦地點就在位（wèi）於拉（lā）特羅布附近城鎮的肯納金屬技術中心。他在那裏遇到了產品經理（lǐ） MatthieuGuillon，並向他（tā）介紹了一款他起初感到懷疑的切削刀（dāo）具。“它看（kàn）上去就象個（gè）塑料玩具立銑刀，”他笑道。

     這款刀具是肯納金屬公司的四刃和六刃高性能全陶瓷立銑刀產品。刀具采用 SiAlON KYS40材質的陶瓷材（cái）料製成，設計專門用於鎳基高溫合金材料的粗加工應用，該係列（liè）立銑刀的加工性能是硬質合金刀具的（de） 20 倍。Guillon 說，“我們建議初始切削速度為 825 SFM，最高為3300 SFM（250 - 1000 米/分鍾），初始進給率約為 0.001 IPT(0.03 毫米），並根據刀具直（zhí）徑和其他（tā）條件進行設置。盡管采用更高的切削速度，我們有（yǒu）些客戶（hù）還是反饋到（dào），這款刀具的使用壽命比硬質合金刀具的使用壽命延長了 2-3 倍。”

    Stellar並沒（méi）有立即（jí）使用這款陶瓷刀具，而是在對進給率和切削速度（dù）進行快速計算之後，Frieze 認識到，這款刀具在正（zhèng）確的應用中是一款非常高效的產品。幾個月之後，他們有了這種應用需求，就是 Inconel 板（bǎn）的加工任務。他給 Guillon 打電話說（shuō），他可能需要之前談論過的那（nà）些陶瓷刀具，並（bìng）想了解最快什麽時間可以得到那些刀具。

    疑惑的多馬
 

    Frieze 還是感到懷疑。他之前曾在銑（xǐ）削和車削加工任務中測試過可轉（zhuǎn）位陶瓷刀（dāo）具，結果隻是一般。但在目前情況下（xià），他願意嚐試任何方法，隻要能滿足客戶的期限要求。過了幾天，Guillon 帶著陶瓷（cí）立銑刀產品到了，Frieze 嚴格（gé）按照肯納（nà）金屬公司推薦的進給率和切削（xuē）速度參數，心中暗自祈求好運，並（bìng）開始了操作過程（chéng）。“我們當時並不（bú）確定會有什麽樣的結果，所以我們開始時使用了測試用原材（cái）料，”他說到。“

    你在使用陶瓷刀具的時候不使用冷（lěng）卻液 - 隻使（shǐ）用鼓風裝（zhuāng）置 -加工廠所有人都聚集在機床旁邊，說，‘哇，你看（kàn）！’那裏火花四濺。這是我（wǒ）們之前從來沒有見過的場景。不到一個（gè）小時，我們（men）就知道（dào），這款刀具非常高效。”

    “這些刀（dāo）具價格也不貴，”他說。“有一次，Lori 辦公室內（nèi）擺放著（zhe）大約價值 2 萬美元的立銑刀產品，我們在那裏（lǐ）對這筆投（tóu）資感到（dào）疑惑。但是當你計算了機床成本以及縮（suō）短（duǎn）的（de）加工時間，我們認為，如果選擇這些刀具產品，成本優勢將提高三至四（sì）倍。每隻立銑刀都可將切削時間縮短一半，當時（shí）間到的時候，我們就換掉它，不用考慮是否已經磨耗。這個過程有非常好的預測性，因（yīn）此我們可以采用“無人值守”加工策略。這可以節省大量開支。”

     熱力四射

     最（zuì）精彩的是，Stellar公司按時完成了工件加工任務，廢品率為零，目前正在提交第二份更大的訂單。公（gōng）司所有人（rén）Lori Albright對結果非常滿意。“這種情形反映了我們業務的本質。我們要對客戶的需求做出回（huí）應，並應用目前最先進的技術實（shí）現這個目標。這也是肯納金屬在這裏受到歡（huān）迎的其中一個原因。我們一同（tóng）合作，一同（tóng）麵對挑戰（zhàn）。”

    在展望未來時，Albright 預計公司將會持續地增長。Stellar 目前的廠房設施已經擴容六次，她認（rèn）為現（xiàn）在可能是在周邊地區（qū）建（jiàn）立一個全新廠房的時機了。她還期望能夠吸引更（gèng）多的年輕人進入機械加工領域。“我們在周邊幾個（gè）學校開設了實（shí）習生培訓項目，其中一個學校是我父（fù）親曾經執教過的，”她說到。“

    我發現，經常是我們中間的年輕人為我們提供創（chuàng）新的動力（lì）。按照原有的方式運轉，不對刀具及機床設備進行（háng）投資，也不重視（shì）最新技（jì）術，這是人們（men）經（jīng）常的做法。過去那種大批（pī）量，不分晝夜的擋（dǎng）板夾加工方式已成為過去，隻有不斷地改善製造工藝，公司才（cái）能成功並持續成長。對我（wǒ）們而言，肯納金屬與我們的成功緊密相連。

     Stellar Precision 公（gōng）司所有人在車（chē）間現場與生產主管 Ed Frieze 討論刀具產品

     Stellar 車間內的各種機床設備是公司不斷（duàn）改善並應用最新技術的體現

     在一次早間生產（chǎn）策略探討會（huì）上，Lori Albright 和（hé）肯納金屬公司的產（chǎn）品主管 Matthieu Guillon在一（yī）起

     Stellar 公司所有人 Lori Albright 認為，年輕人（rén）才和新鮮創意是公司（sī）的（de）兩大寶貴資（zī）產

     火花四濺。與硬質合金立銑刀（dāo）適用的主軸轉（zhuǎn）速相比，肯納金屬整體陶（táo）瓷立銑刀可將主軸轉速
提高 10 倍，而且還有更長的刀具使用壽命。

     肯納金屬生產（chǎn）的 SiAlON KYS40 四刃和六刃陶瓷立銑（xǐ）刀（dāo）設計用於高生產率和難加工材料的加工應用