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走向成功-肯納金屬（shǔ）公（gōng）司生產的整（zhěng）體陶瓷立銑（xǐ）刀幫助這家航天航空行業加工廠滿足關鍵交期的要（yào）求

2016-6-20 來源：肯納金屬作者：

這款（kuǎn）整體陶瓷立（lì）銑刀在手中的感覺可能象塑料材質一樣，但它在 Inconel 材料加（jiā）工中的切削性能要比硬質合金刀具的性能強 20 倍。

許多加工廠注重新型切削（xuē）刀具的原因是為了縮短加工（gōng）時間，延長刀具壽命，為了改善工件質量，或是為了同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供貨商，公司位於賓夕法尼亞州的珍妮特。這家公司注重新型刀具的（de）原因則完全不同。“我們剛得到一份加工一些（xiē） Inconel 材質工件的訂單（dān），”生產主（zhǔ）管（guǎn） Edward Frieze 說到。“我們對刀具（jù）壽（shòu）命（mìng）以及這個加工任務的（de）盈（yíng）利情況沒有（yǒu）任（rèn）何的顧慮（lǜ） - 我們唯一的顧（gù）慮就是如何在八周內交付這（zhè）批工件。”

打開機遇之門

四十年以前，Mike Vucish Sr.為一家海軍核設備零件製造商工作，那時他看到了一（yī）個開展自己業務的機遇。他購買了一些設備，從一個他教授機（jī）械加工晚間課程的技術學校邀請了一些學生，在 1978 年（nián）成立了 Stellar Precision 公司。他在白天繼續從事自己原有的（de）工作，直到他的公司從蹣跚學步變為（wéi）羽翼豐滿；在此期間，他的一些家人也加入進來幫助他。

“剛開設的時候，我們從這個地區的一些大型加工廠接了許多（duō）超負荷的任務（wù），但後來就（jiù）轉（zhuǎn）變為對一些核設施（shī）項目的支持，因（yīn）為我父親（qīn）在（zài）這個領域很有經驗，”女兒 Lori Albright 這樣說到，她（tā）現在是 Stellar Precision 的所有人和總裁。“從那時起，我們成（chéng）為航天及國防工（gōng）業內（nèi）一些知名承包（bāo）商的主要供貨商，包括波音公司、洛克希德公司、雷（léi）神公司，還有（yǒu）一些核工業和醫療行業的客戶，我們有超過 70 多名員（yuán）工，銷售收入將近 1 千萬美元（yuán）。”

Stellar 公司對其設備不斷進行更新並以此（cǐ）為自豪，公司擁有 Haas Automation 和 Okuma 公司生產的各種高端 CNC 機床（chuáng）；在加工廠舊（jiù）機床逐漸退役情況下，這兩種（zhǒng）品牌的機床數量平衡正在穩步地向 Haas 品牌（pái）傾斜。Albright 說到，Haas 品牌設備不僅比國（guó）外製造的同類競（jìng）爭設備價格（gé）便宜，其美國製造»的（de）身份在 Stellar 許多（duō）客戶中也（yě）產生了共鳴。“這種策略也讓我們用一種更定期（qī）的方式更換我們的設備，從而讓我們與最新（xīn）技術保（bǎo）持同步。”

主要設（shè）備包括（kuò）一（yī）台 Okuma LB-45 車（chē）床，可（kě）對直徑（jìng）為 36 英寸，長度達 120 英寸（91 mm x 305 cm）的工件進行車（chē）削；以及一（yī）台 Haas VF-11 五軸加（jiā）工中（zhōng）心，其 X 軸行程為 305 cm，工作台（tái）的裝載量為 4000 磅（1814 公（gōng）斤）。Stellar 還有幾台線切（qiē）割設備，十餘台三軸、四軸、五軸加工中心和車（chē）銑兩用機床，同時提供增值服務，例如（rú）無損測試、焊（hàn）接、熱處（chù）理、以及特氟龍塗層處理。

更高的需求

Stellar 公司已經習慣於滿足苛刻的加工應用需求。最近的項目包（bāo）括 RAM Block II 反艦導（dǎo）彈，CCtCap 商業載人飛船，遠程對陸攻擊炮彈先進火炮係統（tǒng），阿特拉斯五型運載火箭發動機外體，以及其他（tā）設備的（de）零件加工。但是，這（zhè）家公司最近的一個項目卻對其機械師（shī）的（de）勇氣和公司（sī）的管理能力是（shì）一場嚴峻的考驗。

Frieze 解釋說，Stellar 剛剛接到一（yī）批 Inconel 625 材（cái）質原型材料的加工訂單（dān）。加工原料的尺寸為 18 英寸寬，3 英尺厚（457 x 457 x 76 mm），單（dān）件（jiàn）重量幾乎達到 300 磅（134 公斤）。項（xiàng）目團隊並沒有因這種原料的難加工性而有過多的困（kùn）擾，Stellar 公司經常對 Inconel 材料、其他鎳（niè）基高溫合金材（cái）料，鎢鋼、高（gāo）鎳合金（jīn）鋼、60 Rc 4340 (300M)，以及工具鋼材料進行加工。

公差要求也不是問題。Frieze 指出，最近加工的一個長度超過 12 英寸（304　毫米）的鈦材料（liào）工件，其（qí）輪廓公差要求為 0.005 英寸（0.127 毫米），相當（dāng）於 0.2 英寸左右的工件在加工前的單（dān）件成本超過 5000 美元。滿足 Inconel 材料（liào）較為寬鬆的公差需求並不是問題。

問題在於原材料的切除量：在精加工完成後（hòu），Inconel 板材的重量大幅減少為 30 磅（13.6 公斤），與（yǔ）最初重量相比減少了 90%。Frieze 知道，在使用常規硬質合金刀具情況下（xià），白天的加工時間無法實現這麽大的金（jīn）屬去除量，更（gèng）不用說在交期非常緊迫的情況（kuàng）下。他需要一個更好的解決方案。

研討會上的（de）交談

那年早些時（shí）候，Frieze 和幾位同事曾參加過一個研討會，這個研討會由美國刀具（jù）及加工協會（NTMA)的一個地方分會舉辦，舉辦地點就在位於拉特羅布附近城鎮的肯納金屬技術中心。他在那裏（lǐ）遇到（dào）了產品經（jīng）理 Matthieu Guillon，並向他介紹了一款他起初感（gǎn）到懷疑的切削刀具。“它看（kàn）上去就象個塑料玩（wán）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（yòng） SiAlON KYS40 材質的陶瓷（cí）材料製成，設計專門用於鎳（niè）基高溫合（hé）金材料的粗加工應用，該係列立銑刀（dāo）的加工性能是硬質合（hé）金（jīn）刀具（jù）的 20 倍。Guillon 說，“我（wǒ）們建議初始切削（xuē）速度（dù）為 825 SFM，最高為 3300 SFM（250 - 1000 米/分鍾），初（chū）始（shǐ）進給率約為 0.001 IPT(0.03 毫米），並根據刀具直（zhí）徑和其他條件進行設置。盡管采用更高的切削速度，我們有些客戶還是反饋到，這款刀（dāo）具的使用壽命比硬質合金刀具的使用壽命（mìng）延長（zhǎng）了 2-3 倍（bèi）。”

Stellar 並沒有（yǒu）立即使用這款陶瓷刀具，而是（shì）在對進給率和切削（xuē）速度進行快速計算之後，Frieze 認識到，這款刀具在正（zhèng）確的應用中是一款非常高效的（de）產品。幾個月之後，他（tā）們有了這種應用需求，就（jiù）是 Inconel 板的加工任務。他給 Guillon 打電話說，他可能需要之前談論過的那些陶瓷刀具，並想了（le）解最快什（shí）麽時間可以得到那些刀具。

疑惑的多馬

Frieze 還是感到懷疑。他之前曾在銑削和車削加工任務中測試過可（kě）轉位陶瓷刀具（jù），結果隻是一般。但在目前情況（kuàng）下，他願意嚐試（shì）任何方法，隻要能滿足客戶的期限要求。過了幾天（tiān），Guillon 帶著陶瓷立銑刀產品到了，Frieze 嚴格（gé）按照肯納金屬公司推薦的進給率和切削速度參（cān）數，心中暗（àn）自祈求好運，並開始（shǐ）了操作過程。

“我們當時並不確定會有什麽樣（yàng）的結果，所以（yǐ）我們開始時使用了測試（shì）用原材料，»他（tā）說到。»你在使用陶瓷刀具的時候不使用冷卻液 - 隻使用鼓風裝置 - 加（jiā）工廠所有人（rén）都聚集在機（jī）床（chuáng）旁邊（biān），說，´哇，你看！´那（nà）裏火花四濺。這是我（wǒ）們之前（qián）從來沒有見過的場景。不到一個小時，我們就知道（dào），這款刀具（jù）非常高效。”

“這些刀具價格也不貴，”他說。“有一次，Lori 辦公室內擺放著大約價值 2 萬美元的立銑刀產品，我們（men）在那裏對這筆（bǐ）投資感到疑惑。但是當你計算了機床（chuáng）成本以及縮短的加工時間，我們認為，如果選擇這些刀具產品，成本優勢將提高三至四倍（bèi）。每隻立銑刀都可將切削時（shí）間縮短一半（bàn），當時間到的時候，我們就換掉它（tā），不用考慮是否已經（jīng）磨耗。這個過程有非常好的預測性，因此我（wǒ）們可以采用”無人值守“加工策略。這可以節省大量（liàng）開支。”

熱力四射

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

在展望未來時，Albright 預計公司將（jiāng）會持續地增長。Stellar 目前的廠房設施已經擴容六次，她認為現在可能是在周邊地區建立一個（gè）全新廠房的時機了。她還期望能夠吸引更多的年輕人進入機械加工領（lǐng）域。»我們（men）在周邊幾個（gè）學校開設了實習（xí）生（shēng）培訓（xùn）項目，其中一個學校是我父親曾經執教過的，”她說到。“我（wǒ）發現，經常是（shì）我們中間的年輕人為我們提供創新的動力。按照原有的方（fāng）式運轉，不對刀具及機床設備進行投資，也不（bú）重視最新（xīn）技術，這是（shì）人們經常的做法。過去（qù）那種大批量，不分晝夜的擋板夾（jiá）加工方式已成為過去，隻有不斷地改善製造工藝，公司才能成功並持續（xù）成長。對我們而言，肯納金屬與我們的成功緊密相連。”

Stellar Precision 公司（sī）所有人在車間現場與（yǔ）生產主管 Ed Frieze 討論刀具產品

Stellar 車間（jiān）內的各種機床設備是公司（sī）不斷改（gǎi）善並應用（yòng）最新技術的體現

在一次早間生產策略（luè）探討會上，Lori Albright 和肯納金屬公司的產品主管 Matthieu Guillon 在一起

Stellar 公司所有人 Lori Albright 認（rèn）為，年輕人才和新鮮創意是公司的兩大寶貴資產

火花（huā）四濺。與硬質合金立銑刀適用（yòng）的主（zhǔ）軸（zhóu）轉速相比，肯納（nà）金屬整（zhěng）體陶瓷立（lì）銑刀可將主軸轉速提高 10 倍，而且（qiě）還有更長的刀具使用（yòng）壽命。

肯納金屬生產的 SiAlON KYS40 四（sì）刃和六刃陶瓷立銑刀設計用於高生產（chǎn）率和難加工材料的加工應用（yòng）

Kennametal肯（kěn）納（nà）金（jīn）屬公（gōng）司作為全（quán）球工業技（jì）術的領導者，在過去超過七十五年的時（shí）間裏一（yī）直奮戰在先進材料的創新前沿，我們通過應用（yòng）最先進的材料科學、刀具和高耐磨（mó）解決方案，來幫助客戶提（tí）高生產率。我們的客戶遍及航空工業、築路與采礦、能源、通（tōng）用機械加工和交通等領（lǐng）域，肯納金屬能幫助（zhù）他們實現高效的精密製造。我們在全球60多個國（guó）家有（yǒu）近12000名員工，他們每一天都在傾盡全力讓我們的（de）客戶保持競爭優勢。肯納金屬在2015財政年的營收超過26億美金。更多信息請瀏覽www.kennametal.com

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