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五軸（zhóu）加工中心在大型（xíng）部件加（jiā）工領域的優勢

2021-1-25 來源（yuán）：現代金屬加工作者（zhě）：Jedd Cole

正當 Metalcraft 公司麵臨對（duì）靈活性和功能性要求更高的項目壓力時，其用於大型部件加工的老（lǎo）式銑床發生了故障。從（cóng） Toyoda 公司購買（mǎi）的兩台五軸 HMC 成為讓 Metalcraft 公司順應製造業時代潮流發展的關鍵一步。

圖1：FH1250SX-5 軸臥式加工中心搭配的主軸轉速高達 15 000rpm、轉矩高達 400 Nm，加工產生的熱量低，可以（yǐ）用於加工從鋁到鈦的各種材料

Metalcraft 公司在西本德的工（gōng）廠占地麵積達 230000 ft2（1ft2=0.093 m2），主要為 OEM 客戶提供大（dà）型（xíng）焊接和製造（zào）服務，包括 John Deere、Oshkosh Truck、Lockheed Martin 和Caterpillar。隨著大型部件合同的增加，在傳統製造服（fú）務基（jī）礎上提高加工性能成為公司保持競（jìng）爭優勢的關鍵。在這樣的背景下，Metalcraft 公司仍然在使用老式（shì）銑床，不僅無法滿足客戶的需（xū）求，也無法達到加工公差的要（yào）求。而更糟糕的是，這台機（jī）床已經停機 8 個月（yuè）了，導致公司不得不另外（wài）付費（fèi）將原（yuán）本可以在本公司車間內部完成（chéng）的作業外（wài）包（bāo）出去，同（tóng）時，僅機床的維修費用就高達140 000 美元。因此，Metalcraft 公（gōng）司開始尋找替代設備。

公司決定購買兩台ToyodaFH1250SX-5 軸臥式加工中心（xīn），雖然主要是用（yòng）於加工大型焊接件，但（dàn）在（zài）相同工藝要求（qiú）下，這（zhè）兩台機床的五（wǔ）軸性能將傳統三軸或（huò）四軸的操作步驟減少（shǎo）了一半。根據設計，這兩台機床主要用（yòng）於對公差有著嚴格要求的大型複雜部件加工，但是也可以滿足 Metalcraft 公司高端客戶提出的大型工件靈活處理需求。

Metalcraft 公司（sī）負責監管 20 多台大型CNC 加工中（zhōng）心的經（jīng）理 John Grotelueschen說：“我（wǒ）們用這（zhè）兩台機床切割各種粗糙的鋼合金（圖 1）。結果證明，使用 Toyoda的（de）加工中心處理這些部件不僅簡單，利潤也相當可觀。”Toyoda 公司（sī）生（shēng）產的機床搭配了轉速為 10 000 轉或 15 000 轉的一體化傾斜式主軸，X 軸和 Y 軸上的進給速度為 1260 ipm（32m/min），Z 軸上為1654 ipm（42 m/min）。“這些機床（chuáng）的安裝也十分方便（biàn），”Grotelueschen 補充（chōng）道，“我入行已經 30 多年了，監管過 20 多個安裝項（xiàng）目，這是我目前為止參與過的最簡單的（de）一次。”

安裝完成後（hòu），Metalcraft 公司立即使用 Toyoda 的機床完成了5個不同（tóng）客戶發來的訂單。FH1250SX-5 軸機床能夠在保障交付時（shí）間的同時處理各種尺寸和其他加工要（yào）求（qiú）。“以 Caterpiller 為例，我們主要是為其製造各種大型的前置裝配散熱器護罩。具體步驟包括金屬切割（gē）、焊接、裝（zhuāng）配以及裝（zhuāng）配後進行二次（cì）加工。”Grotelueschen 解釋道，“而 Deere 公司，我們（men）主要是製（zhì）造四輪（lún）驅動拖拉機（jī）的連杆。連杆長約10 ft。具體步驟包括電（diàn）火花切割、加（jiā）工（gōng）和噴漆，然後發送給客（kè）戶。此外，我們（men）還（hái）為他（tā）們（men）生（shēng）產駕駛艙（cāng）的底座。每個部件價值好幾千美元，所以，機床的精確性對於我們而（ér）言是至關重要的。”

圖2：五軸加工機的引入提高了 Metalcraft 公司的（de）加工效率，縮短了加工時間，同時也提高（gāo）了公司對交（jiāo）付時間的（de）控製能（néng）力，成為該公司核心能力的一部分，也（yě）是公司在 OEM 客戶提（tí）出的“全生產服務包”要求的推動下（xià）形成的另一重（chóng）要優勢（shì）

新機床（chuáng）的引入成為了 Metalcraft 公司的核心能（néng）力，為公司提高競爭（zhēng）力奠定了基礎，尤其（qí）是在客戶提出“全（quán）生產（chǎn）服務包”的要求時（圖 2）。客戶的要求之一便是提高加工速度，但是對於車間（jiān）而言，在購買（mǎi） Toyoda 機（jī）床前（qián）尚無法做到。五軸機床的引（yǐn）入提高了加（jiā）工速度，減少（shǎo）了操作步驟，Metalcraft 公司的加工周期和返工量一下降（jiàng）低了很多。

對於 Grotelueschen 而言，這些優勢與機（jī）床的精準性分不（bú）開：“機床的精準性簡直達到了登峰造極的程度。在處理高成本部（bù）件（jiàn）時，精（jīng）確度至關（guān）重要。”他（tā）說道，“Toyoda 的機床（chuáng）非（fēi）常精準（zhǔn），在生產過程中能夠保持一致（zhì）性。它們能夠輕易完成通過其他方式無法完成的任務。”

圖3：FH1250SX-5 軸臥式加工中心的大規模加工性能降低了 Metalcraft 公司對專用刀具的依賴，同（tóng）時提高了刀具壽命，包括用於硬質金（jīn）屬的大型機器上的刀具

Grotelueschen 還提到了五軸機床（chuáng）的另一個優勢——刀具壽命，這也是影響整體（tǐ）成本的（de）另一重要因素。“機床（chuáng）上有些刀具是自帶的，從一（yī）開始便有，從來不需（xū）要更換。這種情況鮮少發生在這種規模和用途的機床上。”簡而（ér）言之，Metalcraft 公司的刀具更換量比之前少了很（hěn）多。利用FH1250SX-5 軸臥（wò）式加工中心的強大（dà）性能，公司不再需要使用（yòng）專門的刀具（jù）來完成具體作業了（le）（圖 3）。

也許 Metalcraft 公司最初的定位是一家製造和焊接公司，但是（shì） Toyoda HMC 的加入讓這家公司的業務範圍變得更加多樣化。而多（duō）樣化也（yě）恰好是眾多車（chē）間正在麵臨的問題。

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