重型切削的装夹

　　优化装夹准备时间起始于任务提出之时。一旦任务准备就绪并开始运作，那么装夹的方式和重新进行装夹所耗费的时间也就确定了。

　　尽管装夹准备对于每个工厂而言都是一个具有独特性的过程，但是仍具有一些标准特点，它们对于所有工厂来说是共同的，并且可以通过改进它们而使利润最大化。

　　共同的特点包括早在提出工艺时就考虑装夹，并对已完成的工作持续做好详细记录以便使工作继续运作。当再次制定任务的加工计划时可以对保留的记录加以修改。通常加工任务的装夹准备很容易确定，尤其当加工任务重复时，可以略去准备的时间和成本。“接受一个项目时首先考虑它是否适合我们的能力，以及将使用什么机床来生产它。所用的机床有时决定了坯料的尺寸和我们需要购买的坯料材料类型，”位于美国宾夕法尼亚州DuBois的Pace Precision Products公司的董事长兼首席执行官Harold K. (Bud) Hannah说。Hannah说，零件的固定方式往往决定了加工零件的机床。“如果是直车和钻孔，那么需要车削的零件通常很容易加工。但是有些时候通过在立式铣削中心上采用圆弧插补法来加工孔是最好的办法。没有例行的方式来标准化地描述零件的固定方式。它是一种来自于经验的直觉，”Hannah说。Pace Precision Products公司具有41年的历史，为航天、国防、电子、计算机、核能、医疗、汽车、能源、玻璃、石油、钢铁、机车和其他行业提供精密冲压、数控加工和车削，以及刀具和磨具的设计制造工作。

　　位于密歇根州Warren地区的Vitullo & Associates公司的董事长Robert E. Vitullo认为，对准备工作的优化起始于原材料，以及如何购买到尽可能接近成品零件尺寸的原材料。Vitullo & Associates公司具有21年的历史，它为汽车、耐用品和航空业的大批量制造商设计、制造定制刀具和机床。“你希望浪费的材料尽可能的少。一旦材料的形状已经选定，你从拟定最初的规则到确定加工数据所做的工作都使得零件的尺寸从粗加工到精加工全都在掌控中，”Vitullo说。

　　他说，决定工作将要用到的材料包括以下考虑内容，棒材、杆材、锯板、水射流切割坯料、锻造、铸造，以确保材料尽可能地接近零件形状。当机床、零件固定方式和材料确定之后，大多数工厂制作一张准备工艺卡以记录所做的工作。准备卡记录了基本信息，并详细记录全部工作和加工任务所用的刀具。还记录加工任务所需的刀具和刀架，包括车刀的类型、钻头大小、刀片类型和切削刀具。加工速度和进给量，零件如何固定，需要的检查数据，以及哪个操作员进行准备和加工，这些信息全都被记录下来。“我们使用标准的准备卡，其中有刀具位置，高度偏移量、刀具补偿、直径、槽长、刀具伸出长度、用于重新安排的电子数据处理编号以备再次订购，以及留作记录的空间，”位于俄勒冈州Eugene地区的Rosen Aviation公司的数控编程员兼机械师Cecil Brackett说。Rosen Aviation公司为航空和民航业提供产品、零件和服务。“除了上述这些，我们还使用夹具、虎钳卡来说明XYZ值和需要设置的任何夹具偏移量。所有这些连同一张存储有零件程序的磁盘被一同保存在档案柜内的文件夹中。切削刀具/夹具放置在工具箱内并存放在置物架上并附有刀具卡上对应的位置编号。程序和准备卡也保存有电子文档，”Brackett 说。

　　为加工任务安排计划及预先划分阶段有助于减少准备时间，很多工厂将工作所需的刀具、夹具和材料整理到一起放在一个工具箱内。在前一项任务完成之前，该工具箱往往就已经放置在机床旁了，因此新任务的准备工作可以在前一任务结束时尽快开始。“我们考虑由同一组机械工在相同的机床上执行类似类型的工作，“Starlite Diversified公司的生产经理James W. Rappa说。

　　Starlite Diversified公司位于宾夕法尼亚州的Meadvilie地区，已经提供了逾25年的精密加工服务。该工厂提供精密和数控加工、磨削、金属制件、模具制造与维修，以及其他与精密加工有关的服务。“一旦安排好任务，生产经理检查任务信息单。如果可行，则他向程序员说明加工任务或操作。”

　　“当我们的机械工还在忙于之前的任务时，工长和机械工己经开始检查他们下一项任务的工作范围。他们一起准备刀具清单，其中包括刀具长度、直径等，该清单送达刀具库，以便从库存中取出刀具，安装到刀架上，并将其置于工具箱中，该工具箱中包括原材料、打印的图纸、程序、夹具、检查设备和‘计划’。然后在机械工们结束前一项加工任务之前，将工具箱送给工作中心，”Rappa说。他解释说Starlite Diversified公司在其所有机床上都放置了配备有各种夹具、立方体、垫块、螺钉、柱螺栓、垫圈和螺母的工作台，以便为机械工们提供现成的所需物品便于他们开始工作。当任务开始执行后，大多数工厂依靠并要求机床操作员在准备工艺卡上做记录，以记下为执行任务所做的事情 。通常，记录准备工作的内容包括在夹具中的零件的草图，或者拍摄零件，固定零件的夹具、虎钳和夹钳，以及机床的照片。这些草图或者照片成为准备卡的部分内容，供今后参考。尽管很多工厂仍继续使用纸质的装夹准备工艺卡，但是有些工厂已经转而使用计算机，并已经开发出电子的装夹准备组件包，其中包括数码照片。

　　位于新泽西州Pennsauken地区的Toth Technologies公司的董事长Ted Toth Jr.说，该公司将零件的首道工序看做是开发工序，并设计运行中的零件流程。Toth Tcchnologics公司制造的许多零件是用于通信、电信和航空业的独一无二的产品，但是当它从事大批缺加工工时——大约占其总产量的5%——该工厂寻找节省装夹准备时间的方法。“大部分时间(节省的装夹准备时间)用于缩减第二批订单的成本。我们可以在一次准备中加工出多少零件，我们可以在一次操作中做多少次装夹，在更换刀具之前我们可以加工多少零件，”Toth说。

　　在执行零件的首道加工工序时，Toth Technolologies公司的车间经理给机床操作员一份基本零件加工手册，其中列出了服务和质量要求。操作员更新该加工手册，在其中补充详细的操作描述，经理检查该手册内容，并在加工任务完成后在车间的计算机系统中更新它，Toth说。经理还负责检查操作准备卡，以确保所有信息清晰、清楚。如果原型零件进入生产任务，那么工厂的生产经理检查加工手册，以查看某些操作是否可以合并。“他们使用详细资料(来自原型卡)，但是我们从不删除原型卡，我们需要备份，”Toth说。当零件进入正式生产时，增加第二张卡即工艺卡，以便记录对零件特征的在机检测和统计过程控制，他补充说。

　　该公司具有紧跟科技发展的传统，Toth说他的工厂正在测试一个崭新的无纸系统，它由公司内部设计，旨在改进工艺。该计算机化的系统在线存储操作准备卡中的数据和准备工作的照片，并且允许该工厂大多数机械工们的计算机访问这些数据。但是，Toth解释说他工厂的计算机服务器不够强大，不足以存储数千张照片并快速显示它们。

　　与此类似，Rosen Aviation公司已经开始使用计算机存储加工任务的数据，但是仍停留在纸质阶段，Brackett说。工厂的准备卡和零件加工手册存储在计算机硬盘中，其中还包含零件程序，所以任何从事该项加工任务的新机械工通过简短的培训即可熟悉它并迅速提高速度。Rosen Aviation公司也把切削刀具和零件夹具作为成套工具箱放在置物架上，并记录刀具卡上相应的位置编号以便今后参考，Brackett说。
“我们公司的宗旨之一是持续发展，它包括机械工所从事的加工任务的方方面面，”他解释说。Hannah还说他的工厂详细记录并保存工艺卡，因此任何新员工今后都能理解工艺并执行加工任务。“我们一直乐于学习有益于更好质量的零件加工新方式、更好的生产方法或者节省成本的措施，”Hannah说，但是他补充说他的工厂一直牢记绝不能牺牲零件的质量以及诚信的理念。“在一次生产运行完成之后，我们立即检查工艺的可说明性，”Hannah 说。

　　“我们记录希望在下次运行中所做的任何变化，决定我们下次加工时是否能够为客户节省成本。减少装夹准备时间是一个难解决的问题。把每项加工任务所需的全部夹具和特殊刀具放在一起，并准备好它们以供你下次从事该任务时使用，通过这种方式必然能使装夹准备时间减少，”他说。但同时他表示，虽然这样做能节省未来准备工作的时间和费用，但是难于管理。“当从事一项加工任务时，我们通常知道它是否会是重复的任务，因此所有硬件工具按照任务编号来保存，而软件工具——工艺记录卡和程序——作为硬拷贝保存在文件中，同时以电子文档形式通常存储在三个地方，”Hannah说。Pace Precision Products公司将它的软工具保存在一台专门用于编程和存储的手提式个人电脑中，工厂主管所用的笔记本电脑中，以及安装在机床上的一台电脑中(如果还有可用空间)。他说，这种备份使得所有程序都能在机床和计算机系统之间方便地进行电子传输，同时确保它们的完整性和永久性。

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