航空轴承需要在极端的环境下长期工作。作为Emerson Power Transmission公司生产工程设计部的经理,Erik Keim先生和他的工作团队有责任选用最有效的方法,尽最快的速度制造最优质的轴承。如果任务不能按计划执行,就需要召开会议,讨论有关的交货情况或质量问题。向航空航天业客户提供轴承和硬件的制造商们目前正处在一个大风暴之中。由于被批准的供货商数量有限,再加上波音787“梦幻”飞机和空中客车A380飞机的推迟交货,进一步加重了供货商的负担。使问题进一步恶化的是,为了继续满足操作要求,市场对军工和商用替换轴承的需求在大幅度上涨。问题并不只是局限于轴承,实际上,生产、测试和检验轴承的技术也完全不是普通的技术知识。因此,还需要一定的时间才能使这一行业的严峻形势得到缓解,即便新的供货商能够立即开始投入生产。目前,购置航空轴承所需的交货时间,起码在一年以上,有些供货商在报价中所提到的交货时间甚至超过了75周。
为了帮助缓解这个问题,Emerson Power Transmission公司在2008年3月采用了一种被称为“平面珩磨”的新工艺,它可以提高生产能力和产量,从而使制造厂能够满足市场变化的需求。该公司表示,这种新的生产工艺将有利于缩短交货周期,同时又可以为产品的质量带来意想不到的优越性,为进入新市场打开了大门。
图1 Emerson Power Transmission公司安装了Stahli公司的DLM705珩磨系统,提高了加工能力并减轻了平面研磨工作中心的瓶颈问题
取得成功的根源
从厂房观察,你会发现Emerson Power Transmission公司与美国其他许多生产车间没有任何区别。如果看到厂房内的大型产品陈列室,参观者就可以认识到,这家公司是如何通过技术创新和艰苦工作,在轴承生产方面取得很深造诣的。这家公司创建于100多年以前,其深厚的根基不但帮助该公司经历了暴风骤雨,而且在开辟新市场的道路上克服了种种障碍。
Emerson Power Transmission公司在印第安纳州Valparaiso市的工厂中共有200多名雇员。多年以来,虽然其在这个地区的业务量占据了很大份额,但Emerson Power Transmission公司在最初破土动工时,就已经有了生产航空用轴承的想法。该公司与其主要的航空和国防客户合作,共同设计元件,促进产品精度的提高和零件的通用性或零件质量的一致性。这其中包括气候控制、中央冷却液的供给和集中以及隔离振动的检验中心。
大约在1900年,James H. McGill公司在芝加哥地区成立。在创业初期,对于航空航天领域的设想认为是遥不可及的。1905年,该公司的业务迁移到Valparaiso市。1928年,该公司已在汽车市场成为一家颇有名望的企业,为Duesenberg公司、Cord公司、Packard和Rolls-Royce公司等提供服务。1940年初,McGill 公司在汽车应用领域中的崇高声誉吸引了军工界工程师们的眼球,他们开始将McGill 公司生产的轴承应用于坦克之中。在坦克轴承取得成功之后,又研发了抗摩擦凸轮从动轴承一类的专利创新产品及相继出现的悬臂式凸轮从动轴承,从而在固定翼飞机制造方面为McGill公司赢得了一席之地。事实上,在第二次世界大战期间,McGill公司所有工厂的产品全部用来支持战争需要。当时的轴承市场,和现在的情况一样,处于十分紧缺的状态。McGill公司的轴承对军工事业是如此的重要,以至于当时的美国政府允许该公司及其许多竞争对手制造相关元件。于是,McGill公司的凸轮从动轴承成为固定翼飞机设计生产中的基本组成部分。原先的一些产品系列至今仍在使用。
最近,Emerson Power Transmission公司将其Valparaiso工厂作为为航空、军事和国防客户提供服务的核心基地。随着其业务扩大到旋转翼产品应用领域,该公司利用这个基地开发、生产这类新产品。显而易见,这类市场是为直升机制造商提供服务的,如Bell公司、Sikorsky公司和Agusta/Wetland公司。为了使旧的市场向新的市场过渡,并将这些市场建设成更新和更成熟的市场,这就要求该公司在过去成功的基础上进一步建设,并为未来的发展,随时准备克服新的障碍。走出这一步,需要解放思想锐意变革。
将新思想付诸现实
很多公司都在努力寻求成功之路,如果找到了这样的路,就可以使其按目标继续前进。但是今天的零件不可能像以前那样被有效和精确地制造出来,因为以前专门为制造一个零件而设计的工艺已不复存在,也不再需要这样的公差,也没有人需要这样的数量。Emerson Power Transmission公司为清除这些障碍已取得了一些成功,还增加了一些新的生产工艺。Keim先生说:“我们需要重新思考如何制造这些零件。问题是,新轴承需要达到更高的精度,但要求生产批量较小,生产成本较低。正是出于这个原因,公司必须不断地考虑如何制造好每一件产品和如何开发新的战略。”
平面珩磨工艺通过将砂轮安装在一个结实的支架上,使其能够在切削时产生高达450kg的力量,从而解决了这个问题。采用强大的力量,让砂轮能够快速磨削零件的多余部分,而其粗糙度则可考虑采用珩磨或甚至抛光的方式进一步加工处理。在Emerson Power Transmission公司,轴承座经过第一道加工以后,其粗糙度一般低于Ra 3μm。