伊斯卡：致力于加快发电设备制造业的加工速度

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欢迎访问e展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ... 全球发电设备制造业从未如此强调速度。一方面，旋转刀具订单每年以10%-15%的速度持续增长，这驱使刀具生产商们拼命追赶。另一方面，随着金属切削刀具供应商面向能源工业不断地对刀具进行改进，仅在过去五年间，金属去除率平均每年提高50%以上。而自2003年以来，伊斯卡对发电设备加工技术的研发投入增幅就超过了五倍，研制出超过1000种新品，包括从加工箱体到枞树形叶根的所有产品，提高了金属切削效率和交付速度。 此外，从早期用户的反馈来看，这些新刀具正在不断发挥它们的潜力。汽轮机制造商利用它们提高现有数控设备的产能，加快其产品交付速度。过去一整天才能铣削完的涡轮机叶片，现在只需区区数小时。过去耗费五周甚至更长时间才能加工完成的大型转子，现在仅需四周时间。根本原因在于这类刀具具有可实现更高切削速度的特点，进而加快了用户交付产品的速度，切削速度的重要性高于切削刃寿命或刀具成本。 虽然改进后的刀具更耐用，但这并不是关键。任何刀具革新所带来的最大潜在好处在于其战略意义：提高企业盈利能力、市场竞争力以及可持续发展能力。在如今的发电设备制造业，当务之急是更快地去除没用的金属。 金属去除率更高，意味着立即提高现有设备的产能。 金属去除率更高，意味着更快的交付。 金属去除率更高，意味着由固定资产带来的更高投资回报。 只要您的金属去除率更高，您将既能提高利润率，又能削减零件成本。这是双赢的策略。 从纯粹的经济学角度来看，金属去除率更高，可以降低加工过程中三个最大的可变成本，而这些成本都具有随时间而变化的特性，分别是人力成本、机器租赁费或折旧成本以及间接成本（图1）。它们总共占据零件加工总成本的75%。其中任何一项成本都远超过刀具的成本，而后者通常极少超过零件加工成本的3%。 让我们以一个100美元的工件为例，比如涡轮机叶片。如果刀片的使用寿命提高10%，节约3美分/每零件。如果刀片的价格优惠10%，节约30美分/每零件。如果加工周期缩短10%，则在原来生产十个叶片的时间内多生产一个叶片，节约达7.5美元/每零件。按照同样的思路，如果您提前一周的时间完成原本需要一个月甚至更长时间加工的大型汽缸，那么，降低上万美元的成本是完全可能的。 您更希望获得哪种10%的节约？ 金科玉律 诚然，75% / 3%的加工成本结构早已不算什么新闻了。基础数据已经存在数十年。每家刀具公司都有一套自己的理论来阐释这些常识。 要获得最及时的分析数据，您必须在快速发展的市场需求中迅速占据领先地位。最先进刀具带来的生产率效益总是立竿见影的。无需重置工艺或者重新编程，只要加大进给或加快切削速度。无需花费数月时间等待昂贵的新设备投产。正因为您的客户无需为此等待，他们也不会拒绝您的再次拜访。 要想提高工厂的产量，最简单直接的方法仅需两步。首先，购买当前性能最突出的加工刀具。其次，充分发挥刀具性能，关注金属去除率甚于关注刀具寿命。智巧地更新刀具，通常能将涡轮机零件的产量稳定地提高远远超过10至20个百分点，而利润则常常因此提升2倍或3倍，这对于制造工程师来讲才算“表现不错”。可以想象一下其对瓶颈工序施加的影响。最近，伊斯卡的一款蝴蝶槽铣刀（TANGSLOT）在东德克萨斯州的一家石油机械公司立马解决了一个瓶颈问题。它将在悬挂器主体上的原本令人棘手的开槽速度几乎加快1倍，金属去除率提升1倍，刀刃寿命延长4倍，功耗降低15至20%。 与信息处理相辅相成 回顾过去十年间的数据处理发展趋势，我们不难了解刀具对生产率的影响。用户最大的收益并非源于机床而是源于在机床上运行的软件。将刀具视为“软件”，用“软件”提高“硬件” -- 数控机床的生产效率。 其实，软硬兼修走得更远。今天的加工选择范围、创新步伐堪比笔记本电脑上的软件更新速度。刚安装的最新财务软件，很快就会被增强版所替代。当你刚更新的切削刀具将进给速度提高20%，升级的刀具产品就能将该指标提升到新的高度。 刀具如同软件，不断推陈出新。故此，即使一年前刚刚更新了刀具，如果同期刀具供应商在相应领域做出了明显的改进，那么，再次更新刀具，也是应当考虑的。这不仅不是错误的选择，更是正确的抉择。“旧”刀具已经贡献出比超过其自身好几倍的价值，所以，不必犹豫，推动更新刀具的计划吧。刀具更新，可有效加快利润的积累。刀具被归类为“耗材”非常合理：它能在有限的经济周期内为您赚钱。衡量其价值的终极指征在于刀具在最出色状态下为你赚取了多少利润，而不应仅仅关注刀具寿命长短以及价格高低。 总而言之：刀具技术总是处于不断发展中，也是更新较快的一项技术，这样的状态，贯穿始末。正因如此，请把它看作是改善业务的一次契机吧！ 更有利的几何结构，改进的装夹 发电设备加工技术的最新突破在于刀具尺寸、刀片几何结构和装夹系统。更大规格的刀具，更适合于在大功率机床上加工大型零件，目前已作为标准刀具供货并储备于全球各中央库。改进的刀片几何结构使切削更自由，每个刀片的切削刃更多，卷屑槽的设计使得即便在更高的速度下也能控制切削热。由切屑带走大多数的切削热，保证了在更快的切削速度下刀片也不会过热。此外，新型特制刀具几乎涵盖了涡轮机生产中各零部件的金属切削加工：转子、涡轮盘、开放式和封闭式叶轮、叶片与汽缸、水力涡轮机、燃汽轮机、风力涡轮机，甚至是每个叶片根部轮廓。以钻孔加工为例，CHAMDRILL变色龙钻头，有4种形制的可换刀头，更换刀头简单快捷，用于加工从铸铁到镍铬合金的一系列金属材料，可满足各种发电设备的加工需求。此外，钻头夹持于主轴即可更换刀头，进一步消除了重要的误差源，并缩减了停机时间。自夹紧系统，意味着刀头无需锁紧螺钉，即可实现自夹紧，且刚性高。自夹紧系统将刀片压入并牢固在位置上而无需紧固螺钉，避免了安装费时，库存费事以及磨损刀体等弊端。 在铣削加工中，铣刀改进的刀座设计和装夹系统使得更多的切削力传导回至刀具，使切削系统更稳定可靠、进给速度更快。大型插铣刀比侧铣刀的系统结构更强固，可显着提高粗加工的速度。此外，双面螺旋刃铣刀（HELIDO）刀片的螺旋切削刃设计使得刀具可更平滑地切入工件，对机床、工件和刀具产生的冲击力更小，最终获得更高的金属去除率。切削刃逐渐进入工件，像剪刀剪纸一样。立装螺旋刃蝴蝶铣刀（HELITANG）让主切削力指向最厚实的刀片截面，在大幅提高面铣的粗加工速度的同时，也有效保护了切削刃。通常使用这些刀具，在进给率提高一倍所进行的强力粗铣中，刀片也不容易破损。在加工汽缸和其他大型零件时，节约的时间以天为单位来计算。 刀具的改进亦已加快了车削和切槽加工的速度。采用伊斯卡的 CUT-GRIP霸王刀，可将径向T型槽的生产率平均提高50%。同样，伊斯卡的枞树型轮槽铣刀被证明在涡轮盘、径向轮槽以及平衡槽的枞树型轮槽加工中节约了大量时间。 提速指南 知道随时间变化的可变成本与刀具成本间的75% / 3%法则是一回事，如何利用这一理论来提高作业速度则是另外一回事。下列是备忘书： ·设定作业的进给与切削速度时，关注更快的金属去除率甚于关注切削刃寿命。您交付产品的速度越快，赚取的利润也更多，这才是您应当强化的操作策略。纵观全局，刀具成本犹如九牛一毛。 ·一旦发现更换刀片不仅仅是因为切削刃磨损，就应当意识到，选用的刀具并不太合适。请联系购买更合适高效的刀具。 ·密切关注主轴功率计。 如果刀具满负荷运转，读数始终远低于90%，可考虑换一个规格更大的刀具。如今大规格刀具的种类很多。刀具不应当成为您的加工瓶颈。 反之，如果读数高于90%，选用大正前角的刀具或螺旋刃刀具可有效降低切削力，进而可更改切削参数，提升加工效率。 ·如果在过去的五年中您从未改良全厂的刀具，请重新审视。现在就开始行动吧。如今，发电设备制造业的最新刀具平均比5年前最好的产品至少提速50%以上。 ·积极践行“不断改进，精益生产”的原则。 ·订购新机床时，请咨询刀具方面的建议，至少应参考一下全线刀具供应商的意见。刀具供应商的刀具信息原本就比机床制造商或者集成供应商的更丰富。刀具的改变可以大幅提高金属去除率达30%甚至更高。 ·让刀具的切削速度更快，特别是加快进给速度。制造商的建议往往作为首切参数供参考。在一台性能出色、刚性佳的新机床上，运行参数往往可以比推荐的切削参数高很多，而且安全可靠，常常对切削刃寿命影响也不大。通过适当的项目改造，提高进给率且不会缩短切削刃寿命。您将会更具竞争力、盈利能力更佳、交付能力提升。 ·如果钢质切屑未曾因切削热而呈蓝色，那么切削速度太低了。提高切削速度不仅能增加收益，甚至能延长刀刃寿命。类似地，对于镍基合金，可以提高切削速度直到切屑呈稻草黄。 ·以开放的心态对待专用刀具与标准刀具。刀具供应商的专用刀具生产线占据了研发投入的最大份额，它们必然具有更出色的性能。领先刀具制造商们的全球供应链非常强大，几乎随时随地保证供货。先进专用刀具带来的产能收益将肯定会超出过分依赖标准刀具。 ·比较易用性。您会发现，领先刀具品牌在装卸、刀片转位操作便利性方面优势突出。每天，这些优势都能最终体现为为您带来更长的机床运行时间，更多的加工零件和更快的产品交付能力。 ·要谨慎对待任何特定的“行业通用”的进给速度与切削速度数据库。它们通常是基于标准刀具和旧信息。对于一个要求快速交付的产业来说，它们过于保守。 ·寻求外界帮助。您将很快得到更满意的答案。由于刀具的选择太宽泛、变化太快，很难让自己始终与时俱进。邀请有资质的刀具供应商走访您的工厂并倾听对方的建议。他们会很高兴有这样的机会，而且建议也是免费的。敞开大门，接纳新鲜的建议吧！ ·每次运行重复作业时，考虑重新调整它。一方面是上次作业后，或许已有更好的刀具产生；另一方面，你可能会输给已经发现最新刀具的竞争者。 居安思危，不要让它成为一个陷阱。 ·将本文附带的加工经济图剪下来，贴在您的程序员、制造工程师和采购经理都能看到的地方。这有助于让他们时刻谨记-更快的加工，更快的交付。 ·购买一个备用刀具。您可能需要置换刀具，更换刀片切削刃，然后再重新尽快地恢复生产。但几次更换下来，所浪费的机床运行时间应创造的收益完全可以填补购买额外刀具的成本。 颠扑不破的真理 虽然刀具革新的步伐正在加快，但加工经济学中的75% /3%法则始终不变。在零件的整个加工成本构成中，速度相关成本压倒性地超过刀具成本。换句话说，运转速度更快，则更赚钱，而不仅仅关注省钱。而且您将保持与当今飞速增长的发电装备需求同步。去买切削速度更快的刀具，将它的潜能发挥到极致吧！(end)

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