制造商的工具室成为专属数控机床车间

使命感艾斯冲压机械公司工具间工具间对操作是不利的。这里所发生的是任何定义的生产加工，从工具室到专用数控机床车间的转变都是快速而有力的。

对于大多数访问者来说，这并不是显而易见的。毕竟，该公司占地7.6万平方英尺的主要工厂里并没有膝磨机和工作台，而是一排排的冲床和一排排的金属片。

在演练过程中，金属模具不断撞击的“角块”声、液压系统的嗡嗡声以及零件掉入垃圾桶的叮当声，让谈话变得很困难。高级工具制造商兼总经理达林·休厄尔(Darin Sewell)似乎很高兴回到自己工作区域相对安静的铣床上，在那里交谈更容易。“每件事的发生都有原因，我们的工作就是找出原因，”他在谈到支持造假行业时说。“如果在(渐进模)的第一站发生了什么，会影响到最后一站发生的事情吗?”你要看的是整个系统，你必须了解所有东西是如何一起工作的，并着眼于情况的机制，以形成一个完整的部分。”

然而，他说，新的机遇使得工具制造和制造领域之间的对比不那么明显。现在，Sewell和他的团队装备了4个新的CNC vmc，他们的任务是开发和维护一个快速、可重复的过程，就像在主要设施中运行的过程一样。他说:“我们过去的工作就是把事情做好。”“现在，也要尽快完成。”

当机械加工厂在为商业级Insinkerator系统的零部件而苦苦挣扎，或者完全拒绝工作时，公司自己的冲压生产受到连锁反应中断的威胁就变得太真实了。

尽管重心发生了变化，与休厄尔先生相处的时间清楚地表明，该公司进入生产的最大资产CNC加工已经到位。如果没有基本的工具培训(在这种情况下，经过多年的工程和制造夹具、夹具和级进模组的发展)，Ace Stamping可能永远不会获得第一个大批量CNC合同，也不可能进行设备投资。

他也这么说，虽然不是直接说。他回忆道：“这位客户之前一直去专门的数控机床店，但我们的看法不同。”。“起初我们有一台旧机器，但我们（加工零件）的方式更快、更一致。”

同时，一个HMC和两个瑞士型车床已经改变了两个位于同一地点的姐妹公司的业务。这7台新机床的零部件都是在18个月内安装完成的，公司副总裁James Haarsma称其为年度收入的“强劲增长”。

终止的风险

1927年，约翰·w·哈默(John W. Hamme)创造了“Insinkerator”一词，当时他肯定没有看过关于穿越时空的杀手机器人的大片，但他可能并不介意这种自然联系。Insinkerator是对焚烧炉(焚烧炉)这个词的一种戏谑，是他为自己创建的一家公司取的名字，这家公司生产他发明的产品:垃圾处理器。Insinkerator位于几英里外的威斯康星州拉辛市，几十年来，它一直从Ace Stamping公司购买冲压垃圾处理组件。

然而，将食物垃圾研磨成坚固的骨头需要的不仅仅是冲压零件。在Insinkerator系统中，食物颗粒落在一个旋转的盘状碎纸机刀片上，刀片将它们扔进周围磨环的脊状内壁。随着碎纸机刀片无情地旋转，食物垃圾被磨碎的齿环压碎，不断地从机器中冲出来，进入化粪池或污水系统。为了耐用，这两个关键部件(磨环和碎纸机刀片)是由高镍铸铁(NiHard)铸造的。休厄尔说，尽管洛氏硬度在50度左右，但这些铸件必须经过精加工，以确保正确的组装和操作。

作为一家高产量的金属冲压企业，爱思冲压从未参与过此类工作。然而，当机械车间为商业级Insinkerator系统的零件而苦苦挣扎或完全拒绝工作时，公司自己的冲压生产的连锁反应中断的威胁就变得太真实了。作为回应，该公司将威胁变成了机会，让休厄尔尝试制作这些零件。Ace stamping副总裁James Haarsma说:“我们不仅看到了直接收入的潜力，还看到了通过投身这项工作来支持我们自己的冲压生产线的潜力。.“将机器专用于这项工作使我们与众不同。”

然而，要证明任何投资都是合理的，首先需要开发一个可靠的过程。这项任务几乎完全落在休厄尔的肩上。除了一种坚硬的材料，与原始铸件工作所固有的变化使这成为一项全职工作。尽管如此，事实证明，把公司为数不多的经验丰富的工具制造商之一临时调职是值得的。在三个星期内，车间就开始生产磨环和碎纸机刀片，尽管尺寸范围相同。现在，这个专属机械车间每天生产大约200个零件，有四种不同的尺寸。

认真对待生产

零件的几何形状并不复杂。最苛刻功能的±0.0025英寸的公差对当时工厂的主力机器没有任何问题，这是一款2011型号的VMC，具有直观的对话编程接口。生成加工操作的G代码——磨环的OD和ID铣削，碎纸机刀片的面铣削、钻孔和铰孔——只需导入CAD文件并遵循CNC屏幕上的提示即可。

然而，耐腐蚀性使NiHard可用于Insinkerator，也使合金难以切割。在不损失太多时间和金钱的情况下高速加工破碎刀具在很大程度上取决于Sewell确定正确速度、进给量和切削深度的能力。然而，他最终把大部分时间都花在了另一个基本问题上。他回忆道：“我们的第一个想法是，‘我们将如何保持它？’”。“我们如何不仅准确而且可重复地握住它？我们无法指示（定位）每个铸件。我们必须快速更换。”

NiHard是“弹性的”，他解释说，由于相对较薄的壁，研磨环铸件在加工过程中容易变形。此外，尺寸变化可能高达1/16^th一英寸或更多。如果铸件仍然适合于第二个od铣削工位，则由于夹紧太用力或夹紧错误的位置而扭曲零件的ID将使加工后装配不可能。更糟糕的是，问题可能不会立即显现出来。例如，一个略小的内径可能会受到外径铣床的塞子式夹紧装置的过大压力，只有在全部铣削完成后才可能发现这个缺陷。

虽然他没有任何数控加工背景，但休厄尔说，多年在工具室进行的实验和解决问题的经验让他受益匪浅。回想起两周的工艺开发，他表示，他花了很多时间“在机器上安装指示器”，以研究材料对测试切割的反应他还说:“我检查了大量可以工作，但效果不够好的固定装置原型。”最后，他开发了一个将内径铣刀夹紧到特定扭矩水平的顺序。他说:“晚上回到家，我会在脑海中想象各种场景——‘我觉得我们可以这样做，’或者‘让我们试试那个吧，’——最终，我们做到了。”“一旦我们有了良好的流程，我们就会制作硬工具。”

他补充说，第一个磨环铸件的壁是整个零件家族中最薄的。这使得它成为开发这种可重复的、标准化的安装过程的理想选择，尽管需要一些调整，但也适用于更大、更宽容的铸件。他说:“我们在这个过程中修正的每一件事都是朝着完美的方向迈出的一小步。”“然后，问题就变成了让它变得快速和可重复。”

随着流程的固化，管理层准备在其数控加工能力和能力上投入更多的时间。第一次购买的是Okuma Genos M560 VMC.这台机器使用基本相同的G代码和设置，使速度和进给量立即提高30%。Sewell先生将这一优势归因于严格的双柱设计。与较旧的VMC的30秒相比，芯片间刀具更换时间不到5秒也显著提高了生产率，快速移动速度从275 ipm提高到1500多ipm。由于这些和其他优点，循环时间减少了近一半。这家专属机械厂现在又有三台VMC：另一台是同一型号的VMC，还有两台Okuma MB-46V机器，所有这些机器都专用于加工铸件。

工具就是工具

不过，休厄尔说，铸造工艺本身的不精确性限制了该工艺系统化的程度。因此，熟练的手工和工具室式的思维方式被证明在保持产品平稳运行方面与在最初开发过程中一样有价值。“每一个部分都是独一无二的，每个新人都必须对它有一种感觉，”休厄尔在谈到创建vmc时说。“每种尺寸都有自己的小癖好，我们的人需要知道如何应对。”

回到磨环铣削夹具，他说，即使有特定的扭矩目标和特定的夹紧顺序，也需要一定程度的“感觉”，才能将每个ID铣削夹紧到合适的扭矩设置。关于第二，外径铣削夹具站，情况类似。定位插头兼作夹子。用休厄尔的说法，在不“夹紧一个扭曲”的情况下，同时定位和固定零件，需要一定程度的直觉。“如果我们必须在那里击败它，它会变得很紧，但如果它只是下降，它太大了。他们会知道它的方向是否正确，大小是否完美。(这种手动过程)提供了一种方法，可以快速定位，夹紧，并确保合适的尺寸，而无需在三坐标测量机上每五分之一个零件测量一次。我们只知道它是否合适，我们就在那里。”

Ace冲压继续扩大其加工领域。Ace于1990年收购了姊妹公司Shakespeare Machine Stamping，该公司生产砂轮部件，两台新的津ami 3025B-II瑞士型车床被用来重复同样的策略:也就是说，为了支持公司自己的制造业务，同时也提供直接的收入来源，把一个关键的部分放在家里。与此同时，一个大uma MB-4000H HMC已经帮助另一个姐妹公司，工业用台钳制造商海因里希台钳，通过更换不断故障的旧机器。

所有这些机器都是从莫里斯中西部购买的，苏厄尔将其优质服务、支持，尤其是知识归功于莫里斯中西部。（事实上，他认为莫里斯的一位代表从一开始就发现了瑞士式车床的机会，并指出“我甚至不知道瑞士式车床是什么。”）然而，即使是由资源最丰富、最细心的经销商支持的最精密的机加工设备也只能做到这一点。NiHard casting应用程序不仅仅是Ace Stamping最重要和最赚钱的合同，它还不断提醒我们，基础车间教育的价值，以及机床就是工具这一事实。