制定新战略
某汽车零部件制造商成功地采用高速加工技术提高了其锻造工序的工装产量。
就其本质而言,制造业务对生产战略的根本变化具有抵抗力。因此,当重新配置大规模生产过程时,计算错误的后果足以让管理人员产生一种攀上高枝的感觉。在这个场景中,玩家盯着地面,意识到他们在没有安全网的情况下工作。
天合汽车公司(TRW Automotive, St. Catharines, Ontario, Canada)在转向和悬挂系统部门的工具室经理开始研究加工锻模的替代方案时,就遇到了这类挑战。这项调查最终获得了400万美元的总投资,用于启动高速加工过程。然而,当公司开始转型时,这种技术相对较新,合适的机床选择相当有限。今天存在的支持网络在很大程度上是缺失的。由于这个原因,该公司的管理人员有义务在开发这一技术的能力方面开辟自己的道路。
天合汽车(TRW Automotive)是全球第八大汽车供应商,生产各种原始设备和售后产品,包括制动系统、底盘部件、转向系统、乘员安全系统、发动机部件和工程紧固件。该公司在北美拥有超过25,000名员工,2002年销售额达到106亿美元。圣凯瑟琳工厂雇佣了大约800名员工,每天的锻造业务包括3个8小时轮班制。
改变工具室生产流程的动力来自内部——来自锻造业务不断增长的需求。该公司需要替换成熟的生产流程,因为该流程已经不够灵活,无法跟上这些业务的步伐。该工厂现有的工艺包括创建所有锻件的母件,从这些母件复制电极,并通过电火花加工模具腔。这需要总共使用12个冲压电火花机,5台复印机,一个研磨机和大量的操作员。
由天合工具室加工的大部分模具用于生产汽车悬挂臂、上部控制臂和球接头组件。在从感应加热锻件连续生产零件的过程中,这些压模暴露在非常高的温度下。模具由硬度为45hrc的H13钢加工而成。该公司的锻压厂既可操作立式压力机,也可操作卧式(镦机)机。
搜索更有效的过程LED公司以安排在高速机器上铣削其锻造模具的演示,作为EDM过程的替代方案。结果说明了公司可以大大简化其模具生产过程的管理人员。“示威证明,毫无疑问,这将使我们能够在大幅增加饲料速率下切割硬化材料,”CNC Programmer Robert Chausse表示。但是,说服工具室员工拥抱一个完全新的加工策略被证明是一个更加渐进的过程。从公司的第一台高速机器开始运作时,在刀具室升高到全部生产之前需要大约1年的过渡期。
到达那里
对于天合汽车(TRW Automotive)来说,改变高速加工方式需要改变工具制造商对机床性能的基本假设。最初,通过以更高的速度操作新型切削工具可以更有效地去除金属的概念,对于该公司的资深机械师来说,很难接受表面价值。此外,应用适用于高速加工的速度和进给参数似乎违背了工具制造商使用传统刀具的经验。在安装了四台高速hmc中的第一台后不久,该公司就遇到了一些障碍,短暂地加剧了这些疑虑。
首先,由于当时高速加工没有大量的跟踪记录,TRW Automotive需要对各种加工参数进行试验,以确定其生产工艺的最优条件。“我们在一开始就破坏了一些纺锤,因为我们相信机器可以比实际情况更激进地运行,”Chausse先生说。
在这个初始阶段的第二个障碍是高速机器切削工具的有限可用性。工具室协调员Norm MacLeod说:“这些工具的供应商很少,而且非常昂贵。”“因为我们有好几个月没有完善加工工艺,我们最初购买了一些工具,后来发现无法使用。”
这个过程主要涉及决定哪些直径和尺寸的刀具最适合公司的加工需要。随着高速加工工艺的完善,天合汽车的工具室经理发现所需的刀具尺寸范围比最初预期的要小。很快就发现,直径为1 / 4英寸和1 / 2英寸的工具将被大量使用,用于工具室的大部分工作。
该公司还需要找到一个新的CAD/CAM系统适合高速加工。Chausse先生说:“当时我们使用的软件无法生成用于毛坯加工的刀具路径。”我们的软件也无法生成用于下潜作业的z级工具路径。”
因此,在最初的软件供应商开发出适当版本之前的两年时间里,公司需要找到一个替代系统并学习如何操作它。这是过渡阶段的另一个障碍。虽然天合汽车的工具制造商学会了如何操作高速机床、软件和控制器,但他们也集成了材料处理和工具管理的新系统,以支持这种新过程。例如,与之前由车间人员单独装卸电火花机的做法不同,工具间安装了一个托盘系统来在hmc电池之间转移模具。
鉴于其对高速加工的承诺,对天合汽车来说,风险非常高。“一旦我们做出了决定,就绝不可能失败,”Chausse先生说。在管理、信息服务、工程和经验丰富的工具制造商团队的大力支持下,公司创建了一个有效的跨职能小组来开发其新工艺。然而,在高速加工的同时,该公司面临着满足现有生产需求的持续挑战。由于这个原因,该公司在单个零件的模具生产中开始了高速工艺,然后逐渐扩展到整个模具生产线。
回报
在成功完成其转型中,公司的生产力提高了一些显着改善。随着创建硕士和电极的艰苦过程现在只是记忆,模具生产的工具室的整体过程时间已经减少了50%。制造工具所需的步骤数量从九到仅为六个减少,并且劳动效率显着提高。“与我们的旧方法相比,我们今天能够生产更多的死亡,较少的人,”Macleod先生说。
这些收益极大地扩展了公司在生产规划和客户服务方面的可用选择。完成和再制造模具的较短周期时间现在使工具室能够更快地适应生产需求的变化。减少用于工具生产的交货时间使工具室能够采用JIT生产方案,以其与公司的锻造部门的关系。该公司的前EDM过程不可能这种灵活性。此外,刀架可以更快地适应部件设计的演变。
对于金属加工公司大而小,TRW汽车的过渡强调了调查新技术并提前承诺进入新进程的重要性。该公司的经理意识到他们不能等到他们的锻造行动面临严重的障碍,以满足生产需求。为今天的需求做好准备,因此,尽管有相关的风险和不确定性,但该公司需要几年开始采用这项技术。
随着公司人员了解更多关于高速加工的方法和要求,他们的初始疑问被对新过程的效率的相当大的热情所取代。虽然今天采用此过程的制造商必须仍然持续重大的试错期,但改进了对相关资源的访问缩短了学习曲线,从而降低了启动成本。
在这静脉中,当今高速加工过程的切削工具的价格仅代表了这项技术的早期采用者支付的一小部分。例如,与今天的价格相比,TRW汽车在采用高速加工时,某些工具将多达八倍。此外,还获得了更多的经验来指导自公司转型的时间以来引导高速切削工具的各种应用。
天合汽车的成功表明,目标的团结和组织的灵活性代表了在全球竞争中成功适应和繁荣的制造组织的特征。然而,在金工专业人员能够意识到新技术的优势之前,一些基本的思维和组织转变必须发生。在此过程中,团队成员不应将这些变化视为威胁,而应将其视为改进整个生产系统的机会,这一点至关重要。因此,对于管理者来说,带着信心引导组织通过这些变化的挑战至少等同于掌握技术。
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