高速加工的原点力矩

如果有人写过“高速加工”的历史，那可能会包括20世纪80年代末的一个时刻。当时麦道公司(McDonnell Douglas)的杰里·哈雷(Jerry Halley)从罗恩·阿恩斯(Ron Aarns)那里听到，他可以自由推进公司的高速切削技术(HSM)发展。

哈雷先生回答说:“你是认真的，对吗?”战斗机是可操作的，但制造过程不容易改变航向。赢得对高速sm的认可花了很长时间。今天听到这段经历，我看到的一个更重要的教训不仅与哈雷先生的贡献有关，也与他当时所扮演的角色的重要性有关。

不久前，我有机会与哈雷和阿恩斯坐下来，听他们讲述一种不同的制造方法是如何找到自己的位置的。哈雷现在是密苏里州赖特市科技制造公司(Tech Manufacturing)的执行副总裁，但阿伦斯仍留在该公司，并在那里担任高管。这家公司现在是波音公司。

在这种情况下，高速切削的重点是在战略高速下利用固有频率避免颤振。(本文关注的也是这个问题。)哈雷先生的目标是减轻体重。然后，作为钣金部件组装而成的部件可以被加工成单个、更轻的整体部件。此外，通过稳定的铣削速度，可以可靠地铣削这些整体构件中的细肋。飞机零件设计假设标准肋厚大于0.050英寸。更薄的肋骨可以减轻相当大的重量，哈雷曾看过一份研究报告，演示了如何磨出0.013英寸(约合0.9厘米)薄的肋骨。

当哈雷开始采用这种方法时，使用显著提高铣削主轴速度的概念并不新鲜。斯科特·史密斯博士(现就职于北卡罗莱纳大学，也是BlueSwarf的联合创始人之一，在上面引用的文章中提到过)是当时已经在从事HSM研究的研究人员之一。佛罗里达大学(University of Florida)等机构在这一领域进行了研究。然而，当时的工作往往集中在金属去除率上。哈雷发现这种方法特别适用于飞机重量(因此也适用于飞机性能)，部分原因在于他的工作职能。他在可生产性．

作为麦道公司设计组的一员，“可生产性”关注的是零部件的制造质量。它旨在连接设计和制造，从这两个领域汲取知识。在哈雷的案例中，这一观点明确了无抖振铣削和改进后的飞机之间的联系，而这种联系本来是模糊的。一个与制造业绝缘的人，或者一个被当前的制造工艺所吸收的人，可以说不会轻易地看到两者之间的联系——因为高速切削与当前的工艺相差甚远。事实上，高铁面临的困难部分是由于员工离职的程度造成的。

哈雷说，一开始并不清楚高速sm的全部可能影响。随着时间的推移，很明显，当时被视为钣金组件的重要工作可能被重新考虑为铣削零件。这一变化的范围为我们提供了更多的理由，让我们认真关注反对意见，而哈雷一个人无法支持这一事业。

幸运的是，天使们也加入了进来。阿恩斯就是其中之一。还有其他的。哈雷的提议符合多方利益，这也起到了作用。工程部希望减轻重量。机加工需要这项工作。这些团体支持他。阿恩斯承认，他的初衷与其说是为了减轻重量，不如说是为了更快地去除金属，从而节省成本。这一套复杂的利益面对另一套同样复杂的利益，讨论有时变得激烈起来。最终，HSM确实向前发展了——在一架飞机上，14000个零件号最终被7000个取代。 Aircraft parts are designed for this kind of production today.

然而，高速sm对应着另一个发展趋势——外包。制造工作被外包出去了。这是有实际好处的。但是也有成本，其中一个成本是:随着设计和生产不再驻留在同一个组织中，“可生产性”角色失去了它的背景。因此，任何与高速sm相关的斗争都失去了可能开始的背景。由于企业所有权的高墙围绕着不同的学科，可以说，这种分离使没有人能够很好地看到或推动制造业范式应该改变的时刻。

哈雷目前的角色就说明了这一点。他是一个机械加工专家——他的公司提供机械加工服务，他专注于使他的车间的机械加工过程更有效。但在波音，高速切削并不仅仅是一个加工解决方案。HSM是一个组装解决方案，因为它解决了与程序集相关的挑战。

我不是在评论波音。事实上，波音与我所知道的任何一家大公司一样，对与供应商合作的价值非常敏感。公司内部的团队致力于与供应商对接——既向他们学习，也向他们传授知识。相反，这篇评论涉及到对制造业创新的一个更大的观点。在我看来，不可否认的是，这种创新现在面临着更大的障碍，因为创新需要在以前互不相连的部分之间建立意想不到的连接。当碎片被分割给不同的所有者时，这样的连接变得更加困难。拆分似乎是我们现在在整个行业几乎所有地方都在做的事情。

我不知道像高速加工这样的制造创新出现的频率有多高。我不知道是否有任何这样的创新因为外包的承诺而被忽视或减缓。即便如此，我认为波音/麦道公司的高速切削技术例子说明了制造业的一个重要问题，而我们整个工业尚未充分认识到这一点。哈雷认为机械加工是一种装配技术。我认为总的原则更大。将工作从装配转移到数控铣削的例子说明了这一点制造本质上是一种设计技术．

毕竟，那些飞机设计师的设计是有限制的。哈雷提供的消息是，限制条件已经改变。整体形式是实用的。更薄的肋骨是可能的。

今天，如果约束以某种类似的方式移动到您所涉及的制造产品，产品设计师会知道这一点吗?他们是否知道如何以一种完全不同的方式来号召生产，从而生产出更好的产品?

在产品创新的世界里，这可能是最多的决定的信息的领域是:对现实能走多远的理解。简单地说，一个产品设计工程师可以做得更多，如果他或她对什么是可能被生产的有更充分的理解。