購買新機床往往是為了履行某（mǒu）種特定工件的合同。但是，除了滿足這個目標外（wài），通（tōng）常還可以（yǐ）看到這對公司的運作會帶來額外的好處。這就是Sterling Engineering在投資了兩台強有力（lì）的立式轉塔車床(VTL)，並帶有兩個（gè）對他（tā）們來說是很新的選項:動力工藝裝備和高壓冷卻係統之後，他們所發現的 “增值”之處，包（bāo）括減少設置，簡化工（gōng）作流（liú）程，提高產能，甚至（zhì）還有更安全的車間。另外，該（gāi）廠將通過吸取在使用這兩項功能時所學到的（de）經驗教訓，繼續更有效地利用這些機（jī）器（qì）。

      “盡管我們是為（wéi）了某種特定的任務而購買這些機器，它們也確實讓我們重新思考，我們在加工其他工件時可以怎樣改進（jìn），才可以做到更迅速，設置的次數更少，”總經理Chris Haddad稱，“有了這（zhè）些新功能，我們現在對以前根本很難做好的工作也有（yǒu）了報價能力。因為能（néng）夠在一台機（jī）器上做更多的工作，材料搬運量也減少了（le），降（jiàng）低了我 們每個零件的製造（zào）成本（běn）。動力工裝使我們能夠直接加工以（yǐ）前必須搬到（dào）另一台機器上加工的工件細節，從而節省了大量時間和人力;而高壓冷卻係統則提高了材料去除（chú）率，因為刀具可以在（zài）刀口上（shàng）逗留時間更長（zhǎng），刀（dāo）片損壞的概率也降（jiàng）低了。我們十分高興這兩台立式轉塔車（chē）床表現真不錯，改善了我們的整體運作。”

 

 

 

 

 

      Sterling Engineering坐落在康涅（niè）狄格州的Barkhamsted，1941年由工具製造商John Lavieri和他的弟弟Daniel成立，原本是一（yī）個小型的工具模具（jù）廠，就（jiù）在家的奶（nǎi）製品（pǐn）庫裏，幾乎完全就是與一家從事開發（fā）海盜式戰機的、當時被稱為 Vought Sikorsky Co. (西科斯基)的公司合作。小廠逐（zhú）漸發（fā）展，其重點從工具製造轉向合（hé）同加工。它仍然把西科斯基公司當作大客戶，另外還有普惠、GKN、通用電氣、MB Aerospace以及美國鋁業等。除了主（zhǔ）要涉及航空航天之（zhī）外，Sterling也服務於發電和重工業市場（chǎng）。自3月1日起，該公司是總部設在紐約州灣岸的 Air Industries Group的全資子公司。

      2012年投標（biāo）了新任務後，Haddad先生和他的同事們仔細研究（jiū）了設（shè）備陣容，認（rèn）為現在是時候了，應投資於新的立式車床。這（zhè）將提升他（tā）們（men）的能力，簡化加工工藝，並幫助他們生產（chǎn）出其航空客戶所需要的更（gèng）複雜的（de）幾何形狀。他們開始（shǐ）審查機床及其目前能適用的相應功能——落實了新合同，工藝便要立即升級。“合同一經（jīng）敲 定，便有新的緊迫感，”Haddad回憶說，“特別是（shì）因為它有賴於新機器將提供的新增功能（néng）。我們（men）知道（dào）應盡快縮小候選機器（qì）名單，作（zuò）出決定，以便開始加工這種零件。”

      幸運的是，這時正好芝（zhī）加哥舉辦國際製造技術展覽會（huì）(IMTS)，有很好的機（jī）會仔細考察幾十種立（lì）式（shì）車床，與其原（yuán）始設備製造商及分銷商當麵交流。在展會期間參 觀了15~20個展位後，Haddad先生終於決定將重點放在三種機器，他的（de）研究（jiū）表（biǎo）明，它（tā）們能夠滿足Sterling的需求（qiú）。此時，真正的工作（zuò）開始了。

 

 

 

      展會（huì）配備了幾十台堅固的機床，如數（shù）控臥式中心、立式加工（gōng）中和車削中心，貼著原始設備製造商的標誌（zhì），包括吉丁斯—劉易（yì）斯、DMG MORI、馬紮克、普惠、Gray以及辛辛那（nà）提—米拉克龍。Haddad先生發現亞洲來（lái）IMTS參展的製造商顯著（zhe）增加（jiā），而且展覽質（zhì）量很高，他感到很（hěn）震驚。 在他（tā）的設備搜索入圍名單中，一個（gè）是在日本，另一個在韓國，第三個（gè）在（zài）台（tái）灣。基於在芝加哥所看到的介紹，他聯係到這三種產品在美國的分銷商，並考察它們的性能質量，收集其技術規範並（bìng）詳細詢問具體問題。有一次（cì）他有（yǒu）機會（huì）訪問一個技術中（zhōng）心，看他正在考慮（lǜ）的機器實際運行的演示，在另一（yī）處，他還訪問了（le）一家最終用戶，得到了該機器真（zhēn）實運行的反饋。所有（yǒu）這（zhè）些他都是被引（yǐn）薦後通過電話聯係辦理（lǐ）的。

 

 

      “我們當然（rán）要考慮價格（gé）和適（shì）用（yòng）性，但（dàn）畢竟我們（men）做完這些研究後，真（zhēn）正（zhèng）做決定就很簡單了。”Haddad說，“這就是人機工程學。我們發現，榮田（tián）精機機器除了強大和精確外，其設計（jì）對操作工十分（fèn）方便，操縱工件時不會造成腰背拉傷或一些其他傷害。”

      榮田精機有限（xiàn）公司（sī）是東台精機集團（tuán）的成員，總部設在台灣高雄市。在美國，其產品由緬因州肯納邦克（kè）的CNC Systems Inc.經（jīng）銷。雖然榮田精機主要生產數控立式車床，它也為航空航天和地麵運輸等市場生產立（lì）式車削（xuē）中心、高速鑽削（xuē）中（zhōng）心、立式磨削中心和完整的生產線，包括機（jī）器人。

      CNC Systems的總裁Stephen Arcari協助Sterling作出決定。“我了（le）解了他們（men）想做（zuò）的事，最後建議他們考慮VL-160CM重型立式車削中心，”他（tā）說。

      Arcari先生說，三軸立式轉（zhuǎn）塔車床的技術（shù）規範（fàn），包括（kuò）78.7in的最大擺動和最大切削（xuē）直徑，49.2in的最大切削高度。該機可處理的工件重達 17600lb，並有（yǒu）一16單元的換刀裝置。“機器整體剛性有賴於其米漢（hàn）納鑄鐵基座。”他說，“VL-160CM有結實的肋構，在重（chóng）型加工（gōng）過程中能減少振 動和熱變形。”

      作出決（jué）定，交付機器，售（shòu）後選項如安裝高壓冷（lěng）卻係統和（hé）初步的培訓於2013年完成，公司準備開（kāi）始為新訂單加工零件。然後，出於完全超出Sterling控製範圍的原因，合同告吹。

 

     還有一個例子也說明提前（qián）進（jìn）行研究是十分值得的。Haddad先生在投資（zī）這些機器之前也曾考慮過有可能會失去訂單，思考怎樣用兩台立式轉塔車床更高效地完成現有的工作，甚至尋（xún）求新的業（yè）務。由於有先見之明，機器並沒有閑置。

     在第（dì）一台榮田精機立式（shì）轉塔車床安（ān）裝了大約半年（nián）後，在普惠的前承包商Brian Bidwel加盟Sterling，擔（dān）任負責數控編程的製（zhì）造工程師。事實上，新機器是他吸引到這個位置（zhì）的原因之一。 “任何機器操作工都想了解最新的技術，我還從（cóng）來沒（méi）幹過動力工裝和高壓冷卻這類工作，”他說，“這工作對我非常有吸引力。”

     Bidwell先生到廠時，公司已經開始分配新的工作（zuò）給這些機器，所以他給自己定下的工作，是（shì）盡力學習關於此車床的一切，尤其是這兩個功能怎麽樣才能夠得到充分發揮。這兩者的好處（chù）是顯而易見的。

     我們很容易想象，立式轉塔車床的主軸允許在進行車削作業的（de）同一台機（jī）器（qì）上執行如銑削這樣的程序。“例如，我們有一個排氣罩，需要加工一個鍵槽。”他（tā）說，“如果沒有動力刀具，就必須把工件搬到另一台機器上（shàng），並做一係（xì）列裝夾，其實就為了這一刀，非常（cháng）耗時。現在，隻是（shì）多了一個操作，可以在同一台機器上進行，不必再做設置。”

     他還指出，加工不規則形狀，例如公司生產的（de）另一種具有卵（luǎn）形內徑零件，用動力工裝可（kě）以比用現有可能（néng）的方法更快、更容易、更準確。另外還有些意想不到的好處， 包括工人的安全。 “我們（men）正在考慮加工（gōng）一種大（dà）而重（chóng）的零（líng）件，需要在其周（zhōu）圍以一定的角度鑽（zuàn）一係列的孔，” Haddad先生說。 “在我們擁有（yǒu）帶動力工裝的（de）立式轉塔車床之前，我們曾想過把工件懸在（zài）工作台上，在臥式（shì）鏜銑床上鑽它（tā）們。我們將不得不用套筒主軸，所以刀具的下垂是一個主 要（yào）問題。操作工將必須用升降機（jī）移動工件以獲取鑽孔的合適位置。而這，僅僅是從安全角度考慮的一大問題。現在，我們能夠把工件安在（zài）立式（shì）轉塔車床上，非常穩（wěn）定，我們可以在一台機器上把所有需要做的事做完。大工件重新定位的次數越少，在該地區的每個人就越安全。”

      這裏的高（gāo）壓冷卻係統（tǒng）是ChipBlaster JV-40，它提（tí）供的最大（dà）壓力為1500 psi。Bidwell先生說，它的主要優點包括排屑。“我們生產（chǎn）的某些零（líng）件家族是有深槽的，其工藝（yì）要產生（shēng）鳥巢型切屑，會（huì）很快破壞刀具路徑，”他說。“冷卻係統有助（zhù）於打散切屑，清（qīng）理路徑，使我們能夠繼續加工細節。”

      其他優點包（bāo）括能穿透可能（néng）出（chū）現在（zài）低或中等壓力冷卻液噴霧和（hé）工件表麵之間的空氣阻隔，這有助於散熱，防止（zhǐ）工件和刀具的變形，保持精密的公差（chà），並帶來高質量的表 麵粗糙度。冷卻液噴射有助於創建低而穩的溫度環境，有利於刀具留在刀口較長時間並以更快的（de）切削速度（dù）作業，刀片出現故障的機會較少。“這確實有助於加（jiā）工我們 這種大型工件，”他說，“這時計算的是‘每個工件幾個刀片’，而不是如加工小工件時所計算的‘每個刀片幾個工件’。更換它們是昂貴的（de），所以這些刀片應（yīng）盡量長壽。”

      Bidwell先生繼續在新立式轉塔（tǎ）車床上做試驗（yàn），尤其是動力工裝和高壓冷卻係統所能提供的額外能力，不斷想辦法更高效地（dì）加工現（xiàn）有零件，同時（shí）也（yě）借助這些機器提供的（de）擴展功能（néng）及（jí）其高科技選項，吸引新的客戶。

      經驗教訓

      當談到動力工裝的特點時（shí），Bidwell先生指出，重要的經驗教（jiāo）訓主要在三個方麵:

      用極坐標插補模式(G112)還（hái）是用點對點模式進行編程。“我最初嚐試不用極坐標插補編程所有的切削，但發現很難說（shuō）明清楚發生什麽事，”他說（shuō）。“極坐標插補則容許用較簡單（dān）的（de）代碼，更（gèng）類（lèi）似於普通三軸銑床編程，這樣我就可以依靠機器控製係（xì）統做大部分的工作。我們仍然使用點對點做鑽孔類的作業。”

      如何充（chōng）分利用有限的刀具能力（lì）。“對於孔的去毛刺操（cāo）作，我把用來加工頂部和底（dǐ）部（bù）圓角半徑的兩把刀具改成用一把Heule COFA刀具，”Bidwell先生說。“這可以讓一把刀具（jù）精加工該孔（kǒng）的兩側，並節省（shěng）了轉盤（pán）裏的空間，”。

      把進料率和速度調回來，因為銑削（xuē）主（zhǔ）軸的轉速低。

      在高壓冷卻（què）劑（jì）係統方麵:

      它使得陶瓷刀具有較穩定的切削。“定量的冷卻液使在如鉻鎳鐵合（hé）金718或海恩（ēn）斯188這類（lèi）超級合金裏的陶瓷刀片有長一些的（de）刀具壽命，”他說。“我們能夠在旋轉之前（qián）在（zài）刀口推（tuī）刀具（jù）1~2min。在重載粗加工作業時，這確實是用陶瓷提高了生（shēng）產力。”

      深槽排屑大大改善。“在（zài）某個應用場合，即使（shǐ）刀具是在3in深的（de）溝（gōu）裏時，我也（yě）能把切（qiē）屑搞出（chū）來”他解釋說。

      正確調整噴嘴（zuǐ）使冷卻液噴在（zài）刀刃上十分（fèn）重要。“否則你（nǐ）隻會把它噴得到處都是，”他說。

      Bidwell先生對榮田精機專有的剛性刀具（jù）夾緊係統也很喜歡（huān），它有超大的Z軸鑄鋼“撞頭”，裝有騰躍耦合器和T型拉杆，實現了安全可靠、可編程的刀具固定。“我們發現（xiàn），我們能夠複製老式立式轉塔車床用“固鎖”夾緊刀具所做的重型切削。”他說，“這是（shì）非常穩定的。更高的剛性使得振動小，並最終實現較（jiào）好的表麵（miàn）粗糙度和較長的（de）刀具壽命。”