转动艰难的东西

位于密歇根州沃伦的 Gentz Industries 是一些供应商喜欢的客户之一，而另一些则不喜欢。让 Gentz 成为一个好客户将使供应商变得更好——它的所有其他客户也将受益。

根茨可能被称为“具有挑战性”。然而，迎接挑战是变得更强大的最好方法。这并不是说这家公司“困难”或“要求很高”或“总是在讨价还价”。相反，它非常开放、合作和公平。问题在于，Gentz 致力于满足航空航天和发电领域一些具有独特挑战性的生产要求。为商业和军事市场制造复杂的涡轮发动机部件是其业务的主要部分。这些部件包括燃烧箱、高压涡轮机外壳和排气箱。除了车削、铣削和电火花加工等 CNC 加工工艺外，该车间在使用液压机、激光切割、水刀切割、液压成型和其他工艺成型钣金方面拥有广泛的专业知识。也许它最杰出的能力是使用 TIG 焊接、电子束焊接、真空炉钎焊和其他先进的连接技术将大量加工和成型的零件组装成成品。

毋庸置疑，对喷气发动机部件的质量要求极为严格，满足这些要求是 Gentz 的首要任务——该车间在行业中的声誉取决于此。其他最关心的问题是效率和成本控制，这决定了商店的盈利能力。

值得注意的是，在过去的几年里，Gentz 改变了购买刀具的方式。同一时期，它也改变了投资机床的理念。这些变化是公司设法不断缩短加工时间、减少设置和最大限度地减少零件处理同时始终达到质量和成本目标的原因之一。有趣的是，Gentz 在专门开发的刀片和定制刀柄样式上花费更多，而不再购买昂贵的高端机床。然而，在这两种情况下，这都反映出公司变得更加注重价值。

在刀具支出和机床投资方面具有价值意识会产生很大的不同。这家公司购买了很多刀具。据采购经理 Mark McWilliams 称，该商店每年在硬质合金刀片上的花费约为 125 万美元。 Gentz 也一直在购买相当多的机床，尤其是在去年左右，因为它正在加速生产用于 Pratt &Whitney 150 喷气发动机的涡轮机壳。自2007年初以来，公司新安装了10台数控机床。

为了最大限度地利用硬质合金刀片和相关切削刀具产品的支出，Gentz 开发了一种非常不同寻常的方法来与其主要切削刀具供应商山高刀具（密歇根州特洛伊）和山高的当地经销商 E &R Industrial 合作.该车间每月举办一次论坛，向这些供应商展示其最紧迫的加工挑战。这些论坛在车削应用方面取得了显着的成功，尽管铣削也从中受益。

尽管 Gentz 在机床投资方面所遵循的新理念可能不那么具有开创性，但同样值得关注。直到最近 2 或 3 年，这家商店在购买新机器时普遍存在“一分钱一分货”的心态。这导致商店购买了大部分昂贵的机器，其中许多来自日本。尽管这些机器仍然被视为非常有生产力的资产，但公司却采取了不同的方向。对于因科镍合金和其他特殊合金的最困难的车削应用，Gentz 已经购买了多台台湾机床，例如 Johnford 的卧式车床和 VMC，以及 You Ji 的立式车床。这种思维方式的转变主要归功于美国进口商 Absolute Machine Tools（俄亥俄州洛雷恩）及其分销商 Single Source Technologies 的努力。这些机器既符合 Gentz 苛刻的性能标准，又代表了“更多机器物有所值”。根据 Gentz 首席运营官 Roger Bartolemei 的说法，转向台湾制造的机器使该车间能够获得满足对其喷气发动机组件不断增长的需求所需的能力和产能。

OEM 和维修车间

尽管 Gentz 处理某些供应商关系的方法可能不典型，但该商店在其他方面也很突出。它以小批量生产长期复杂的零件。 OEM 产品约占其销售额的 80% 至 85%。 15% 到 20% 的销售额是“大修”工作——修理、翻新和升级关键的喷气发动机部件。由于大修工作通常必须立即转身才能让飞机重新升空，因此 Gentz 遵循“快速响应制造”原则，这是一种适用于车间环境的精益制造技术的变体。机床被安排在可以自给自足地完成一组操作的单元中。快速转换、标准化工具和视觉制造（保持一切都在视线内并清晰标记以防万一识别）在整个车间区域实施。

多年来，该公司一直在沿着这些方向发展，但自 1949 年成立以来，一直坚持其作为航空航天车间工作的根源。该公司目前位于沃伦，距其原址不远。其最近一次扩建于 2007 年 12 月完成，使其总制造空间达到约 132,000 平方英尺。 Gentz 的员工队伍也在不断增长，接近 300 人。

该公司的制造方法是真正全面的。它的工程师与客户的设计师合作，不仅提高了组件的可制造性，还提高了它们的可修复性。 Gentz 可以在开发 OEM 生产流程时开发维修和维护手册，并在交付完成的组件时提供维修包。然而，生产过程在启动后不会保持不变。立即开始考虑简化运营和降低成本的方法。

一个看似矛盾的是，该公司对改进其制造工艺的尝试既谨慎又积极。一个组件在达到特定操作时可以代表数万美元的附加值。如果该操作是稳定且可预测的，那么该商店对可能破坏现状的变化保持警惕是可以理解的。当现状代表瓶颈、刀具消耗过多、对自动化的阻力或机器其他不太理想的性能水平时，车间积极寻求更好的方法。

这就是为什么与机床供应商和刀具制造商的互动对 Gentz 产生重大影响的原因之一。

工具论坛

每月一次的“工具论坛”是 Gentz 如何将与供应商的互动提升到新的有益水平的一个很好的例子。与会者包括代表 CNC 编程、工程和采购部门的 Gentz 人员。 Bartolomei 先生和 OEM 制造经理 Jim Stevens 通常是 Gentz 团队的成员参加这些会议，表明了高层管理人员对该过程的支持程度。

山高的应用工程师 Belinda Smith 通常会与 E &R Industrial 的同行一起参加这些会议。几年前，当这些论坛的想法首次出现时，参与的邀请已扩展到其他产品在 Gentz 使用的切削工具制造商，但山高是唯一一个热情地接受这一概念的公司。

会议通常专注于需要关注的特定操作。从本质上讲，这些论坛让 Gentz 有机会挑战工具供应商以找到更好的方法来执行该操作。在确定关注或不满意的领域后，该小组在决定要实施的具体改进项目之前讨论选项和替代方案。这些项目被优先考虑并添加到“行动登记册”中，这是一份正在进行的项目清单，其中包括开始日期、预期完成日期和关于要达到的具体绩效目标的说明。行动记录是每个论坛的主要成果，通常持续约 90 分钟。

通常，山高已经开发出新的切削等级、刀片槽型或刀片涂层来响应动作注册项目。当这些“Gentz 特价商品”在车间证明自己时，其中一些很可能成为山高目录中的标准商品。其他则是针对 Gentz 工件的先进设计所带来的独特困难的独特解决方案。

Gentz 团队明白，成本问题必须关注切割成本，而不是切割成本。与标准物品相比，专门设计的工具的成本可能更高，有时甚至更高。零件成本分析有助于使更昂贵的刀片或刀具组件的价值变得明显和合理。同样，团队认识到它必须对挑战其工具实践概念的概念持开放态度。这可能意味着在试切期间以会引起一些紧张的速度或进给运行工具。

Gentz 和山高之间成功合作的一个早期例子是在 Inconel 燃烧套管中进行螺纹铣削操作。根据工具供应商的意见，该车间通过减少在每个套管上完成 52 个螺纹孔的时间并消除手工攻丝完成每个孔的时间，每年可节省超过 60,000 美元。在最初开发该零件的生产工艺时，该车间希望使用 0.156 英寸螺纹铣刀。不幸的是，其他供应商提供的这种尺寸的铣床无法在不断裂的情况下将螺纹切割成全尺寸。结果，该车间不得不接受使用不那么弱的更大螺纹铣刀，在每个孔中进行三个光程，使螺纹尺寸过小。手动将每个孔攻至全尺寸平均每个套管需要额外的 90 分钟。

Smith 女士认为，该车间仍然可以使用山高 Threadmaster 系列的 0.156 英寸螺纹铣刀加工出所需尺寸的孔。这些整体硬质合金刀具采用微晶粒碳化物结构和 TiCN 涂层设计。但是，还必须进行其他更改。为了优化该材质等级的切削条件，进给率必须加倍至 194 ipm，主轴转速必须提高至 5,000 rpm（机床所能提供的最高速度）。她坚持说，为了最大限度地减少这些设置下的跳动，还需要切换到热缩刀柄系统。甚至编程例程也必须修改。尽管提议的改变起初看起来很极端，但系统方法的逻辑是令人信服的。在测试中，新的螺纹铣刀被证明具有强度和耐磨性，可以在两道而不是三道中生产全尺寸螺纹。

从这次经历中得出了几个教训。一方面，必须让工程、编程和车间员工参与讨论。另一方面，重要的是不仅要考虑切削刀具，还要考虑刀架、加工参数和编程例程。此外，有必要让切削刀具制造商的代表出席机加工试验，以确保所有建议都得到充分执行，并且测试切削得到公平执行。

重新思考价值

尽管通过开发新的工具解决方案来改进操作永远不会太晚，但要克服因机床局限性而产生的限制或效率低下要困难得多。因为 Gentz 彻底了解其工件，从设计意图到维护和维修周期，公司利用这种洞察力明确提出对新机器的要求。然而，灵活和务实的态度为这家商店提供了很好的服务。例如，最近从台湾转向“价值定价”的机器与该公司对变革的开放态度是一致的。

最近，该车间专注于提高采用高温合金（例如 Inconel 718）的薄壁外壳和外壳的生产，这是一种经常遇到的材料。对这些零件的需求激增，尤其是在 Gentz 与 Pratt &Whitney 150 发动机涡轮壳体签订了新合同的情况下。通常，这些零件的外径和内径都以具有精细表面光洁度要求的复杂轮廓和凹槽为特征。一些外壳的直径接近 40 英寸，高达 30 英寸。大多数以锻件开始，其重量可能是成品零件的 3 或 4 倍。机加工后，壁厚可薄至 0.06 或 0.08 英寸。直径的尺寸公差通常为 0.001 英寸。复杂槽和凹槽的宽度公差通常同样严格。

为了满足激增的订单，Bartolomei 先生最初想坚持使用惯用的车削中心。然而，经销商 Single Source Technologies 将他引向了 Johnford ST 型斜床身车削中心，该车削中心具有处理各种套管直径所需的异常大的摆动。尽管如此，巴托洛梅先生还是犹豫不决。他想知道，我们不应该考虑使用我们习惯的更昂贵的机器。在他看来，这些机器的刚性、可靠性和准确性是理所当然的。

SST 销售副总裁 Keith Kauzlarich 知道，Gentz 对高品质机器的期望毫不妥协，并以高水平的服务和支持为后盾。但是，他可以看到，Johnfords 和其他来自台湾的机器会很合适。例如，
Johnford 车削中心不仅具有车间所需要的出色摆动，而且还具有使其特别适合加工铬镍铁合金的其他特性。

其中最主要的是刚性。其床身铸件的重量和尺寸以及轴上的箱形槽结构将吸收因科镍合金加工所涉及的力产生的振动。 （作为一种工件材料，铬镍铁合金既难加工又对振动高度敏感，因此很容易产生颤振。）这台车床上的 60 马力主轴电机和大型主轴轴承将为这些切削提供动力，尤其是在粗加工中当需要低转速下的高扭矩时。此外，床身倾斜的 60 度角使操作员可以靠近工作区域中的零件。

Absolute Machine Tools 总裁 Steve Ortner 认为，这家制造商的机器现在比日本的同类机型更具优势，因为 Johnford 没有追随日本制造商青睐的用于高速加工应用的更轻、低质量设计的趋势。例如，他指出，这些车床上较重的 Meehanite 铸件提供了切削 Gentz 所面临的坚韧航空合金所需的出色刚度。

除了传统的车削中心，Gentz 还需要扩展其在垂直车削方面的资源。然而，其首选选择的较长交货时间将它们排除在外。 Bartolomei 先生是从友记那里指导 VTL 模型的，这是 Absolute Machine Tools 从台湾进口的另一条线。正如 Ortner 先生所指出的，这些机器不仅符合规格，而且是非常可靠的产品，在航空航天工作中有着良好的记录。此外，Gentz 需要的型号尺寸可从工厂获得，交货时间短。

增加对台湾机器怀疑的一点是价格。这两个品牌的价格都比 Gentz 预期的要便宜得多。这是一家在机床采购方面从不逢低买进的公司。在制造设备上吝啬不是它的风格，也不是在要求非常苛刻的航空航天工业中确保质量工作的方式。

最终，SST 安排 Gentz 团队在 Absolute 位于俄亥俄州的总部开会，展示 Johnford 和 You Ji 机器。还安排了对该地区将这些品牌安装在与 Gentz 非常相似的航空应用中的客户的访问。两位用户都在加工铬镍铁合金时取得了巨大成功。这足以说服商店继续下订单。前两台 Johnford 车床面对面安装在一个单元中，中间有一台桥式起重机，以帮助装载和卸载。不久之后，安装了一个带有两个 You Ji VTL 的类似单元。

根据 Bartolomei 先生的说法，这些机器的性能非常好，以至于两家制造商都重复订购了机器。这包括一对带四轴转台的 Johnford SV-41H VMC。与 Gentz 的几乎所有机器一样，新的斜床、VTL 和 VMC 每周 6 天、每天 24 小时值班。这些机器的可靠性记录超出了预期，但应该指出的是，Gentz 制定了严格的预防性维护计划，作为其精益制造和持续改进工作的一部分。

制造业的未来

Gentz 在航空航天领域的成功被视为密歇根东南部制造业生存的典范。许多观察家目睹了该地区汽车工厂的衰落和随之而来的失业，结果却得出结论，该地区的制造业没有未来。 Gentz 显然与这种观点相矛盾。

除了在自己的设施内为不断增长的劳动力创造高薪工作外，Gentz 还在该地区的其他制造公司需要其目前不提供的内部流程之一时为该地区的其他制造公司提供支持。它还支持本地供应商公司，例如山高刀具和 Single Source Technologies。但是，Gentz 的每个人都明白，永远无法保证持续成功。公司必须通过挑战自我、挑战供应商以及保持客户强大来更新实力。