最大限度地缩短大型零件的周转时间

优秀的加工企业几乎总能找到方法来减少重复工作的时间。然而，对于可能只对特定零件进行一次加工的加工车间来说，这要困难得多。当需要一台 40 吨的起重机将工件安装到铣床床身或车床卡盘上时，为不重复的工作压缩周转时间所面临的挑战更加艰巨。

位于印第安纳州格里菲斯的 Aeromet Industries 每天都面临这种情况。无论是大型维修工作、以前从未遇到过的大零件，还是自己设计的定制心轴鼓，它加工的几乎每个部件都是不同的。这通常意味着没有现有的 CAM 程序可供访问，没有零件特定的夹具可以从货架上拉下来，也没有给定零件的第一手加工经验。

然而，多年来，Aeromet 实施了通用策略，使其能够最大程度地减少其加工的大型组件的周转时间。这帮助该商店在加工大件产品方面建立了成功的利基市场。公司总裁兼联合创始人 Fred Wahlberg 和他的侄子销售和营销经理 Neil Wahlberg 在最近访问印第安纳州西北部的工厂时解释了 Aeromet 减少大型机加工零件交货时间的一些方法。

从一开始就大

Fred Wahlberg 于 1971 年创办 Aeromet，当时是一家为该地区的钢厂制造替换零件的车间。其中大部分工作涉及修复用于钢铁加工生产线的卷取机和开卷机扩张心轴卷筒，并且这些心轴卷筒中的大多数都有独特的设计以匹配其特定应用。除了涉及大型组件的杂项车间类型的工作外，Aeromet 今天仍然执行这种类型的工作。然而，随着时间的推移，该车间将心轴鼓维修工作纳入了一条产品线。在注意到导致其不断维修的单元类型过早损坏的常见设计缺陷后，该车间被激励创建自己的定制心轴鼓系列。 Aeromet 的心轴鼓由 4140 或 4340 钢锻件加工而成，与其他设计中使用的铸造部件相比，它们具有更高的耐用性和使用寿命。它们还提供增强的片材抓取能力，最终在开始生产线时减少材料浪费。

快速浏览一下 Aeromet 的 25,000 平方英尺的设施，您会发现该车间面向大型机加工工作。它有多台起重机，容量从 10 吨到 40 吨不等，还有一辆可以举起 16,000 磅的叉车。它还拥有一系列不错的大型 CNC 机床，包括 Giddings 和 Lewis 立式镗床，可容纳直径高达 72 英寸、高 84 英寸的零件。它的 Union PC-150 卧式镗床提供 396 x 138 x 30 英寸的 X-Y-Z 行程，此外还有 29 英寸的 W 轴延伸和 79 x 98 英寸的轮廓转台。然而，这家商店最近购买的机器也是最大的：通过德克萨斯州休斯顿的 Shamrock Machinery 购买的梁赞 RT317 车床。这台 CNC 车床于 2009 年安装在 5 英尺深的基础上，摆动 67 英寸，可容纳长达 433 英寸的零件。它配备了一个可选的 120 马力电机、一个镗杆附件和一个 1.5 米的卡盘。巨大的车床取代了一个较小的单元，使车间能够制造更大的心轴鼓以及进行更大直径的车削工作。

当然，要成功加工这些类型的零件，不仅仅是拥有足够容量的设备。以下是 Aeromet 最大限度缩短大型机加工部件周转时间的一些方法：

• 部件取货和交付。 有时，快速周转工作从停在设施外的东西开始。 Aeromet 维护和运营一支卡车车队，专为依赖车间快速、安全和高效运输零件的客户服务。快速响应对 Aeromet 的客户来说至关重要，尤其是在维修工作方面。延长生产线部件的停机时间可能会给客户带来重大损失。事实上，在 Aeromet 关闭的极少数情况下（它通常 24/7 运行），紧急呼叫会直接转给 Wahlberg 先生，以便他可以立即派司机去拾取损坏的部件。

• 提前计划。 Aeromet 的一些客户已计划停产以对 Aeromet 自己的心轴鼓进行维修或升级。为了最大限度地减少生产线停机时间，Aeromet 可能会在接收所有配套组件之前对心轴鼓的某些元件进行预加工。这最大限度地减少了生产线停机维修所需的总加工时间。一旦生产线关闭，商店将带入客户的配套设备；测量适当的齿轮和轴承尺寸；根据这些测量对心轴鼓进行精加工；然后组装并交付修理好的组件。

• 有效的编程和工作表。 自 1980 年代后期以来，该商店一直使用 CNC Software 的 Mastercam，目前拥有最新版本的编程软件“X5”。订单完成后，车间的三位 CAM 程序员中的一位从工程部门或直接从客户那里收到实体模型，并开始开发程序以及为车间员工提供设置表说明。指令包采用彩色编码，因此员工可以快速扫描并识别与他们相关的数据包部分。

详细的说明包使学徒和经验不足的工人能够执行完整的熟练工类型的职责。说明中包含的零件和夹具的 CAD 图像以及实际照片（如果有）也有助于这些技能较低的员工更好地形象化工作。

• 预设工具。 Aeromet 早在 10 年前就开始使用刀具预调仪，以便在机器更换之前将刀具安装在刀柄中并进行测量。预设后，标签会放置在工具上，列出其 X 和 Z 尺寸以及机床中的刀套位置。然而，后者确实是设置人员的关键信息，因为刀具补偿通过以太网直接发送到机器的控制装置。该商店最近从 Zoller 订购了一台新的预调器来替换其旧型号。

• 最小化循环时间。 Aeromet 目前加工大型零件的方法与过去几年不同。这部分是由切削工具技术的进步推动的。 Aeromet 主要使用来自 Dapra 的刀具，该车间称其提供了坚固的切削刃，Aeromet 从以相对较低的进给速率进行重切削转向以更快的进给速率进行轻切削。这最终产生了更高的金属去除率。其过程还包括使用扭矩扳手确保刀片座压力一致，并在每 8 次更换刀片后更换刀片螺钉。

• 研究和改进流程。 Aeromet 利用其全体员工的知识来减少其运营和流程中的浪费。每周一次的团队会议促进了这一点，所有为最近完成的工作做出贡献的人都参加了会议。操作员、程序员、设计工程师、检验人员和其他人员审查零件生产中涉及的所有步骤，以确定超出特定步骤预算时间的情况。这家商店甚至对具体步骤进行了录像。这不是作为一项警务工作，而是试图揭示在哪里可以简化给定的流程步骤。使用影子板进行高效的工具存储和回收、为即将到来的工作排队材料以及预设切割工具都是此类持续改进会议的结果。

培养人才

找到合适的车间员工也是 Aeromet 等商店成功的关键。然而，Aeromet 与其说是寻找员工，不如说是培养他们。这家商店延续了 1977 年开始的高中学徒计划。事实上，目前在那里工作的大多数人都是从该计划毕业的。该计划通过瓦尔帕莱索地区学徒咨询委员会运行，Wahlberg 先生是该委员会的咨询委员会成员。在为期四年的学徒计划中，学生从学习基本的加工技能到编程和其他高级车间职责。这家商店通常在车间至少有几个学徒，这导致了新鲜、中层和顶级职位的完美结合。不是每个学徒都能成功，但不培养自己的才能所带来的不利影响超过了失去其中一名候选人的风险。

Operators Operate, Programmers Program

在 Aeromet，操作员运行机床，但不对它们进行编程。正如沃尔伯格先生解释的那样，这是有充分理由的。多年前，当该车间首次开始集成 CNC 机床时，操作员接受了在机床上进行车间编程的培训。现在，为通过车间运行的每个作业创建一个 CAM 程序。 CAM 程序员还创建指令包，清楚地解释每个作业应该如何设置和运行。工具也为操作员预设、标记并放置在推车上。这使得经验不多的操作员能够在车间中运行大多数工作。另外，如果出现问题，则认为该过程有问题，而不是操作员。知道了这一点，操作员就不需要站着看着机器铣削或转动零件，从而腾出时间来照看多台机器。此外，这种策略可以防止“有经验的”操作员在运行中调整程序，因为进行更改所需的时间通常比实施更改后可能节省的时间要长。也就是说，鼓励操作员将建议的流程更改直接写在作业的指令包上，以供程序员稍后考虑，如果该特定作业恰好重复，他们将审查该包。