如何提高汽车加工的周期时间

在机器和切割操作中改进循环时间的挑战经常让机械师寻找新的解决方案。以下是车间如何处理汽车行业所需的大批量、严格的流程控制和高质量。

有一个与汽车加工相关的愿景，其中包括大量生产钢和铸铁零件的专用机床。

在过去十年左右的时间里，随着汽车制造商及其供应商转向灵活的制造系统和先进材料，这一愿景发生了一些变化。

但事实仍然是，汽车行业的产量明显高于其他行业。
 

希望从事此类工作的商店最好让他们的铅笔非常锋利，他们的质量保证水平完好，他们的准时交货记录只是——准时——最重要的是，准备好刮胡子。每年的单价低几个百分点。

要实现所有这些，除其他外，需要正确的切削刀具，以及实现最短循环时间和最长刀具寿命所需的应用知识。

保持切割工具的一致性

这些知识对任何制造商都是有价值的，即使是那些专门从事大多数工作商店典型的高混合、小批量工作的制造商。那么问题就变成了：这些切削工具是什么，它们具有哪些属性将它们与更通用的工具区分开来？

OSG USA Inc. 的区域经理 Adam Glover 解释说，大批量制造商寻求钻头和立铣刀的一致性，而不是任何特定的几何形状、等级或涂层。

“汽车模具的设计和加工特性将与车间使用的非常相似，但是当你每年运行一百万件东西时，你不能容忍任何意外，”格洛弗说。

“您需要可预测的刀具寿命，当需要更换钻头或其他圆形刀具或任何刀具时，您希望将其放入并启动循环，”他补充道。 “这是重中之重，这就是为什么汽车制造商总是选择最优质的工具，无论价格如何。”

平衡预算

但请稍等——任何为汽车行业报价过机加工零件的人都知道，采购订单通常会交给能够提供最低单件价格的供应商。这难道不是表明商店在规划他们的工具预算时应该节俭吗？山特维克可乐满北美汽车领域业务发展经理 Brent Marsh 表示，并非如此。

“大批量汽车加工的重复性要求在较长时期内将工艺、机床、工件夹具、量规，尤其是切削工具的变化保持在最低限度，”Marsh 说。

“一切都需要良好的工艺能力，减少对操作员手动干预的依赖，以达到预期的最终结果，”他补充道。 “正是这些因素决定了无论您加工什么产品的最低单件价格。”

对于喜欢铸铁、钢和铝的汽车制造商来说，这一切都很好，但其他人呢？加工车间加工从不锈钢到铬镍铁合金、复合材料到高强度合金的所有材料。可预测性在这里当然也很重要，但考虑到需要更频繁的更换，为优质圆形刀具支付高价可能不太令人满意——在这种环境下，切削刀具有时会使用其潜在刀具寿命的一小部分，然后开始使用架子上或机械师的工具箱中。高级工具还值得吗？

阅读更多：了解周期时间和节拍时间之间的区别。
 

超越铸铁

查德·赫夫林格认为是的。作为 Kennametal Inc. 的高级应用工程师，他专攻多晶金刚石 (PCD) 和多晶立方氮化硼 (PCBN) 工具，并花费大量时间为原始设备制造商 (OEM) 和一级汽车供应商提供支持。

Hefflinger 同意，每个零件的最低成本通常是用最昂贵的切削工具交付的。

“由于这些工具提供的寿命长以及汽车工作的苛刻性质，很容易证明 PCD 和 PCBN 的更高成本是合理的，”他说。

但不要忘记碳化物，Hefflinger 补充道。虽然 PCD 工具通常用于铣削和钻孔铸铝发动机缸体、缸盖和变速箱壳体，而 PCBN 是铸铁和硬化钢部件的首选，但硬质合金仍然是一些较新材料（包括致密石墨）的热门选择铁 (CGI) 和高强度合金钢，这两种材料在汽车领域的使用都在增加。

OSG 的 Adam Glover 指出，不锈钢和其他合金也在增加，对于加工这些金属的任何人来说，硬质合金仍然是至高无上的。

“我与四家制造燃油轨部件的商店合作，这些部件通常是 316 不锈钢，但我也看到了 304 不锈钢、2205 双相钢、4140 和 8620 合金钢——几乎是全面的，”他说。 “我们甚至看到了一些复合材料的使用，例如新克尔维特保险杠的内框架。不过，无论汽车制造商在加工什么，要求基本相同——刀具寿命长、生产率高和质量稳定。”

以秒为单位

本文采访的每位专家都表示，定制工具在汽车应用中非常普遍。

山特维克可乐满的 Brent Marsh 说：“我们看到很多人需要在超精加工应用中使用可调节刀片式铰刀、组合阶梯钻和移植工具、脉纹 PCD 刀具和许多其他定制解决方案。” “在这种环境下，秒数很重要，因此汽车制造商将不惜一切代价提供最短的周期时间，从而降低每个零件的成本。”

Kennametal 的 Hefflinger 强调了最后一点，并补充了一个警告：“这是高度专业化的，没错，但也有一些共同点，”他说。 “每台发动机都有进气和排气歧管、燃油喷射口、火花塞孔——这些都是定制钻头和铰刀的绝佳应用，因为相同的工具设计可用于许多不同的零件编号。”

这一切对汽车制造商来说都是好事，但对于每年不生产数百万个零件的商店来说意味着什么呢？也许什么都没有，除了一件事：在福特、雪佛兰、通用汽车和其他所有人工作的工程师都知道，任何制造过程中的第一项工作就是开发尽可能稳定的过程。

他们会告诉你，惊喜是杀手，避免由此产生的生产延误和质量问题的最佳方法是购买可用的最高质量工具，无论零件数量或加工材料如何。

您在加工汽车材料时遇到了哪些挑战？您找到了哪些独特的解决方案？