金属加工中必须知道的5个问题领域

有很多关于金属加工的知识。当出现问题时，你会怎么做？我们与平均拥有 20 多年经验的专家交谈，以找出常见金属加工和机械加工问题的最佳解决方案。

金属加工面临的最大挑战是什么？我们最近与三位 MSC 金属加工专家 Ray Gavin、Terry Stahl 和 Don Branum 进行了交谈，以了解他们的客户遇到了哪些加工、工具和工艺挑战，以及他们如何帮助他们找到克服问题的方法。 MSC 金属加工专家与他们指定的客户密切合作，为机械加工、工具、流体维护和生产力方面的问题找到最佳的、与供应商无关的解决方案。

以下是 MSC 金属加工专家经常遇到的前五个领域的概述。

1。金属加工材料

当今制造业使用的金属基材料种类繁多，包括：铸铁和球墨铸铁、低碳钢、合金钢、工具钢、表面硬化钢、不锈钢、高温合金和高温合金。这些材料类别中的每一个都根据其结构进行不同的加工。通常，金属加工专家会帮助选择合适的硬质合金基材、涂层、刀片或整体硬质合金几何形状并进行正确的刃口处理，确保他们拥有最佳的操作工具。

“我看到的一个大问题是，客户可能知道他们需要某种类型的切削刀具，但他们不一定意识到他们需要设计用于切削钛或 Iconel 或其他硬钢的正确材质，”Terry 说Stahl 是位于圣安东尼奥的 MSC 金属加工专家。 Stahl 从事金属加工行业已有 30 多年，其中有 22 年在航空航天领域。 Stahl 为东德克萨斯和路易斯安那州北部地区的许多医疗制造商提供服务。他的客户使用了大量的高温合金。这些硬金属是大多数专家认为他们的客户遇到问题的地方。

“一些客户正在烧毁他们的立铣刀并烧毁他们的刀片，因为他们没有正确运行它们[对于他们使用的材料]，”斯塔尔说。 “主要是我们看到了编程问题。我们经常会看到很多他们不需要的额外操作，因此我们可以帮助他们消除一些步骤。”

Stahl 表示，通过减少刀具路径和不必要的操作步骤，它们可以帮助延长刀具寿命，并减少制造零件所需的时间。

“在很多商店，我已经能够帮助他们大幅减少加班时间，”斯塔尔说。 “如何？通过减少周期时间和增加零件，他们不必每周花费 10 个小时来获得相同的数量。”

2。冷却液清洗和切削液

专家们发现，适当浓度的清洁冷却液实际上可以增加和稳定刀具寿命。正确的浓度和每月的冷却液维护将延长工具寿命，消除泡沫、气味或皮肤损伤性皮炎。

为了更好地了解冷却液问题，这里有一个来自佛罗里达州东南部地区的 Ray Gavin 的真实示例。 Gavin 拥有 40 年的机械加工和金属加工经验。

他的一位客户是奥兰多的一家航空航天制造商，该公司每天 24 小时不间断地运行，并且遇到了由两部分组成的冷却液问题。首先，零件会被机器内的油基残留物弄脏——其次，他们必须将这些零件带到清洗站清洗沾油的零件。

“我们引入了一种合成冷却剂，并在一台使用良好的机器上对其进行了三个月的测试，他们在这台机器上制造了很多零件，”加文说。 “结果非常好：他们没有皮炎，零件上也没有任何标记或污渍，因此他们发现他们能够将零件从机器上取下来更清洁。”

机器引擎盖上的玻璃也更干净。他们现在可以看到零件变得更容易了。油渣消失了——完全消失了。根据 Gavin 的说法，该试验的最佳结果之一是该制造商现在能够跳过并消除整个过程。不再需要清洗和吹扫部件来清洁部件。仅在清洁操作中，每个零件就为公司节省了大约 20 分钟——他们每天 24 小时这样做大约五次——每天为他们节省大约 100 美元，或一年节省 36,500 美元。

初步试验的成功促成了一个更大的项目，该项目将相同的合成冷却剂推广到大约 20 台 CNC 机床。结果？在冷却剂方面每年节省 40,000 美元的成本，因为他们需要的冷却剂比以前少了，而且每年节省 6,000 美元的油底壳维护费用，因为它更清洁了 - 并且在废物管理方面节省了 4,000 美元。

未来会给流体带来什么？阅读“金属加工液、机器润滑剂和冷却剂的未来”。

3。夹具和工件夹具

设置时间和夹具的使用可能很耗时。更短的设置时间产生成本优势。专家们发现，车削和铣削应用可以转换为具有高重复性和精度的快速、精确的快换夹具，以确保高质量的生产效率。

“在更短的时间内获得更多的产出”是口头禅。追求更高的生产力是这一解决方案趋势的驱动力。

“您的工件夹具越坚硬，您的零件就越精确，”斯塔尔说。 “另外，您可以以更高的速度和进给率运行……工件夹持很重要，尤其是在铣削领域——它在车削领域也很重要，但在铣削时切削刀具会产生很大的侧向负载压力。”

4.金属加工技术与创新

对于许多商店来说，变化的步伐很难保持领先。幸运的是，如果他们知道如何利用技术，技术可以帮助客户抵消技能差距方面的挑战。金属加工专家与关键的工具和加工合作伙伴一起，可以帮助向客户展示如何利用创新来发挥自己的优势。如果一家商店不能雇佣足够多的新机械师，创新和技术可能会有所帮助。

“技术变化如此之快，客户依靠我们向他们展示行业中最新的工具创新，”Stahl 说。

技术和创新如何为客户改变加工？一方面，它允许他们使用功能更强大的集成工具。例如，Stahl 说，他经常能够帮助拥有 5 轴机床的客户找到可以执行多项任务的工具，这有助于提高产量并节省时间。 Stahl 解释说，例如，那里有可以钻孔、埋头孔和倒角的钻头。过去，这是三个独立的工具。

“我们以客观的眼光看待事物——我们不依赖于一个制造商，”Branum 说。 “没有任何一家制造商会拥有最好的一切。”

5。流程和计划改进

改变加工或加工工艺以提高金属去除率确实可以对底线产生影响。通过使用适当的刀具路径、切削深度、速度和进给量、硬质合金材质等级和几何形状来提高生产率，可以降低成本，并且可以将更多时间投入到零件生产中。

以下是几个示例，这些示例显示了通过对工具或方法进行非常简单的更改来实现底线影响和流程改进。

一家生产直径为 8 ½ 英寸的零件的石油和天然气客户通过从硬质合金切削刀片转变为陶瓷刀片，实现了高达 877% 的工艺改进，每年节省成本 891,000 美元。客户从使用硬质合金刀片的每分钟 80 表面英尺增加到使用陶瓷工具的每分钟 625 表面英尺。

“这节省了很多时间，”同样在阿拉巴马州东南部地区工作的 Branum 说道，他已经在 MSC 工作了 9 年。 “最大的节省时间是缩短了循环时间，因为我们可以更快地运行零件——在更高的表面长度上。”

这是另一种客户体验。 Gavin 说，一家航空制造商有一个由五人组成的去毛刺部门，负责手动对零件进行去毛刺。从 5 分钟的手动去毛刺到 1 分钟的回旋轮去毛刺似乎并不多，但时间可以加起来。这家车间每年生产大约 3,600 个零件，因此，以每件 5 分钟计算，制造商每年要花费大约 18,000 分钟去毛刺 - 现在可以在 3,600 分钟内用轮子去毛刺 12 个月，每年为公司节省约 20,000 美元，根据加文的说法。

同一家航空航天车间还生产需要去毛刺的 U 形铸件。同样的五人去毛刺部门以大约 15 分钟的速度手动对这些铸件进行去毛刺 - 但 Gavin 让他们尝试使用带细丝的刷毛轮，时间减少到 5 分钟。因此，制造商在每个零件上节省了 10 分钟——节省的时间为去毛刺部门腾出了大约 65% 的时间——即 900 小时。它还显示节省了大约 51,000 美元的成本。

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