山特维克可乐满:三大方法助您 灵活应对市场风云变幻

国际金属加工网 2021年09月24日

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“变化之快,前无古人;

步伐之慢,后无来者”

(“The pace of change has never been this fast, yet it will never be this slow again”)

这句广为引用的名言精准道出了当今科技发展的迅猛之势。“工业4.0”正以开拓性的累累创新硕果为变革中的生产制造业奠基铺路,由此为您发展工厂车间、屡登营收新高创造良机。

综观近年进步趋势,“投资于前沿技术”给人最直观的印象是:这似乎是企业成功不败的恒定战略。然而,市场是恒变的,会有波动。尤其是在动荡不稳的时期,一味追求高科技解决方案可能并不是顺理成章的选择。也许,您的头等大事应该是抵御当下的市场低迷、等待未来的复兴机会?

而还有一种截然相反的境况:您的工厂状况突然好转、生产持续增长。这种上扬可能速度较慢,也可能势头迅猛、甚至出人意料,以致于您急需尽快找到新的方法来提升产能,以满足旺盛的市场需求。

市场需求是不断变化的,而是否有能力灵活应对当前及未来的需求、恰当进行生产调整是您能否于当下经济形势中生存立足的关键所在。

本文将针对工厂机器及机床投资进行更透彻的分析,并归纳出三种灵活应对的方法。首先分析如何确保您工厂当前的竞争力,然后就投资新机床进行讨论。

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充分利用您已有的机床配置

机床和切削刀具正经历快速发展,有一些值得尝试的新选择。但是,这可能需要大量投资,包括时间和金钱的投资,甚至需要对未来市场需求进行适当预测。如果市场形势和对业务的预测都不确定,则大量投资可能不是个好选择。

如果您的主要目标是继续保持低成本模式,以应对暂时的市场低迷,那么建议您将主要精力集中在挖掘您工厂已有的资源和配置上。主要的挑战是利用已有机床和已有能力,最好不要大幅增加管理费用。

您如何衡量您工厂的生产效率?通常,我们关注的是如何将金属切削效率最大化。金属去除率是衡量零件生产效率的标准之一。但其实还有一个更为重要的标准,即机床利用率。

在常规的机械工厂,一台机床的使用时间中只有50%真正用在了加工上。余下的50%时间则耗在了设备故障、批次更换和维护上。

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聚焦机床利用率

提升机床利用率是一种能够提升生产效率和充分利用已有机床产能的、具有成本效益的方法。机床实际用于生产工件的时间占比即是机床的利用率。将机床的有效加工时间哪怕只提升几个百分点也能成就大不同。

把目光瞄向您工厂的已有设备,审视一下如何能够提升机床利用率和充分利用现有的配置。产能未得到充分挖掘背后的原因是什么?为什么没有对生产工艺过程进行优化?实际可以达到怎样的产能水平?

以下都是一般工厂常见的、典型的耗时“元凶”,积极从这些方面着手有助于提升机床利用率:

  • 零件批次更换时的设置

  • 在机床中停机测量工件

  • 在机床停机下进行刀具安装和设置

  • 调整冷却液

  • 更换磨损的刀具

  • 清理刀具、工件和被阻塞的排屑器周围的切屑

  • 更换工件

有两大关键方法可以攻克这类挑战:使用快速更换式的刀具进行作业;

模块化系统。通过应用快换式刀具和模块化解决方案,机床利用率可以得到大幅提升。

快换式刀具解决方案

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“一道典型的车削工序所节省的时间可达十分钟。”

大幅缩短批次更换用时:

  • 车削刀杆设置从5–10分钟缩短至30秒

  • 悬径比高达10×D的减振镗杆,可在1分钟内以 2微米(78.7微英寸)的精度实现快速更换

  • 动力刀具设置从5–20分钟缩短至30秒

凭借快换式刀具解决方案,您能够缩短测量、设置和换刀所耗费的时间,从而大幅提升机床利用率。另外内冷却液直达也能进一步提高生产率。能够使机床“绿灯”常亮的快换解决方案具有如下益处:

利用快换式刀具解决方案缩短了批次更换用时。快换解决方案使更换不同刀具类型所用的时间大幅缩短。一道典型的车削工序所节省的时间可达十分钟。

通过双工位刀座增加刀位数量。带动力刀座的车削中心往往空间有限。使用双工位夹紧单元可以多容纳一把同类刀具或者其他类型刀具,从而为多种类工件生产简化换刀要求。配备Y轴、半转位刀架或副主轴的机床可以使用双工位夹紧单元。

缩短因更换磨损刀具而导致的停机时间。每一次在动力刀座上更换整体硬质合金刀具,都需要重新校正刀补。可转位刀片铣刀钻头,每次都需要更换多个刀片。而 采用同类“姊妹”刀方案,在机床外完成更换,就省时的多。对于车削刀具,常常将刀具从刀塔中取出,以便于正确的维护,以及安装设置,以及不会因为需要购买备件而导致意外停机。

无需调整冷却液管。如需调整冷却液管的方向,操作员通常要尝试两到三次才会成功。切屑控制差,通常会冲击冷却液管,这就意味着需要经常进行方向调整。

生产启动更快。无需“首件试切”或“测量性切削”,这将减少零件的报废,并且生产效率得以提高。一年下来,快换刀具解决方案将大幅提升零部件产量和减少废品率。

快换解决方案除了能大幅提升机床利用率,还能为操作员带来诸多益处,例如用户友好性和更加符合人体工程学理念的工作环境;例如,可在机床外更换刀具,事故发生率和出错率都因此降低,另外也避免机床内操作可能导致的刀具配件掉落遗失。

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灵活化,模块化

让您的机床保持长久运行的另一策略是模块化解决方案。模块化系统能够提供非常多种类的、不同特性的刀具装配,减少对于定制刀具的需求——后者昂贵又耗时。有了模块化刀具方案,您无需为不同机床、不同零部件和不同零件特征而分别过度投资刀具。

模块化刀具系统的益处是:灵活;刀具库存得以精简;且丰富了刀具组合——所有这些都有利于提升机床利用率。能够长时间保持连续不间断的生产,这就保证了您的工厂具备了所需的灵活性,进而能够更出色地应对不断变化的市场形势。

四大应用领域证明模块化系统的更大价值

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对于刀具可达性差的零件特征

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在有切削振动倾向的工作,保证稳定性

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小批量多品种的生产类型

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在加工大型零件时额外的避空

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通过投资在竞争中保持领先

通过已有机床配置提升机床利用率是一个很好的策略,能够在市场不稳定的形势下无需大量投资即可优化工艺过程。

但另一方面,如果时机正确,投资新机床和前沿技术就可能是获得竞争优势的最可取方法。在当今竞争不断加剧的全球市场环境下,面对订单量大幅提升的潜在可能性,进行战略性投资是成功的保障。

投资新机床的头等关注点应是:使投资回报(ROI)最大化。投资新机床涉及重大决策、周全的计划以及使投资益处最大化的高期待。

通常,设备安装和生产先于规划、投资和产出。但是如果能花更多的时间进行预先规划,便可在生产启动时规 避一些问题,从而保证更顺畅的产出,减少干扰。

凭借“从源头抓起”的方法和适合生产的理想的刀具配置,您可将新机床的投资回报期缩短一年之多。

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  • 同您的机床刀具制造商及切削刀具公司合作,共同评估当前工件、工艺过程和应用,同时要考虑您未来可能涉及的工件

  • 进行单个零件成本研究,以此基于长期价值引导机床相关决策、有针对性的刀具整体解决方案,以满足您具体的加工要求

  • 在购买机床时考虑刀具、附件和机床编程,通过降低单个零件成本和减少试错来帮助长期节省资金和时间

成功规划之四大诀窍

#1. 除了前期价格外,还要计算长期成本节约潜力

撇开初始投资价格,衡量一下您的选择对于生产持续成本的影响。

如果换刀时间缩短且成本降低,则质量更高或技术更先进、使用寿命更长并且生产率更高的刀具值得您一次性支付更高的价格。

#2. 了解您的机床配置选项

您是否正在寻找支持物联网 (IoT) 的机床?您需要完整的五轴加工功能?还是三轴立式加工?抑或是介于两者之间的功能,比如带动力刀具的通用车削?

多功能机床有时更加有利,因为它们可以提高机床利用率并实现高效的刀具选择。

#3. 考虑其他可用技术

如果机床能够在第一天就开始生产工件,那么投资回报期就会缩短。

列举一些您可能想考虑的技术,例如用于高端生产的互联式刀具、全向车削技术、Y轴切断车削、高精度冷却液、快换式刀具以及工件夹具等等#4. 选择与机床兼容的刀具和附件

以多功能机床为例,其需要配备高刚性的刀具和机床接口,因为同一个主轴要同时用于旋转刀具和固定车削刀具的应用。

如果您决定购买此类机床,您需要事先了解加工编程技术和满足优化的多功能和多轴加工所需的刀具。

应用已有技术,提升金属切削效率

新技术层出不穷。但是,很多工厂仍然没有应用到这些已经可用的重要技术。

研究一下如何使您的机床最优化,这是一种能够使您的新机床快速实现投资回报的有效方法。

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使用高精度冷却液是延长刀具寿命和提升工件品质的有效策略。由上而来的精密冷却液控制着切屑的产生,从而为机床加工提供保障;而下部冷却液控制着温度,以确保更长的刀具寿命和可预测的刀具寿命。

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通过应用全向车削方案,您可使车削加工更高效、生产效率更高。这种方法大幅提升了金属去除率且使生产效率提高了至少50%,进而极为快速地实现了投资回报。

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Y轴切断刀具的刀片顶面与切削刀板垂直。这种全新的切断方法使刀板刚性提升了六倍有余,从而可大幅提升进给量和更长的刀板悬伸,同时无损加工稳定性。

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打造“高瞻远瞩”型的未来工厂

为数字化生产做好准备

无论市场如何演变,有句话说:未来已经到来。制造趋势和解决方案层出不穷,这将给制造行业带来巨大变化。若要长期保持竞争优势,务必做好准备,应对未来挑战,抓住未来机遇。在您的工厂应用先进的数字化解决方案,向第四次“制造业”革命迈进。数字化加工将改变制造业的未来,它的最大优点就是显著提高过程优化程度,制定更好并且更基于事实的决策。

可以应用数字化软件和工具——从生产规划和设计,到机床加工和后处理的加工分析。这为优化工艺过程和提升机床利用率增加了若干可能性——以一种传统机床加工做不到的方式。

在您的生产中融合数字化解决方案将帮助您战胜常规工厂常见的挑战。无论您的主要挑战是减少零件报废率、规划更高效的刀具维护策略、提升灵活性,或者是弥合即将出现的能力差距——借助数字化,您一定会实现目标。

“未来”机床的更多必备要素

互联数字化解决方案将是您打造未来车间以及长远业务考量的基本必备要素。

但是不久后又会有其他创新纷至沓来,在现代化工厂变成现实。其中一项创新是多轴机床加工的进一步发展,而在同一台机床同时实现增材和减材制造是另一个鼓舞人心的良机。当使用高压冷却液时,您的生产工序真的达到极限了吗?

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