摘要：世界各地的汽車供應商仔細地計算著零件成本。為了能滿足世界上這一部分客戶的要求，機床制造商和刀具制造商必須緊密合作。
                     
    德國機床制造商向世界各國出口的業(yè)績應包括以項目為紐帶與從事工藝技術的公司合作共事的成果。在這方面，與刀具制造商的合作可以排在第一位。雙方共同的目標是在所配置的機床框架內選擇或開發(fā)針對零件的加工刀具，實現零件加工的最優(yōu)化。
                     
    本文介紹的Emag集團向一家澳大利亞制造商提供三條汽車剎車盤生產線的大項目，可作為機床制造商與刀具制造商合作的典范。剎車盤的材料為鑄鐵GG25。Seco Tools公司由于在CBN刀具的應用上超過其它供應商而被選為刀具合作伙伴，這一項目是雙方合作完成的。該項目成功地采用了Emag公司10臺VSC450主軸倒置式數控立車，并為全部16根主軸配備了CBN刀具。從2004年8月接受訂貨到2005年4月在澳大利亞交貨，只花了8個月時間。

    該項目的難點體現以下4個方面：
    （1）要求采用CBN刀具。這需要制造商和客戶對加工效率、可靠性、刀具的耐磨性和工件材料有全面的認識。
    （2）對設備的要求非常高，包括工藝的安排、自動化及刀具壽命。
    （3）這三條新的生產線應與客戶現有的加工環(huán)境和理念相互兼容，因此首先要求刀具有很好的通用性。
    （4）加工精度高：剎車盤厚度的偏差為4mm，圓度和平面度為20mm，并要求較高的尺寸一致性。
                     
     為了達到以上要求，Emag公司必須及早提出工藝路線，并根據VSC450機床工作空間可變的特點，在競標階段就與有關合作伙伴保持接觸，落實一些關鍵技術并分析對產品成本的影響，例如：零件如何裝夾以保持加工的穩(wěn)定性，刀具如何分布，應采用什么樣的加工策略以及是否需要專用刀具，等等；全部加工工藝及柔性程度還取決于客戶是否要求24小時運轉。

    雙方在專業(yè)上的共識和工作中的默契Seco Tools的項目工程師Karsten Schmoldt全程參與了這個項目，他對與機床制造商合作的感受是：機床制造商與刀具制造商應加強在新項目中的合作，為新的生產線配備刀具可更好地發(fā)揮刀具制造商的作用。他認為，要改造一個已有的工藝或半途參與項目的合作，需要付出的代價更大。

    由于采用CBN刀具加工鑄鐵必須各方面形成共識，在討論中有專業(yè)背景才會有共同語言，這也包括對項目有決策權的客戶。

    在項目實施過程中，Seco Tools公司在世界范圍建立的服務網絡及分公司起到了不小的作用。生產線投產時，現場除了Emag公司的人員外，還有Seco Tools公司在澳大利亞的雇員承擔現場服務；他們在生產線運行一年多以后仍保持關于運行情況的信息反饋。

    Emag公司的CNC工程師Joerg Schreib認為，合作中的默契對于搞好項目也是非常重要的。一方面該項目中確有一些問題需要共同解決，如內孔鏜刀的剛性、刀具識別的方案等。另一方面，由于該項目交貨期短，因此對出現的問題必須盡快解決。如一旦現場刀具有問題，Seco Tools公司接到電話后，在多數情況下會將經改進的刀具連夜趕制出來并馬上送到現場，反映出該公司員工的高素質和管理的靈活性，使雙方的合作非常愉快。

    共同為采用CBN刀具創(chuàng)造條件
                     
    目前剎車盤的制造加工90%以上采用陶瓷刀具而不是CBN刀具，主要原因是使用CBN刀具的經濟性在很大程度上取決于工件材料的均勻性。對于本項目的GG25鑄鐵，其鑄造質量標準允許在很大范圍內波動，使用CBN刀具有一定風險。為此，澳大利亞的客戶花了三年時間解決了工件材料鑄造質量不均勻的問題，為CBN刀具的應用創(chuàng)造了前提條件。
                     
    與陶瓷刀具相比，CBN刀具的耐用度更長、切削速度更高、節(jié)拍時間更短；陶瓷刀具的切削速度為1200m/min，而CBN刀具為4000m/min；陶瓷刀具的耐用度為150件，而CBN刀具為1500件。CBN刀具的成本是陶瓷刀具的5～10倍，但采用了正方形整體CBN可轉位刀片，每個刀片可使用8個切削刃，提高了CBN刀具的經濟性。
                     
    為了能在粗加工有黑皮工件時保持合理的切削用量（切削速度1500m/min），對機床的結構提出了穩(wěn)定性要求。由于高速切削時飛出的切屑會損傷機床零件，還要求采取防磨損措施。

    需要開發(fā)專用刀具（片）
    由于標準刀具（片）不能滿足本項目的要求，Seco Tools公司開發(fā)了專用刀具（片）。首先，為了加工剎車盤的一個端面尺寸，必須車削背面的一個功能平面。由于工件處于夾緊狀態(tài)，只能用一把較細的刀桿從筋板中間的孔伸進去加工，考慮到夾緊部位的長度較短、夾緊力較小、易振動等因素，必須開發(fā)專用刀具。

    同時，Seco Tools公司還對夾緊CBN刀片的標準鉤形壓板進行了修改，并且開發(fā)了尺寸較小的CBN刀片，還優(yōu)化了刃口的鈍化處理；在精加工刀片上還設計了用于導屑的臺階。
                     
    其次，客戶提出了對刀具編碼的兼容要求，必須對每臺機床上刀具的位置作出相應的編碼。前面提到的10臺機床上共有16根主軸，每根主軸有12把刀具的位置。在現有的生產線上，通過在Capto刀柄上的分度銷孔來進行編碼（圖5），防止了刀具的錯用�，F有的生產線只加工一種剎車盤，而新的生產線需要加工30種，Seco Tools公司必須保證在每種剎車盤配刀不同的情況下不會裝錯刀具。

    取得三贏的結果
                     
    這個項目使客戶、刀具制造商和機床制造商都得到不小收獲。當然，收獲最大的是澳大利亞這家剎車盤制造商，這是一家在世界市場生產剎車盤的領頭企業(yè)，并已在中國市場上取得了較好業(yè)績。他們認為，要想在澳大利亞制造剎車盤并銷往低工資國家，就必須具備一個穩(wěn)定可靠、低成本的制造工藝。新的生產線的設備利用率達到98%，有效使用度達到85%，這在組合機床流水線上是難以達到的。最終的結果實現了他們當初立項時的期望。

     通過該項目，Seco Tools公司開發(fā)了新產品，增加了刀具品種，開拓了應用市場，為該項目配置的260把CBN刀具及Capto刀柄成為一個很好的樣板。

    Emag公司的產品和技術負責人Rolf Stubenvoll這樣總結該項目：為了能成為國際上著名的機床制造商，越來越需要對特定的產品具有廣泛的專業(yè)知識，因此Emag公司內部現在已按產品類別組織起來。例如，有一個專業(yè)部門具有加工直徑達400mm盤類零件的知識，剎車盤是其中一個典型零件，憑借多功能的VSC車削中心，該部門具有豐富的機床資源，可對加工方案進行優(yōu)化設計。除了技術能力，組織工作也要跟上，要求參與者能夠協(xié)同工作。由于這個項目使客戶獲利，2006年初雙方已在商談一條新生產線的訂貨。