锻造新法

        制造业的运营由于其特性的影响与生产策略中的基本变化是不相容的。因此，当改装批量生产工艺时，误算的后果是很重大的，这个后果足以使经理们有一种爬上高高的树枝的感觉，当他们凝视下面的地面时，就会意识到他们正在没有安全网的情况下操作。

        

        在TRW 汽车公司（圣·卡萨瑞那，安大略，加拿大）的操纵及悬臂系统部门，当车间经理开始研究用其他方法替代锻造模具的加工方法时，这个公司就面对着这种挑战。这个研究达到高潮时，以总投资四百万美元创立了一个高速加工工艺。然而，当公司开始过渡时，由于这项技术相对较新，选择适当的机床受到了限制。而且在很大程度上缺少现今的网络支持。因为这个原因，公司经理们有责任开辟自己的道路去发展这项技术。

        

        TRW汽车公司是世界第八大汽车供应商，生产制造范围广泛的原始设备和后继产品，包括刹车系统，底盘零件，操纵系统，安全系统，发动机部件以及工程紧固件。公司在北美拥有25,000名员工，2002年创下106亿美元的销售额。圣·卡萨瑞那工厂雇佣了大约800名员工，日常的锻造操作分成了3个8小时班次。

        

        锻造操作不断增长的需求促进了车间生产工艺的改变。公司需要替换一个成熟的生产工艺，因为这个生产工艺已经不够灵活，不能跟上这些操作的步伐了。工厂现存的工艺包括创建所有锻造零件的母版，从这些母版上复制电极以及通过EDM加工模腔。这需要使用总共12个RAM EDM，5个复制器，一个研磨器和大量的操作工。

        

        TRW的车间加工的大部分模具是用来生产汽车悬臂，上控制臂和球节构件的。这些加压模具是由感应加热锻造原料制成，在连续的零件生产中暴露在高温下。模具是由硬度为45HRC的H13钢加工而成。公司的锻造车间有立式冲床和卧式机床(镦锻机)。

        

        为了寻求一种效率更高的加工工艺，公司安排了一次展出，在这次展出中，高速加工替代了EDM工艺，锻造模具进行了高速铣削。结果说服了经理们，公司可以大规模地把模具生产过程做成流线型。“展出毫无疑问证明了这将使我们有能力以相当高的进给速率切割硬化材料，”CNC程序员Robert Chausse说。但是，说服车间的员工去接受一种完全新型的加工方法需要一个循序渐进的过程。从公司的第一台高速机床开始运行，到车间实现全面生产需要大约一年的过渡期。

         锻造模具，由EDM工艺向高

速铣过渡，TRW汽车公司充

分提升了车间的设备能力

以服务于公司的生产操作。

        达到目的

        

        对于TRW汽车公司来说，实现向高速加工的转变包括改变工人对于加工机械能力的基本设想。利用新型刀具以更高的速度切削金属，效率更高，起初，公司经验丰富的技师们很难接受这一观念。而且，看起来，应用高速加工的速度和进给参数后，工人对于传统刀具的经验可以置之不理了。并且在安装了四台高速HMC中的第一台不久之后，公司便遇到了一些障碍，暂时加深了对高速加工的怀疑。

        

        首先，由于那时高速加工还没有真正的记录，TRW汽车公司需要试验各种不同的加工参数以决定生产工艺的最佳条件。“开始的时候我们毁坏了一些轴，因为我们认为机床可以运行得更快，但实际上却不行，”Chausse先生说。

        

        初始阶段的第二个障碍是高速机床刀具的限量供应。“这种刀具只有少数供应商可以提供，并且这些刀具很贵，”车间协调员Norm MacLeod 说，“因为几个月以来，我们还没有将加工工艺完善，所以我们起初购买的很多刀具后来发现无法使用。” 

        

nextpage        这个过程最初包括确定刀具的直径和尺寸，选择对于公司的加工需求最为恰当的数值。随着高速加工工艺的完善，TRW公司的车间经理发现刀具的尺寸范围不像最初预计的那样广泛。很快便证实了1/4英寸和1/2英寸直径的刀具可以用于车间中多数大体积工件的加工工作。

        

        公司还需要配备一套适于高速加工的新CAD/CAM系统。“那时我们所用的软件不能生成粗加工库存材料的走刀路径，”Chausse先生说，“我们的软件也不能生成压入操作中的Z轴走刀路径。”

        

        结果，在最初软件供应者开发出适当的版本之前的前两年期间，公司需要找到另外一个系统并学会如何操作。这代表过渡阶段的另一个障碍。当TRW汽车公司的工人学会操作高速加工机床，软件和控制器时，他们也使材料处理和机床管理的新系统完整化以支持这个新工艺。例如，与以前让车间人员单独装载和卸载EDM的工作相比，车间安装了一套托板系统在HMCS的电池组间移动模具。

        

        给定高速加工保证的尺寸，对于TRW汽车公司来说是一个很高的目标。“一旦我们做出决定，决不能选择失败，”Chausse说。管理上的大力支持，信息服务，工程技术以及阅历很深的工人团队，具备了这些，公司组建了一个跨职能小组来开发新工艺。然而，当它进入到高速加工时，公司在满足现存生产的需求方面面临不断的挑战。因为这个原因，公司在模具生产过程中进行高速加工是以单件开始的，然后逐渐延伸到整个加工生产线。

        

        盈利

        

        成功完成了这个过渡，公司在生产效率方面获得了一些显著的改善。创建母版和电极的艰难过程现在已经成为一个回忆，车间模具生产总过程的时间已经缩短了50%。生产刀具所要求的步骤也由9步缩减为6步，劳动力效率也有了大副改善。“与我们的老方法相比，我们如今可以用相当少的人员生产出更多的模具，”MacLeod先生说。

        

        这使公司在生产计划和客户服务方面有了更多选择。成品模具和再制模具的周期时间现在更短了，这使车间更快地适应了生产需求的变化。模具生产的交付周期缩减了，这使车间采取了与公司的锻造部门相关的JIT生产方案。对于公司以前的EDM工艺，这种灵活性是不可能的。而且，车间能够更快地适应零件设计的改进。

        

        随着公司员工越来越了解高速加工的方法和要求，他们起初对新工艺效率的怀疑被相当大的热情所取代，尽管现今采取这项工艺的制造商仍旧必须忍受重要的反复试验阶段，但是改善后的相关资源缩短了学习曲线，因而缩短了启动成本。

        

        当今高速加工刀具的价格仅仅是这种技术的早期采用者所支付的总额的一小部分。例如，与今天的价格相比，对于同一种工具，TRW汽车公司刚刚采用高速加工时需要支付这个价格的8倍，此外，自从公司进行过渡，获取了大量的经验来指导高速切削刀具的各种应用。

        

        TRW 汽车公司的成功案例说明具有一致的目标和组织的灵活性是制造业公司在全球竞争中适应并发展的特性。然而，在金属加工专业人员意识到新技术的优势之前，一些思想和组织上的基础过渡一定已经发生了。在这个过程中，至关重要的是团队成员不能把变革当作威胁，而是应该把它当作改进整个生产系统的机会。

        

        在模具加工中，高速加工与周期时间并无密切关联。反而是利用更小的工具进行更薄的切削可以缩短周期时间，仅铣削这道工序就能将零件加工到近似最终形状和最终表面质量。

        

        In die/mold work, high speed machining is not necessarily co
ncerned with cycle time. The objective instead is to take lighter cuts with smaller tools so that milling alone can bring the part as close as possible to its final form and surface quality.