由于磨削位于加工过程的最后,因此当零件到达磨削工序时,它们已经接近其最高价值。此时决不能冒险假设前面工序的质量已达到标准。
有一个专业磨削厂,即Asteroid磨削公司(位于伊利诺斯州Des Plaines市),在30多年的历史中与200多名客户达成了“信任但要验证”的政策。Asteriod为不同的加工厂进行加工,它的业务来源于其他依赖于Asteriod磨削技能的工厂。
的主管。CNC磨削技能与检测过程一体化已经帮助
该专业磨削厂可以在更短的交货时间及更高的质量方
面满足客户要求。
CNC主管Terry Magnus说:“当您从其他工厂拿来‘过程中’的工件而必须实现最终尺寸和表面粗糙度规格时,检测和测量就变得与磨削本身一样重要。它们二者是紧密交织在一起的。”
业务简介
Asteroid是一个彻头彻尾的机加工厂。因此,过程的灵活性是取得成功最重要的资本。
公司作为一个无心磨工厂成立于1966年,具有贯穿进给和横向进给能力。大约5年前,它分支形成了CNC外径/内径磨。
对于CNC业务,典型的批量为10~5000 件。Asteroid所处理的大多数圆柱形工件需要两道工序,即前道和后道工序。工件从装夹到拆卸平均总时间为1~2小时。
匹配的磨床副以单元形式布置,以加快磨削过程。第一组工序在一台机床上进行,而第二组则在第二台机床上进行。
Magnus先生说:“我们选择顺序磨削。因此,对于任何公差问题,都可以在运行整个批量之前就解决。由两名操作员运行三个单元。”
“由两台机床组成”的单元形式。大多数
工件需要两道工序,因此每台机床被设置成
加工两道工序之一。
Asteroid拥有33名员工。公司磨削和抛光各种材料的工件,包括钢、不锈钢、铝、丙烯酸、铜、陶瓷和黄铜等。可以在该工厂磨削的直径尺寸范围为0.060英寸~4英寸。
进入Asteroid的大多数工件都是经过预处理的。Magnus先生说:“我们不进行铣削和车削操作。因为我们是工件在到达客户手中之前接触产品的最后人员,因此肯定要面临快速周转工件的巨大压力。这是磨削经验和测量及检测经验结合起来而快速制作合格零件之所在。一般地,我们对一个订单的周转时间为3天。”
过程的集成
对于有如Asteroid的磨削厂,检测和测量对于取得成功有如磨削操作本身一样关键。两方面必须密切配合才能生产出满足相关规格的零件。
Magnus先生说:“在加工过程的每个阶段,我们应用相关的检测水平来确保良好的磨削。作为一个机加工厂,我们在质量控制上必须有如在金属加工方面一样灵活。有些客户的工件需要100%的检测;而其他的却可能仅需要每小时检测5件而保证规定的CpK。”
Asteroid非常系统地完成自己的生产任务。它将操作员、磨床及计量系统看作是必须相互协作的独立单元。这是一个相互依赖的过程,需要操作员具备针对某特定任务适当而高效地设置机床及计量设备的技能。机床必须保持所需要的公差,而计量设备必须确认零件是按照编程设定的方式磨削的,并且必须检测出所存在的任何偏差。
Magnus先生说:“例如,在一个工件上,图纸规定公差带为0.005英寸,而实际我们一直在0.0002英寸内加工工件。所以这一系统满足要求。”
设备让操作员检查零件和设置机床
(左图)。一个中心检测部门提供二次
检测和确认(右图)。
三重检查
Asteroid的测量和检测过程分成三步:过程前、过程中及过程后。由于大多数在工厂CNC磨床上加工的工件都来自于其他工厂,所以要对‘过程中’工件进行检查以确定尺寸和数量。此外,大多数零件都是经过热处理的,因此这种初始检测可以确定是否存在因热处理而发生的任何变形。
一旦确认了进厂零件的质量和数量,就要为CNC机床生成路径和程序,然后为该工件进行调度。再然后进行机床设置,包括修整砂轮、调节顶尖以及设置‘过程中计量设备等。
在将机床设置好而适合加工某批零件后,操作员要测量第一批的五件零件。如果它们被认为满足要求,则会被送到车间检测员那里,由他确认操作员获得的测量值。之后才可继续加工这批工件。
一旦确认了进厂零件的质量和数量,就要为CNC机床生成路径和程序,然后为该工件进行调度。再然后进行机床设置,包括修整砂轮、调节顶尖以及设置‘过程中’计量设备等。
在将机床设置好而适合加工某批零件后,操作员要测量第一批的五件零件。如果它们被认为满足要求,则会被送到车间检测员那里,由他确认操作员获得的测量值。之后才可继续加工这批工件。
在加工这批工件时,要同时对每小时的定额进行检测。检测依据客户的SPC要求以及零件复杂度不同而不同。在Asteroid自己的内部统计过程控制中,至少每小时检测一个零件。
在配置了马波斯Unimar计量设备的机床上,‘过程中’测量是自动进行的。利用该计量设备的自动尺寸特征,砂轮磨损的变化、热增长以及零件材料余量等都通过磨床的CNC系统加以补偿。Magnus先生说:“通过这种过程监控,操作员可以腾出时间运行第二台机床或检查零件。因为如果计量设备发现有超差现象,则会自动关闭机床。磨削单元在休息或午餐时间仍可保持运转。”
工序组成。该设置是针对第二组装置的。
每个计量设备都是一个单指单元,因此
每组计量设备可以适应的尺寸范围都为
单个计量设备的两倍。右边的计量设备组
测量第二个曲颈半径,而左边的计量
设备组则测量临界齿轮宽度。
在运行结束时,磨削单元操作员将加工好的成品件交给检测部门,由它对整批零件进行最终抽样检测。如果所有都合格,则工件可以准备发货。
良好的实践
Asteroid之所以取得成功是因为致力于零缺陷生产。利用手动和自动计量设备的组合,以及操作员及检测部门进行的冗余检查,该厂已经在生产率和质量方面实现了一种高效的均衡。
将测量和检测集成到加工过程中提高而不是阻碍了Asteroid的按时交货能力。Magnus先生说:“我们系统工作的方式很奏效:问题作为总体过程的一部分被检测和解决,而不会出现在工件加工后发现出整批零件都不合格的情况。”
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关于Asteroid 磨削厂如何将自己的磨削技能与测量/检测系统集成为一个无缝过程,其中一个实例是它所加工的一系列航空齿轮泵。该批零件具有多种变型,在Asteroid由两台机床组成的丰田GL4单元负责加工它们。临界齿轮宽范围为0.10英寸~3英寸。
Asteroid磨削厂的CNC主管Terry Magnus说:“该零件的磨削和计量,是(CNC磨床与Unimar计量设备给机加工车间应用场合带来的灵活性的)一个很好的实证。”
开始该过程时,操作员以机械方式调节计量指,以适合要加工的零件。这一点通过简单地调节止动螺钉就可以实现。Unimar计量设备采用单指形式,每个指的行程12mm。
在其CNC磨削单元上采用过程中计量技术
加工的零件系列中的一些小尺寸样件。
该零件采用一对单头外圆磨床以两道工序加工。在第一道工序中,磨削轴上的一个轴颈完成定位。砂轮“轻吻”齿轮的侧面,以清洁表面和端面。该零件的基准是通过一个安装在砂轮头上、靠近齿轮的测头建立的。
在第二道工序中,由一个左侧计量指测量在第一道工序中磨削的面,以建立顶尖之间的横向位置。砂轮横向进给,并开始第二个轴颈的磨削。当轴颈的直径接近所需尺寸时,开始磨削齿轮的第二个面。工件的临界尺寸是齿轮的宽度,因为齿轮用一种金属-金属密封件针对泵壳密封。
尺寸是通过Unimar计量设备借助其P5放大器进行‘过程中控制的。该放大器与机床的CNC连接,在自动磨削模式中随时监测磨削,并对机床进行自动补偿。Magnus先生说:“我们用该系统来磨削一系列外形类似而尺寸不同的零件。计量设备的易换性和范围,以及CNC磨床的可编程性等,对生产能力至关重要。”


