降低成本

安全是汽车制造的关键词。一辆好的汽车需要最大程度地保护车内乘员的安全。“确保安全”的宗旨也贯穿到了汽车制造的各个环节。之所以如此是因为，汽车制造需要的投资额度很大，在这种投资情况下出现的不安全因素会给汽车生产厂家带来巨大的经济损失，只有确保安全才能避免经济损失。

号恩公司设计制造的这种直径 12.2mm 硬质合金特种钻孔刀具将 Ekatec 公司塑料套筒的生产效率提高到了新水平。

“绝对安全”是位于德国巴登符腾堡州罗腾堡市的Ekatec有限公司能够在市场上取得成功的关键之一。由现任总经理Edgar Krall领导的Ekatec公司成立于2003年，现有员工70名。目前是汽车装配设备领域中生产过程最灵活、产品品种最全的大型设备制造商之一，几乎所有知名汽车制造商都是它的客户。“我们为汽车装配线提供所需的全套设备。也可以说，我们生产、提供从螺钉螺栓的装配到装配质量的检验测试的全套工艺装备。另外，我们还能帮助您实现装配工艺过程优化，帮助您应对每辆车1000个螺纹连接点的巨大挑战。”生产经理Patrick Ruf说道。除了生产螺母套筒之外Ekatec公司还生产其他产品，例如平板棘轮扳手或者拾取螺母、螺栓的取件装置，所有这些都是大规模装配过程所需要的。

塑料套筒的制作

Ekatec公司的顶级产品是名为“Covertec”的套筒扳手。其特点是，在金属材质螺母的外层包裹上了一层塑料套筒。有了这层塑料就可以保护车辆表面的油漆或者其他敏感表面不会在装配过程中受损。塑料套筒的第二个作用是：“由于塑料套筒与金属材质的扳手之间是分离的，因此在与被装配的机械零部件或者与操作者的手相互碰撞时会起到很好的缓冲作用。这不仅保护了汽车零部件不会受损而且也防止了装配工人在工作时出现事故。”生产经理Patrick Ruf说道。

汽车制造领域的供应商 Ekatec 公司专注于装配设备的设计制造，尤其是汽车装配时的自动化螺栓零件设备；其中就包括了塑料套筒、平板棘轮扳手和拾取螺母、螺栓的取件装置。

塑料套筒使用的材料是一种耐腐蚀性很高的特种塑料，Ekatec公司每年生产20000件、500多种规格尺寸的塑料套筒。“塑料套筒的原材料是其他供应商提供来的半成品。收到供应商的半成品之后我们利用切削加工技术将其加工成塑料套筒。”Ruf说。在三年前Ruf接手生产经理的工作时，他马上就意识到塑料套筒的切削加工在节约时间、降低成本方面有着很大的潜力。他说：“随着Covertec系列塑料套筒的品种不断增加，设备调整时间的长短也成为降低生产成本的一个重要环节。”另外，Ekatec公司领导人还希望在自己内部生产更多品种数量的塑料套筒而不是外包给第三方代加工。然而，第一次尝试集中生产塑料套筒的结果并不令人满意。“塑料的切削加工有自己的特殊规律。例如车削塑料棒的内孔时很容易出现材料熔化。”Ekatec公司的技术人员Alexander Kelm说。

努力得到的成果：用特种塑料制成的螺母套筒（左图），右图为螺母的塑料套筒。在号恩公司特种刀具的帮助下，加工塑料套筒的刀具由原来的5种减少到了3种。

号恩公司设计制造的，采用了内部冷却的双刃特种刀具的切削刃借鉴了Supermini可转位刀片切削刃的设计理念。

因此，Ekatec公司的生产经理Patrick Ruf、技术人员Alexander Kelm和他们领导的团队向切削刀具供应商、合作伙伴号恩公司求助。“Ekatec公司在一台加工中心通过钻孔、车削内孔、车削外圆、钻横向孔和切槽五道工序才能完成加工塑料套筒的全过程。这个过程需要五种不同的精密切削刀具。这当然也意味着多次换刀。尽管一台加工中心的换刀时间很短、速度很快，但多次换刀时间的累计也意味着减少了零件加工的数量。号恩公司研发生产的一种特种刀具可以解决这一问题。”号恩公司硬质合金铣刀生产经理Andreas Jenter说道。

钻孔的同时车削外圆是一项挑战

对号恩公司来讲塑料加工的精密刀具仅占公司销售额的2-3%。虽然占比不大，但却充满快速增长的可能性。在金属加工领域中，号恩公司的专业技术也是相当有名气的。尽管如此，号恩公司技术经理的Marcel Kanter也承认这是他们遇到的一个全新性挑战任务。“用一把刀具同时完成钻孔和外圆车削，而且零件的尺寸变化范围很大，对我们来讲的确是一项挑战。”Kanter说道。

“我们在冷却润滑方面也遇到了麻烦。冷却液是通过刀具内部提供的，但如何加工扭曲形状的冷却液通道是一大难题。另外，Ekatec公司还希望换掉以前使用的、既浪费时间又消耗能源的换向器，但还要能确保特种刀具实现以前的退刀运动。这需要创造性的设计理念。而且最终我们还要能够在经济、合理的价格条件下生产制造出来。”Jenter解释说道。

号恩公司接受了这一挑战性的任务并在短时间之内就向Ekatec公司提交了一份新型特种刀具的初步方案。这一特种刀具实现了将尽可能多的工序集成到一起并具有加工所有尺寸规格塑料套筒的能力。这一方案是合作双方不断优化的结果，并最终用CAD软件绘制了特种刀具的设计图纸。

特种刀具的最终设计为一把长度108mm、带有端面切削刃和中心切削刃两种切削刃的特种双刃刀具，钻孔直径12.2mm。其切削刃的基本结构形式借鉴了号恩公司久经考验的Supermani可转位刀片。“我们调整了刀具磨削机床，使其能够胜任塑料套筒加工用特种刀具的磨削任务。由于特种刀具加工过程中没有精磨刀刃的工序，因此必须在刀具的制作过程中就确保刀刃的刃磨精度，以保证钻削加工有着足够的加工精度。另外，还需要有最好的排屑。”号恩公司的Kanter介绍说道。

单件加工工时从100秒缩短到50秒

Ruf和他领导的攻坚团队坚信高效生产塑料套筒的想法一定会变成现实。他说：“我们的单件加工工时从100秒缩短到了50秒。现在，我们只需三把刀具就能完成原来五把刀具的全部切削加工了。这也是带给我们的一大优势。最重要的是设备调整时间也从过去的平均每天三次减少到了每天1次、而且只需20分钟。另外，还减少了刀具装夹次数、刀具库存、刀具采购工作量、机床设备的磨损和节约了资源。”原则上讲，这一套组合刀具就能完成多种尺寸规格的塑料套筒切削加工。仅在横向孔加工和切槽时仍然需要使用其他的标准刀具。号恩特种刀具的寿命预期在30-50万件之间。“这使得特种刀具的成本几乎可以忽略不计。”Ruf说。

Ruf表示：“快速反应是我们在日益艰难的供应商市场中获胜的一大优势。我们的合作伙伴号恩公司不仅帮助我们保持了这一优势而且还帮助我们在扩大这一优势中做出了重要贡献。”

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志
    作者：Frank Pfeiffer

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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