瓦爾特非標(biāo)倒角銑刀:提升球閥加工效率全面的解決方案

瓦爾特非標(biāo)倒角銑刀:提升球閥加工效率全面的解決方案

位于圖賓根的精密刀具專家瓦爾特，為客戶設(shè)計(jì)了一款玉米銑刀，幫助這家位于萊瑙的RMA管道設(shè)備公司優(yōu)化了高壓球閥加工工藝，和之前相比工藝提速40%。位于閥門中心的通孔閥芯是其中的核心部件，其作用是根據(jù)需要中斷供氣/供油管路的介質(zhì)流動(dòng)。實(shí)心零件的頂部需要用瓦爾特的玉米銑刀銑一個(gè)倒角面，從而實(shí)現(xiàn)閥芯由“打開”到“關(guān)閉”的動(dòng)作。

現(xiàn)代社會(huì)離不開石油和天然氣。人們用管路將這些物質(zhì)從生產(chǎn)廠輸送給客戶。其中數(shù)百萬(wàn)千米長(zhǎng)的管道遍及全球。如果要中斷介質(zhì)流動(dòng)（例如維護(hù)工作），“閥門龍頭”必須關(guān)閉嚴(yán)實(shí)。使用高壓球閥，就可以臨時(shí)關(guān)閉管路，這種高壓球閥正是RMA管道設(shè)備公司最重要的產(chǎn)品之一。

在20世紀(jì)六十年代末，該公司創(chuàng)立之初只是一家“作坊式”工廠，是其他公司的供應(yīng)商。隨著公司飛速成長(zhǎng)，它在20世紀(jì)七十年代末開始研制自己的管件，包括球閥?，F(xiàn)在，RMA管道設(shè)備是世界領(lǐng)先的系統(tǒng)供應(yīng)商之一，其主營(yíng)業(yè)務(wù)包括研制各種油氣、水和地區(qū)制熱用管件、家用供應(yīng)技術(shù)、測(cè)量和控制技術(shù)，以及根據(jù)客戶具體要求定制的零件。RMA在全球共有員工約500名，在德國(guó)有兩家工廠。萊瑙總廠和行政中心共有員工200名。他們?cè)诘聡?guó)凱爾有一個(gè)配套工廠，并且在波蘭、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、巴林和俄羅斯分別有一個(gè)工廠。

打開龍頭

每只球閥的核心部件是中通閥芯，中通閥芯裝在一個(gè)閥體內(nèi)，并可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，用于管線中的這些閥芯尺寸比我們一般用的水龍頭的閥芯尺寸大得多。截止球閥的尺寸范圍為DN 25～DN 1400毫米。RMA制造車間項(xiàng)目主管Hans-Jürgen Mannβhardt說(shuō)：“我們的萊瑙總廠制造DN 300以下的產(chǎn)品，凱爾廠制造更大尺寸的產(chǎn)品。”這不僅包括閥芯，還使用閥體生產(chǎn)的壓床、總裝、涂覆防腐聚氨酯（PU）塑料涂層和最終試漏。RMA的所有高壓球閥在出廠后便可隨時(shí)待命使用。

圖1 閥芯在RMA磨削車間磨削處高亮光表面。采用瓦爾特玉米銑刀，可沿槽加工倒角

閥芯必須配合良好

閥芯本身由粗加工過(guò)的鍛鋼制造而成，通過(guò)閥芯的流速已經(jīng)得到認(rèn)可。在RMA車間里，有30臺(tái)全自動(dòng)化的車床和5臺(tái)加工中心，承擔(dān)把毛坯件變成成品閥芯的全部任務(wù)。除了車削和磨削外，還要制作后續(xù)工藝所需要的切口，包括在閥芯上下方的配合。使用對(duì)裝配很重要的凹槽，讓閥芯在閥體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，可打開或關(guān)閉閥門。相互配合并與閥芯一起插入閥體的塑料件和金屬座圈確保封閉嚴(yán)實(shí)，無(wú)泄漏。在壓力高達(dá)40bar時(shí)，塑料還能起到密封作用，但是超過(guò)40巴后，需要使用金屬密封件。

圖2 DN 300流速的高壓球閥視圖

于是，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)閥芯不會(huì)與任何部分發(fā)生意外碰撞，在上述配合面的兩側(cè)另外銑制一道圓倒角，這就是需要圖賓根的瓦爾特刀具專家參與的地方。外徑為484毫米的DN 300閥芯在臥式加工中心上的總加工時(shí)間為一小時(shí)。到現(xiàn)在為止，倒角需要10道工序，加工時(shí)間為10分30秒，每側(cè)5分15秒。迄今，該工序采用其他品牌的倒角銑刀完成，該銑刀有三個(gè)刀片但只有一組齒。

速度提升，大受歡迎

“我們一直很滿意所用刀具的加工性能，但是有一點(diǎn)是我想要更高的效率，也就是是時(shí)間。我認(rèn)為，一道工序超過(guò)十分鐘確實(shí)太長(zhǎng)，”Hans-Jürgen Mannβhardt說(shuō)。“因此，我決定與瓦爾特現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員討論這個(gè)問(wèn)題?！倍嗄陙?lái)，德國(guó)瓦爾特公司應(yīng)用工程師Michael Benz一直為RMA提供支持。期間，他在現(xiàn)場(chǎng)提出并實(shí)施了多種刀具解決方案，并與客戶通力合作。在緊急情況下，他甚至能通宵達(dá)旦的工作。討論后，在下一次拜訪期間，他與車間主任Mannβhardt一起花了大量時(shí)間，對(duì)倒角的加工任務(wù)進(jìn)行書面整理，并擬出了初始解決方案途徑大綱：“目的非常明確，就是要達(dá)到更高的金屬去除率。我們一起直接在機(jī)床上進(jìn)行測(cè)量，以便考慮現(xiàn)有的刀桿、刀具尺寸和夾具，并避免輪廓干涉。”在與Hans-Jürgen Mannβhardt進(jìn)行全面深入交談后，瓦爾特顧問(wèn)隨后擬出了第一份大綱：一種不采用任何附加接口的整體式刀具，結(jié)構(gòu)盡量緊湊，性能盡可能穩(wěn)定。Michael Benz說(shuō)：舊的刀具太長(zhǎng)，振動(dòng)會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生不利影響?！庇谑?，該設(shè)計(jì)被送往位于法蘭克福的瓦爾特本土技術(shù)部進(jìn)行開發(fā)。在這里，協(xié)同生產(chǎn)部檢查了刀具制造的可行性，并確定了刀片座的數(shù)量和結(jié)構(gòu)。

圖3 金屬和塑料座圈能滿足高壓球閥密性要求

專用玉米銑刀

結(jié)果是，倒角銑刀的銑削角度45°，三組銑削刃口和四排刀片(型號(hào)為F2001-6515665)，作為定制刀具?！霸谖业哪X海里已經(jīng)有了玉米銑刀的想法，”Mannβhardt說(shuō)?！暗牵捎陂y芯倒角要求的角度原因，這類刀具還不能作為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，只能用作定制解決方案，例如瓦爾特公司目前為我們實(shí)施的方案一樣?！逼湫阅苋绾危拷Y(jié)果很明顯?，F(xiàn)在倒角銑削只需4道加工工序，總時(shí)間6分30秒（以前是10分30秒），單側(cè)所耗時(shí)間為3分15秒（以前是5分15秒）。這相當(dāng)于時(shí)間節(jié)省將近40%。

一個(gè)最令人印象深刻但瓦爾特員工還不十分滿意的結(jié)果是：“從我們最初的討論，直到6周后當(dāng)RMA開始測(cè)試時(shí)，起初會(huì)發(fā)生刀片斷裂，令我們倍感頭痛。主要問(wèn)題是選擇正確的切削刀具材料，”Benz說(shuō)，“最后，我們決定采用我們“堅(jiān)不可摧”的韌性極佳的材質(zhì) WSP45S，這種材質(zhì)是我們解決問(wèn)題的能手。它驗(yàn)證了瓦爾特團(tuán)隊(duì)作為RMA的一個(gè)成功案例：刀片斷裂再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)。

圖4 瓦爾特倒角玉米銑刀，45°銑削角度定制版

長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系

“我們與瓦爾特合作25年左右了，我們之間的關(guān)系是雙贏的伙伴關(guān)系，”Hans-Jürgen Mannβhardt說(shuō)?！拔覀?cè)诤献髌陂g積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)不僅僅在于優(yōu)質(zhì)的刀具，而且很大程度上是因?yàn)橥郀柼靥峁┑目煽慷忠越鉀Q方案為導(dǎo)向的服務(wù)。如果刀具不好用，特別是卡刀時(shí)，瓦爾特總是能第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)幫助解決問(wèn)題。只需一周半的時(shí)間，就能全部排除與新倒角玉米銑刀有關(guān)齒的問(wèn)題?！薄?/p>

資訊

重慶用戶再與昆機(jī)簽大單

日前，重慶某設(shè)備制造有限公司與昆明機(jī)床有限公司再度合作，追加訂購(gòu)了XK2850數(shù)控龍門鏜銑床和XK6916S數(shù)控落地銑鏜床各一臺(tái)，這是繼2016年年底訂購(gòu)XK2780后又一重大追加，標(biāo)志著昆明機(jī)床在重型龍門銑裝備領(lǐng)域得到了用戶的充分認(rèn)可。

該重慶用戶是典型的加工成長(zhǎng)型企業(yè)，依靠較強(qiáng)的加工實(shí)力和優(yōu)良質(zhì)量，為國(guó)內(nèi)大型企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)加工服務(wù)，產(chǎn)品遍及航天、軍工、船舶、冶金等領(lǐng)域。自2007年起，該用戶已先后從昆明機(jī)床購(gòu)買了多臺(tái)不同規(guī)格的機(jī)床，其中包括四臺(tái)數(shù)控落地銑鏜床、兩臺(tái)大型龍門以及多臺(tái)臥式鏜銑床。到目前為止，該公司使用的鏜銑類機(jī)床大部分是昆機(jī)產(chǎn)品。