突破高硬度特鋼材料的加工困境
不同于一般的機(jī)械制造，工程機(jī)械設(shè)備零部件往往有一些特別的加工要求，如履帶底盤件，就是其中的典型代表。工程機(jī)械設(shè)備大量采用履帶式底盤，就是為了保證運動中的機(jī)械穩(wěn)定性，同時便于作業(yè)移動。
在實際使用中，履帶底盤件是典型的消耗品，磨損至一定程度就要及時更換，所以，履帶底盤件產(chǎn)品通常需要進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。而且作為工程機(jī)械的行走裝置，履帶底盤的工作環(huán)境惡劣，磨損嚴(yán)重，因此所使用的材質(zhì)都是耐磨性極好的特鋼，這些特鋼材質(zhì)一般還需要進(jìn)行熱處理，硬度達(dá)HRC60左右。因此，如何更高質(zhì)量、更高效率地完成高硬度特鋼履帶底盤的精加工，成為眾生產(chǎn)企業(yè)體現(xiàn)核心競爭力的關(guān)鍵一環(huán)。這里不僅要選用高品質(zhì)的加工設(shè)備，同時對切削刀具也提出了更高要求，大批量生產(chǎn)中的耐磨性和較長的使用壽命成為了刀具供應(yīng)商被選的前提。
“由于熱處理后特鋼的硬度比較高，所以在進(jìn)行切削加工時極易造成刀具的磨損，再加上孔和軸等密封部件對精度的要求又很高，在加工這些熱處理后的特鋼材質(zhì)工件時，需要高端的硬質(zhì)合金涂層刀具。”山推工程機(jī)械股份有限公司履帶底盤事業(yè)部(以下簡稱“山推履帶底盤事業(yè)部”)工藝技術(shù)部副部長殷延明明確指出對刀具供應(yīng)商的要求，在他看來，必須正確選用高效刀具才能解決加工中的效率和質(zhì)量問題。山推履帶底盤事業(yè)部作為該領(lǐng)域的翹楚，對高硬度特鋼履帶底盤的加工很有發(fā)言權(quán)。
經(jīng)過深入的比較分析后，在加工履帶鏈軌節(jié)的鏜孔、鉆孔工序中，山推履帶底盤事業(yè)部最終選用了瓦爾特的刀具產(chǎn)品。在鏜孔工序中，瓦爾特技術(shù)人員結(jié)合加工對象和工藝要求為事業(yè)部量身定制了非標(biāo)復(fù)合鏜刀，加工效率極高。在鉆孔工序中，事業(yè)部采用的是瓦爾特標(biāo)準(zhǔn)的3倍徑Xtra·tec®可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭，配有瓦爾特著名的老虎刀片，并采用PM5槽型刃口，加工性能極其突出。
事實證明，這個決定讓他們受益匪淺。一般在鉆孔工序中，刀具的損耗極大，只有1000件左右的使用壽命，這一度成為影響事業(yè)部生產(chǎn)進(jìn)度的重要問題，而瓦爾特Xtra·tec®可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭的到來卻讓這個問題迎刃而解，其令人驚訝的2000件使用壽命贏得了所有員工的認(rèn)可，較高的加工穩(wěn)定性和較長的使用壽命保證了履帶底盤鏈軌節(jié)孔加工的效率和質(zhì)量。
該款刀具所采用的刀片槽型為瓦爾特PM5，其槽型刃口非常具有特色，“它在全世界范圍內(nèi)有非常多的成功案例，PM5槽型刃口帶有0.10mm保護(hù)倒棱，即使在惡劣的工況下也能實現(xiàn)刃口保護(hù)，12°的刃口前角保證了刀片的鋒利性能，使特鋼加工更加輕快和高效。在山推履帶底盤事業(yè)部鏈軌節(jié)孔加工中發(fā)揮出巨大的作用，成為它的又一佳作。” 瓦爾特產(chǎn)品經(jīng)理張士廣說。
在對瓦爾特產(chǎn)品的使用中，另一個讓殷延明贊嘆不已的技術(shù)是瓦爾特的老虎刀涂層，“我認(rèn)為瓦爾特刀具特有的涂層技術(shù)是其核心競爭力，它使刀具的耐磨性與韌性完美結(jié)合。瓦爾特老虎刀片黑色的前刀面是一層氧化鋁涂層，有著很好的隔熱性能和抗氧化性能，可以抵抗前刀面的月牙洼磨損。良好的耐磨性可以使其在較高的線切削速度下保持高效的工作。金色的后刀片使用了TiN涂層，耐后刀片磨損，同時，也讓使用者非常容易識別磨損量，確定刀刃是否已經(jīng)被使用過，根據(jù)磨損量辨別刀片是否已經(jīng)達(dá)到使用壽命。”殷延明已經(jīng)對瓦爾特刀具的特性如數(shù)家珍。
而根據(jù)張士廣介紹，在山推履帶底盤事業(yè)部，更新的銀虎刀片即將替代現(xiàn)有的老虎刀片。銀虎(Tiger®tec Silver)是瓦爾特新一代的CVD涂層切削材料，因具有新型TiCN指示涂層的銀色后刀面而得名。它具有極其出色的韌性，這也是它與現(xiàn)有CVD涂層材料的最本質(zhì)區(qū)別，同時也非常適合濕加工。“相比于老虎刀片，銀虎技術(shù)又向前邁出了一步：材料自身的抗裂紋和抗磨損能力得到了極大改善，并且這樣的改進(jìn)對其原本出色的高溫耐磨性能沒有任何負(fù)面影響，在高溫下也具有優(yōu)異的抗磨損特性，這是以前所有PVD涂層材料都無法達(dá)到的。” 張士廣認(rèn)為，高溫耐磨性和優(yōu)異的韌性將再度以驚人的刀具使用壽命提升加工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，助力山推繼續(xù)領(lǐng)跑履帶底盤市場。
信任源自關(guān)鍵時刻解決問題
正因為其產(chǎn)品和技術(shù)的不斷革新，瓦爾特和他的技術(shù)人員一直都被山推履帶底盤事業(yè)部認(rèn)可為“解決問題的專家”，這種認(rèn)識其實要追溯到2007年的一次新品試制。
工程機(jī)械市場的競爭一直都是激烈而殘酷的，有時候，一款新產(chǎn)品的及時推出甚至可以力挽狂瀾。2007年，在事業(yè)部履帶總成新產(chǎn)品的試制過程中，現(xiàn)有的設(shè)備和刀具無法保證試制的順利進(jìn)行。因此，事業(yè)部從眾多備選的加工設(shè)備中選擇了兩臺德國斯塔瑪(STAMA)MC534雙主軸雙工位立式加工中心，主要用于加工難度比較大的履帶鏈軌節(jié)的鉆鏜孔加工。而鏈軌節(jié)的鉆鏜孔加工同時也是對刀具要求最高的工序，通過層層遴選，瓦爾特刀具最終成為原始配刀，在新產(chǎn)品試制的關(guān)鍵時刻解決了山推的問題，并一直被使用至今。
瓦爾特硬質(zhì)合金涂層刀具的引入，讓機(jī)床和刀具的性能都得到了充分的發(fā)揮。德國斯塔瑪(STAMA)MC534雙主軸雙工位立式加工中心配有2x32把的大容量刀具庫，并采用專利的換刀技術(shù)，最快切屑對切屑換刀時間僅需3.3s，主軸的轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到10000r/min，快進(jìn)速度可以達(dá)到60m/min，這些技術(shù)參數(shù)在當(dāng)時都是世界領(lǐng)先的。“履帶總成新品試制過程非常順利，沒有任何異常情況發(fā)生，各孔徑加工尺寸全部合格，精度均滿足圖紙要求。當(dāng)時我們就感慨，雙主軸雙工位立式加工中心和瓦爾特刀具的選擇不僅給我們新產(chǎn)品的開發(fā)帶來了極大的便利，更為我們今后的生產(chǎn)提供了效率和質(zhì)量的保證。事實證明，快速量產(chǎn)的新品進(jìn)一步確立了山推履帶底盤的市場領(lǐng)先地位。”殷延明回憶的語氣中依然帶著興奮感。
如今，山推履帶底盤事業(yè)部下設(shè)鍛造、履帶、輪系三個專業(yè)制造工廠，擁有先進(jìn)的履帶底盤件加工生產(chǎn)線，其中包括13條鏈軌節(jié)加工生產(chǎn)線、12條鏈軌總成壓裝生產(chǎn)線、6條輪系總成裝配線、5條鏈軌節(jié)、履帶板熱處理生產(chǎn)線和4條輪子熱處理生產(chǎn)線等，擁有各種先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備、加工中心和專機(jī)共175臺。時至今日，在眾多的加工設(shè)備里面，殷延明和同事們當(dāng)初選擇的雙主軸雙工位立式加工中心和瓦爾特刀具的結(jié)合仍然被認(rèn)為是最佳的組合之一。
培訓(xùn)讓服務(wù)不斷增值
“競爭的白熱化讓我們始終將‘創(chuàng)新’二字銘記在心，更加注重事業(yè)部整體研發(fā)水平和生產(chǎn)能力的提升。我們期望能夠從合作伙伴那里汲取養(yǎng)分，或者更加坦誠地說，我們需要供應(yīng)商提供全面、及時的培訓(xùn)，不僅是應(yīng)用知識的授予，更是各種先進(jìn)的加工技術(shù)和理念的傳承，這一點，瓦爾特的做法堪稱典范。”正是山推底盤事業(yè)部的發(fā)展需求，讓殷延明注重與合作伙伴有更加緊密的互動。
在多年合作中，除了定期的培訓(xùn)，山推履帶底盤事業(yè)部還會接到瓦爾特經(jīng)常性的回訪，瓦爾特的工程師會幫助山推履帶底盤事業(yè)部解決加工中的技術(shù)難題，這正是殷延明和他的同事們最急需的。“當(dāng)然，我們在遇到難題時也會主動尋求幫助，山推履帶底盤事業(yè)部和瓦爾特雙方一直保持著密切的合作，除了選刀、試刀，還要對現(xiàn)有刀具和工藝進(jìn)行不斷的優(yōu)化和改進(jìn)。在山推履帶底盤事業(yè)部，相關(guān)技術(shù)人員的主要任務(wù)就是研究如何能夠更充分發(fā)揮這些先進(jìn)刀具的加工優(yōu)勢，促進(jìn)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量的提升。”瓦爾特的全面服務(wù)讓山推履帶底盤事業(yè)部在發(fā)展過程中持續(xù)受益。
在長期的合作過程中，瓦爾特與山推履帶底盤事業(yè)部的合作可以說是互相成就的，“山推底盤事業(yè)部這樣的客戶正是我們的理想客戶，它們的要求正好能讓瓦爾特的核心競爭力全面施展開。瓦爾特在世界各地所積累的實踐經(jīng)驗，對各種加工難點的解決方案，最新的技術(shù)創(chuàng)新動向，都成為我們分享、討論的話題。反過來，我們也能夠進(jìn)一步了解到事業(yè)部的發(fā)展需求，為下一步合作打下基礎(chǔ)。”張士廣經(jīng)理說到。
背景介紹：
山推工程機(jī)械股份有限公司是國內(nèi)著名工程機(jī)械企業(yè)集團(tuán)，其旗下履帶底盤事業(yè)部作為專業(yè)從事工程機(jī)械履帶底盤件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的企業(yè)，是山推、沃爾沃、小松、柳工、徐工、三一等30多家國內(nèi)外知名工程機(jī)械企業(yè)公司的履帶底盤供應(yīng)商，主要生產(chǎn)為3.5T～100T挖掘機(jī)、70～520馬力推土機(jī)及其他履帶式工程機(jī)械配套的履帶、輪系產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力達(dá)到1800萬鍛件、履帶鏈軌總成18萬條和輪系產(chǎn)品140萬件, 多年來一直是國內(nèi)最大的工程機(jī)械履帶底盤生產(chǎn)企業(yè)。
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圖1.
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