实现协同制造


日期:2017/06/15 来源:MM《现代制造》

Cincinnati Gearing Systems(CGS)公司因设计和制造新齿轮及变速箱修复服务而闻名,其在这两个不同活动领域之间有着密切的联系。部分OEM部门的成功策略是保持齿轮制造的领导地位,无论是在生产或设计更轻、更强齿轮组的新材料,还是在研发最新加工技术方面。其中,服务部门负责维护和修复用于不同目的和不同工作环境的旧齿轮,而机械操作人员得到了交叉培训,使得操作人员可以在任一设置上操作,不仅创造了在人力资源方面的灵活性,同样使得员工有机会在旧和新齿轮组上工作,在他们建造的齿轮和修复的变速箱上使用新技术和新材料。

尽管OEM齿轮传动部门和变速箱维修服务是两个不同的部门,但它们仅相隔几英里远,两个部门之间的互动很频繁。“如果你和新齿轮组的用户合作,通常有时间讨论用户所需的不同材料、设计、加工方法、热处理方法,此为系统性方法。”公司董事长Rob Rye说道,“但如果用户的变速箱发生故障,则为紧急情况,需要我们快速启动并运行,因为用户负担不起停工责任。”

一旦打开外壳,可以看到齿轮处于原始状态,显示CGS原始工作的质量和精度

提供选项

在用户打电话寻求齿轮维护服务时,CGS必须确定的第一件事就是用户想要其变速箱修复到什么程度。快速修复需要尽快运回公司以便全面重建,也许使用新齿轮组和轴承将花费更多时间,但可以让驱动装置更安静、更平稳地运转,因此增加使用寿命。“这完全取决于用户。”服务部经理John Terry说道。

最快、最便宜的方法修复破损轮齿到可用程度,或重装需要替换的轴承,要明确这是一个临时补救的方法,以便用户可以继续生产,但可能带来更严重和更昂贵的故障。CGS列出了所有可能的解决方案的详细报告,包括让变速箱回到优质工作条件所必要的维修首选方法,最优方法可能包括在损坏齿轮组中替换松动齿轮或整个齿轮组以及齿条、轴和轴承。

在传统制造中,避免变速箱故障最好的方法是开发一个预防性维护计划,要么在内部制定计划,要么和服务提供商签订合同,定期振动分析以及检查轴对齐和轴承状况可以帮助避免故障的发生。

领先优势

在CGS修复服务与拆卸老变速箱(许多都是CGS制造)的同时,回顾性能和反思过时设计的绝佳机会就出现在眼前,OEM部门正在不断地学习最新制造齿轮的切削工具、软件、材料和加工流程,以便让公司在拥挤的领域中保持竞争力,这种想法已经引导了重大的资本投资,包括Giddings & Lewis的立式车削加工中心、Johnford的水平轧机、Amera-Seiki的立式车床、Reishauer和Gleason的高速成型磨床以及Usach CNC的外径磨床。根据销售和工程副总裁Kenneth Kiehl介绍,CGS已经掌握了先进新技术和可靠“旧铁”的平衡,可以满足用户要求的任何允许容差,并且可以制造出直径在3/4 in(1 in=25.4 mm)到4 m的齿轮,并满足美国齿轮制造商协会规定的Q15质量水平。

Kiehl继续描述公司在加工过程中使用的先进技术,这些技术保证新齿轮的质量更高、加工更快、制造更容易,并在变速箱重建操作中可以更好地修复齿轮。就铣削而言,新技术可以让变速箱外壳,在材料改良之前所不能触碰的区域内进行拆除与制造,可以保证外壳更轻并且留给齿轮组更多空间,这种技术甚至可以在原始变速箱设计的相同外部尺寸内让齿轮组“重新调节比例”,从而令承担更重负载成为可能,并且这些齿轮(无论是新或重新研磨过的)可以从改良的研磨机和粘附到齿轮的研磨剂中获利,这让齿轮更安静、更顺利、更长久地运转。同样有可能进行第二或第三次操作,如去除毛刺和“机械”去角斜切,去除许多情况中的额外设置。

另一个不断需要改进的制造需求是具备可用性的CAD/CAM软件,且该类软件在一旦有手动调整要求时,能够自动地简化许多流程。CGS使用SolidEdge软件用于CAD设计、SmartCAM CNC软件用于加工。使用SolidEdge开发的3D模型step文件用于在切割芯片前加工建模部分,经常在重建方面使用的是“未知齿轮测量计划”,可以迅速确定未知齿轮的几何形状和尺寸。

内部资源

正如成功的齿轮制造商不断寻求外部资源(培训、贸易展览、OEM开放参观日)来改良工艺一样,公司同样寻求内部资源帮助,如在公司内可以在不同平台上学习专业知识、学习制造新的、更好的齿轮让修复部门进步,同时回顾那些可以识别设计缺陷的旧变速箱,可以帮助提出更新、更好的设计、改良材料、快速的加工流程,从而获得更好的驱动系统和组件。