位于圖賓根的精密刀具專(zhuān)家瓦爾特，為客戶(hù)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(mén)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(kāi)”到“關(guān)閉”的動(dòng)作。
現(xiàn)代社會(huì)離不開(kāi)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(hù)。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(mén)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。
閥芯在RMA磨削車(chē)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.
在二十世紀(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)，它在二十世紀(jì)七十年代末開(kāi)始研制自己的管件，包括球閥。現(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(hù)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(kāi)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(xiàn)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(chē)間項(xiàng)目主管Hans-Jürgen Mannßhardt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。
DN 300流速的高壓球閥視圖
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(chē)間里，有30臺(tái)全自動(dòng)化的車(chē)床和5臺(tái)加工中心，承擔(dān)把毛坯件生產(chǎn)成品閥芯的全部任務(wù)。除了車(chē)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(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)。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)40巴時(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。
金屬和塑料座圈能滿(mǎn)足高壓球閥密性要求
使用馬上開(kāi)始的瓦爾特倒角玉米銑刀（為了方便拍照，加工中心工作臺(tái)朝觀察人員轉(zhuǎn)動(dòng)了一點(diǎn)角度）
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(zhuān)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(mǎn)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 Mannßhardt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。”多年來(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(hù)通力合作。在緊急情況下，他甚至能通宵達(dá)旦地工作。討論后，奔馳在他下一次拜訪期間，與車(chē)間主任Mannßhardt一起花了大量時(shí)間，對(duì)倒角的加工任務(wù)進(jìn)行書(shū)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 Mannßhardt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)性能有不利影響。”于是，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(kāi)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)。
專(zhuān)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。“在我的腦海里已經(jīng)有了玉米銑刀的想法，”Mannßhardt說(shuō)。“但是，由于閥芯倒角要求的角度原因，這類(lèi)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。”其性能如何?結(jié)果很明顯。現(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%。
瓦爾特倒角玉米銑刀，45°銑削角度定制版，三組銑削刃口和四排刀片（型號(hào)F2001-6515665），側(cè)視圖
用于倒角銑削的瓦爾特玉米銑刀，定制銑刀--- 帶45°切削角，三組銑削刃口和四排刀片（型號(hào)F2001-6515665），正視圖
一個(gè)最令人印象深刻但瓦爾特員工還不十分滿(mǎn)意的結(jié)果是：“從我們最初的討論，直到6周后當(dāng)RMA開(kāi)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)。
德國(guó)瓦爾特Michael Benz（左）和RMA制造車(chē)間主管Hans-Jürgen Mannßhardt展示閥芯前方的新（左圖）和舊（右圖）的銑削解決方案
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 Mannßhardt說(shuō)。“我們?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。”
RMA管道設(shè)備公司已組裝和涂裝好的高壓球閥正等待發(fā)貨