将加工周期缩短50%以上

　　作者：Evan Doran

　　对于总部位于佛罗里达州布鲁克斯维尔市 的TTI Machine公司副总裁兼第二代领导人Tyler Thompson来说，激情与利润一样，都是着手加工零件的理由。他的工厂占地14000平方英尺，主要生产小批量零件，通常用于采矿、海洋和航空业，但也会增加管理层认为有趣的特殊工作。唯一的要求是生产出的零件具有经济效益，最近TTI Machine就采用了肩铣工具，为短跑赛车生产零件。

　　尖端加工

　　为短跑赛车市场生产零件的车间并不多，Thompson说，随着企业倒闭或所有者去世，这个名单每年都在缩短。不过，Thompson对短跑赛车充满热情，因此公司开始为一家经销商生产零件，以确保这项运动得以延续。这些零件包括翼子板支架、马达板、转向臂、横杆支架和其他许多零件，其中许多零件必须进行逆向工程设计，并确定如何使用自己的机器进行生产。然而，这部分的利润很薄，该车间每年最终只能为市场加工1000-2000个短跑汽车零部件。

　　Thompson说，有一个零件在业内被称为“鸟笼”，它构成了汽车的左右后轴轴承。该零件包含两个轴承，并在复合角度上有螺纹孔。Thompson说，这是需要去除最多材料的为短跑赛车零件。更重要的是，由于该零件的角度和螺纹孔很难加工，因此除了五轴加工中心DN Solutions DVF 5000之外，其他加工中心都无法加工。以前，“很多零件都需要三、四甚至五次或更多的设置，”他说，“有了五轴机床，我们只需对材料进行对接预处理，两次设置就可以完成。”

　　Thompson与独立制造代表机构RAM销售和营销副总裁Brandon Mazza合作，寻找一种不同的刀具，以降低成本并减少零件的切屑量。Mazza向他推荐了泰珂洛公司的Tung-AluMill 90肩铣刀具，在保守的加工参数下进行的试运行证明效果良好。

　　切削刀具

　　从泰珂洛直接获得的这些参数要求切削深度为0.150英寸，但DN Solutions机床的负载很低，Thompson可以将其进一步推高，达到每切削0.250英寸。虽然这样做效果很好，但后来他又将切削深度减小到0.200英寸。“这样我们就不必在刀具切削2.250英寸的工件型腔时对其进行看管”。Thompson还将每齿英寸数(IPT)从基本参数提高了50%，达到0.006英寸。

　　将刀具从端铣刀更换为肩铣刀后，TTI还能以更大的前角（11.5度）进行加工，而端铣刀的前角只有2-3°。角度增大后，刀具在粗加工内孔时的效率提高，无需进行半精加工。这就将最初阶段的加工周期从大约5分钟缩短到不到1.5分钟，使车间能够更快地进入镗孔操作。Thompson说，Tung-AluMill的直通冷却能力也有助于将切屑冲出，TTI无需经常倾倒切屑料斗。

　　参数改进后，TTI的工件加工周期缩短了一半，从40分钟缩短到15-20分钟。肩铣的每个刀片的使用寿命也是旧式立铣刀的两倍，每个刀片可加工40个零件，每个零件的材料去除量为100立方英寸。

　　此外，比起立铣刀，肩铣刀的表面光洁度要高得多，Thompson说，TTI Machine可以从工作中移除几种精加工工具，只使用肩铣刀，肩铣刀可以在两道工序中完成整个零件外部的轮廓加工。这种更高效的操作将这些零件的操作从使用4把刀具的22分钟工序缩短到使用2把刀具的不到6分钟。

　　即便如此，TTI将四分之三英寸的整体硬质合金立铣刀与五轴机床配对使用，使程序运行保持在极限范围内。虽然刀具的使用寿命很长（尽管需要定期刃磨），但循环时间仍然太长，而且立铣刀产生的长切屑很快就填满了刀槽和机床的储屑箱。

　　赛车的成功

　　通过压缩刀具清单、延长刀具寿命和缩短加工周期，TTI Machine得以在加工赛车零件时大幅提高利润率。Thompson说，尽管Tung-AluMill的初始价格较高，但他在这个项目上节省了30%以上的成本，这使得“鸟笼”对他的车间来说更加可行，并使TTI Machine能够继续为Thompson和他的家人所热爱的行业服务。

　　虽然TTI Machine还没有将Tung-AluMill与其他机器或应用配对使用，但Thompson说，他的工厂计划很快这样做。他说：“我们计划在时机成熟时购买更多的机床。从现在起，凡是需要大量材料移动的铝材加工任务，我们都会选择它”。

　　TTI Machine始建于1993年，当时是一家以手工操作为主的机械加工厂，主要从事采矿和发电行业的维修工作。这些专长使其一直保持良好的发展势头，甚至到了2010年代，该车间仍严格采用手工操作——甚至采用了配备26英尺中心的手动车床，并保持了车削直径达78英寸的机床的能力。

　　2008 年，Thompson以学徒身份加入该车间，并在这些机床上学习手艺，掌握了修理非常规角度和夹具零件的技能，并学会了手动加工复杂零件。2018年，Thompson说服父亲购买了一台四轴机床，开始探索更广阔的数控工作世界。经过一段时间的学习，TTI Machine的员工制定了工具策略和编程方法，事实证明公司取得了成功。

　　此后，公司又采用了更多的四轴机床、五轴机床和坐标测量机。Thompson说，这些机器不仅简化了车间的一些旧工作，而且使其能够从事航空航天和国防项目。手动机床也没有闲着，该车间继续使用老式手动机床为水泥厂、发电厂和造船厂进行大型零件的一次性维修工作。Thompson说，这些工作的特殊性使得更换机床的成本过高，尤其是像最长的手动车床这样的机床，其中心距高达26英尺。

　　该车间的利基能力也使其在Xometry的按需制造市场上拥有独特的卖点，该车间于2019年加入该市场，以填补时间表上的空白。TTI Machine通过了ITAR认证，其ITAR认证与加工直径达78英寸零件的能力相结合，为其赢得了美国大型航天公司的订单。这些零件的成功为该公司赢得了2021年和2022年连续两届的Xometry卓越制造奖。