損壞刀具就是打破規(guī)則。
　　　　
　　盡管這條格言看似與直覺相悖，但卻是提高鈦金屬切除率的成功方法。鈦，和鉻鎳鐵合金以及其它一些特殊材料一樣，被廣泛用于航空和軍事領(lǐng)域。Michael Allawos，加州圣地馬斯市Mikana 制造公司總裁，對此非常了解：“我們公司1985 年創(chuàng)立，主要服務(wù)于航空工業(yè)領(lǐng)域，”他解釋道。“我們竭力搜尋一種獨(dú)一無二的材料，使得那些難以加工的零件從那些難以加工的材料中加工出來。”
　　　　
　　在過去的幾年里，航空金屬材料的價(jià)格飛漲，使得材料成本在利—損方程式中占有越來越大的比重。為降低成本并保持競爭力，Allawos 發(fā)現(xiàn)，Mikana 必須加快生產(chǎn)速度。他必須更快速地切削鈦和鉻鎳鐵合金，這就意味著必須進(jìn)行改革。
　　　　
　　Allawos 知道，機(jī)床和加工工藝是唯一的解決方案，他開始尋找一家刀具公司，希望他們能幫助他開創(chuàng)一套新的切削鈦金屬的方法。最終他找到了一家完美的合作伙伴：Hanita 切削刀具的經(jīng)銷商，加州Thousand Oaks 的JonathanSaada 和他的伙伴們。
　　　　
　　“ 這是一個(gè)三方的合作！”Jonathan Saada 大聲說道，他指的三方即他的公司，Mikana 和哈斯自動(dòng)化公司。Saada 提供創(chuàng)新性的刀具，Mikana 則提供測試這些新想法的平臺和專業(yè)技術(shù)。由于哈斯機(jī)床本身的穩(wěn)定性，以及哈斯維修工程師和哈斯工廠從始至終提供支持，一臺帶有高拉緊力拉桿的哈斯VF-2 成為了測試機(jī)床。他們合作創(chuàng)新的結(jié)果顛覆了許多難加工材料的切削理論。
　　　　
　　Mikana 生產(chǎn)的大部分工件都由硬質(zhì)鉻鎳鐵合金或鈦制成，傳統(tǒng)方法都采用較低的進(jìn)給速率加工這些材料。“加工材料的切除率都是以立方英寸每分來測量的，”Allawos解釋道。“這也經(jīng)常被當(dāng)成盈利或是虧損的量度。更快的切除速率和更長的刀具壽命意味著更高的產(chǎn)能，況且我們生產(chǎn)的一些工件需要切除大量材料。這些都與減少循環(huán)時(shí)間有關(guān)。”
　　　　
　　那么有多少材料被切除呢？ Allawos 舉起了一大塊鈦6-2-2-2-2 和一個(gè)當(dāng)中鏤空的鈦金屬盒。“看到了嗎？”他問道，“這個(gè)薄薄的工件就是從這個(gè)大家伙加工出來的。正如你所見，這個(gè)大家伙的90% 都被切掉了，而且鈦6-2-2-2-2 比其它類型的材料都要堅(jiān)硬。”但令人難以置信的是切除材料的進(jìn)給速率是絕大多數(shù)機(jī)械師無法想象的。大部分的切削都是在每分鐘80 到90 英寸的進(jìn)給速率下進(jìn)行的！
　　　　
　　Saada 和Allawos 決定要用實(shí)踐的方法來解決進(jìn)給速率慢的問題。“在我們最開始啟動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，”Saada 說道，“我就向Michael 保證過，在這些刀具證明自身價(jià)值之前，他不需要支付任何刀具費(fèi)用。但我們想知道新刀具的極限所在，所以，我們把它帶給Mikana 的生產(chǎn)經(jīng)理，然后讓他來弄壞它。每一個(gè)試過的新刀具我們都是這樣做的，記錄下結(jié)果，然后達(dá)到某個(gè)更高的進(jìn)給速率。”
　　　　
　　“我鼓勵(lì)我的員工們來想出新辦法和新實(shí)驗(yàn)，”Allawos繼續(xù)解釋道，“如果我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)好結(jié)果，那么節(jié)約的成本就能彌補(bǔ)整個(gè)過程的花費(fèi)。我們記錄下所有的事情，而且得到了令人驚奇的結(jié)果。我們現(xiàn)在掌握了這項(xiàng)技術(shù)，它使得我們使用大大超過切削刀具制造商推薦的切削速度和進(jìn)給速率來獲得優(yōu)異的成果，特別是在切削鉻鎳鐵合金和鈦金屬方面。”
　　　　
　　“進(jìn)行一個(gè)優(yōu)異的鈦金屬切削，共有三個(gè)因素發(fā)生作用，”Saada 表示。“第一是刀具。為消除噪聲，我們使用一種被稱為Varimill 的變螺旋角刀具，從而打破諧振。它具有氮化鋁鈦涂層，可以分散熱量。”
　　　　
　　“第二個(gè)因素是仿形銑的使用，”Saada 繼續(xù)道，“利用球面端銑刀的尖端對半徑進(jìn)行加工。第三，我們采用薄化切屑效應(yīng)。” 薄化切屑意味著它大部分的切削刃與工件產(chǎn)生較輕地接觸以獲得大的切削深度。
　　　　
　　“通過使用帶有涂層的刀具，我們能夠?qū)︹?-2-2-2-2進(jìn)行每分鐘80 到90 英寸的切割，” Saada 的同伴，David Buchberger 解釋道。“當(dāng)你對那些習(xí)慣于用每分鐘4 英寸的速度加工鈦金屬的人說，他們的加工速度完全可以達(dá)到每分鐘80 英寸，他一定會向后倒退并連連擺手表示不可置信。然后你向他展示，事實(shí)上完全可以做到這樣，他一定會深受震撼。”
　　　　
　　Saada 通過實(shí)踐解決加工硬化而造成的工件脆化。“大多數(shù)情況下是由于刀具的停頓造成了加工硬化”，他說道，“人們害怕加工鈦，所以他們一次只切削0.01 英尺，當(dāng)加工到轉(zhuǎn)角的時(shí)候，他們就慢下來。那么熱量到哪里去了？到零件里去了！加工硬化變得局部化，所以你必須不停歇地移動(dòng)刀具，保持切削。我們采用薄化切屑的方法，所以熱量都傳到切屑而不是零件里。”
　　　　
　　鈦6-2-2-2-2 非常堅(jiān)硬，難以切削。635 鉻鎳鐵合金也是一樣。它是最難以加工的金屬，刀具損壞非?？?。Saada 取出一個(gè)盤旋形的盤子和一塊鉻鎳鐵合金放在桌上。“你可以看到我們是怎樣從這塊合金加工出這個(gè)零件的，”他指出，“大約95% 的合金都變成了切屑。我們試過硬質(zhì)合金銑刀，陶瓷刀片以及含鈷刀具。它們磨損得非?？?mdash;—基本沒有壽命。我們最終嘗試粉末高速鋼刀具，它含12% 鈷，6% 釩，帶有氮化鋁鈦涂層，這樣才是最佳組合。”“其它所有的端銑刀都極易磨損，而硬質(zhì)合金太脆弱易碎，以至于刀刃碎裂，”Buchberger 說道，“它們加工635 鉻鎳鐵合金只能堅(jiān)持約20 分鐘?，F(xiàn)在我們每把刀具能使用超過一個(gè)小時(shí)，而且刀具重磨后無需重涂層。在Mikana，我們用同樣的1 英寸刀具對鉻鎳鐵合金進(jìn)行長達(dá)3 小時(shí)的切割，其中大部分時(shí)間是滿刀切削。”
　　
　　刀具和進(jìn)給倍率的單獨(dú)使用并不能獲得高效的性能。“最重要的因素之一在于哈斯VF-2 的高拉緊力拉桿，” Mikana產(chǎn)品經(jīng)理，Ed Lujan 解釋道。“拉桿的張力將所有震顫作響的可能性都清除掉了。材料切削時(shí)震顫聲是機(jī)械師們最頭疼的問題，它并不是機(jī)器本身的故障。如果你準(zhǔn)備對多種金屬進(jìn)行切割，那么你最好擁有一臺多樣化的機(jī)床，正如我們一樣，可以讓哈斯機(jī)床加工任何種類的金屬。”
　　　　
　　能夠加工多種金屬的能力對Mikana 的生產(chǎn)和未來都至關(guān)重要。“盡管我們?yōu)镕-18，F(xiàn)-22 和Joint Strike Fighter生產(chǎn)零件，但事情已變得越來越商業(yè)化，”Allawos 指出，“我們和Lockheed，Boeing 和JPL 一類的商業(yè)客戶合作。我們大概有108 個(gè)Rover 零件現(xiàn)在還在火星上遨游。它們中的大多數(shù)都產(chǎn)自我們的哈斯機(jī)床。”
　　　　
　　Mikana50% 的產(chǎn)品是鈦和鉻鎳鐵合金制成，他們也加工塑料，泡沫和鋁材。“正是這些刀具對鋁材進(jìn)行切削，”Buchberger 舉著一只大直徑3 齒波刃銑刀說道。“次微晶粒硬質(zhì)合金。有些人覺得沒有必要對鋁材切削，但是它的刀具壽命和切割速度會十倍地返還它的成本。”
　　　　
　　“我們甚至用這種刀具來切削地板，”Lujan 補(bǔ)充道。“我們能切割面積達(dá)6 英寸見方的地板，厚達(dá)0.045 英寸——誤差控制在0.005 英寸以內(nèi)。一些刀具會在地板上造成裂紋。這是我獨(dú)有的每分鐘90 英寸的刀具。”
　　　　
　　Mikana 車間幾乎一半的加工量都在于鋁材。“我們想用我們的哈斯機(jī)床來做這些工作，因?yàn)樵诠箼C(jī)床上加工效果很好，”Allawos 評論說，“它是臺堅(jiān)固的機(jī)器，更適合用于加工硬質(zhì)材料。”
　　　　
　　Lujan 說，哈斯機(jī)床最大的優(yōu)點(diǎn)之一在于“哈斯機(jī)床的操作都一樣。如果你會操作VF-2，那么你就可以操作VF-4 或者VF-8。它們的控制器都是一樣的。會對加工產(chǎn)生不同影響的因素在于進(jìn)給倍率和預(yù)讀。哈斯控制器使困難的工作變得簡單。”
　　　　
　　“我們在這里測試極限，然后就可以知道我們到底能達(dá)到多快的切削速度，這些刀具，機(jī)床以及工藝的極限在哪里，”Saada 說道，“我們彼此扶持，然后從對方的想法和創(chuàng)新中獲益。”
　　　　
　　Allawos 贊同道。“我們的創(chuàng)新精神為三家公司都帶來了利益——最終，是為整個(gè)行業(yè)帶來了利益。”