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整体陶瓷立铣刀帮助这家航天航空行业加工厂满足关键交期的要求.

这款整体陶瓷立铣刀在手中的感觉可能象塑料材质一样，但它在 Inconel材料加工中的切削性能要比硬质合金刀具的性能强 20 倍。

许多加工厂注重新型切削刀具的原因是为了缩短加工时间，延长刀具寿命，为了改善工件质量，或是为了同时实现以上三个目标。Stellar Precision Components 公司是航天航空行业的一家二级供货商，公司位于宾夕法尼亚州的珍妮特。这家公司注重新型刀具的原因则完全不同。“我们刚得到一份加工一些 Inconel 材质工件的订单，”生产主管 Edward Frieze说到。“我们对刀具寿命以及这个加工任务的盈利情况没有任何的顾虑 -我们唯一的顾虑就是如何在八周内交付这批工件。”

打开机遇之门

四十年以前，Mike Vucish Sr.为一家海军核设备零件制造商工作，那时他看到了一个开展自己业务的机遇。他购买了一些设备，从一个他教授机械加工晚间课程的技术学校邀请了一些学生，在 1978 年成立了 Stellar Precision 公司。他在白天继续从事自己原有的工作，直到他的公司从蹒跚学步变为羽翼丰满；在此期间，他的一些家人也加入进来帮助他。

“刚开设的时候，我们从这个地区的一些大型加工厂接了许多超负荷的任务，但后来就转变为对一些核设施项目的支持，因为我父亲在这个领域很有经验，”女儿 Lori Albright这样说到，她现在是 Stellar Precision的所有人和总裁。

“从那时起，我们成为航天及国防工业内一些知名承包商的主要供货商，包括波音公司、洛克希德公司、雷神公司，还有一些核工业和医疗行业的客户，我们有超过 70多名员工，销售收入将近 1 千万美元。”

Stellar 公司对其设备不断进行更新并以此为自豪，公司拥有 Haas Automation 和 Okuma公司生产的各种高端 CNC机床；在加工厂旧机床逐渐退役情况下，这两种品牌的机床数量平衡正在稳步地向 Haas品牌倾斜。Albright 说到，Haas品牌设备不仅比国外制造的同类竞争设备价格便宜，其“美国制造”的身份在 Stellar许多客户中也产生了共鸣。“这种策略也让我们用一种更定期的方式更换我们的设备，从而让我们与最新技术保持同步。

主要设备包括一台 Okuma LB-45 车床，可对直径为 36 英寸，长度达 120 英寸（91 mm x305 cm）的工件进行车削；以及一台 Haas VF-11 五轴加工中心，其 X 轴行程为 305cm，工作台的装载量为 4000 磅（1814 公斤）。Stellar 还有几台线切割设备，十余台三轴、四轴、五轴加工中心和车铣两用机床，同时提供增值服务，例如无损测试、焊接、热处理、以及特氟龙涂层处理。

更高的需求

Stellar 公司已经习惯于满足苛刻的加工应用需求。最近的项目包括 RAM Block II反舰导弹，CCtCap 商业载人飞船，远程对陆攻击炮弹先进火炮系统，阿特拉斯五型运载火

箭发动机外体，以及其他设备的零件加工。但是，这家公司最近的一个项目却对其机械师的勇气和公司的管理能力是一场严峻的考验。\

Frieze 解释说，Stellar 刚刚接到一批 Inconel 625材质原型材料的加工订单。加工原料的尺寸为 18 英寸宽，3 英尺厚（457 x 457 x 76mm），单件重量几乎达到 300 磅（134公斤）。项目团队并没有因这种原料的难加工性而有过多的困扰，Stellar 公司经常对Inconel 材料、其他镍基高温合金材料，钨钢、高镍合金钢、60 Rc 4340(300M)，以及工具钢材料进行加工。

公差要求也不是问题。Frieze 指出，最近加工的一个长度超过 12英寸（304　毫米）的钛材料工件，其轮廓公差要求为 0.005 英寸（0.127 毫米），相当于0.2 英寸左右的工件在加工前的单件成本超过 5000 美元。满足 Inconel材料较为宽松的公差需求并不是问题。

问题在于原材料的切除量：在精加工完成后，Inconel 板材的重量大幅减少为 30 磅（13.6公斤），与最初重量相比减少了 90%。Frieze 知道，在使用常规硬质合金刀具情况下，白天的加工时间无法实现这么大的金属去除量，更不用说在交期非常紧迫的情况下。他需要一个更好的解决方案。

研讨会上的交谈

那年早些时候，Frieze 和几位同事曾参加过一个研讨会，这个研讨会由美国刀具及加工协会（NTMA)的一个地方分会举办，举办地点就在位于拉特罗布附近城镇的肯纳金属技术中心。他在那里遇到了产品经理 MatthieuGuillon，并向他介绍了一款他起初感到怀疑的切削刀具。“它看上去就象个塑料玩具立铣刀，”他笑道。

这款刀具是肯纳金属公司的四刃和六刃高性能全陶瓷立铣刀产品。刀具采用 SiAlON KYS40材质的陶瓷材料制成，设计专门用于镍基高温合金材料的粗加工应用，该系列立铣刀的加工性能是硬质合金刀具的 20 倍。Guillon 说，“我们建议初始切削速度为 825 SFM，最高为3300 SFM（250 - 1000 米/分钟），初始进给率约为 0.001 IPT(0.03 毫米），并根据刀具直径和其他条件进行设置。尽管采用更高的切削速度，我们有些客户还是反馈到，这款刀具的使用寿命比硬质合金刀具的使用寿命延长了 2-3 倍。”

Stellar并没有立即使用这款陶瓷刀具，而是在对进给率和切削速度进行快速计算之后，Frieze 认识到，这款刀具在正确的应用中是一款非常高效的产品。几个月之后，他们有了这种应用需求，就是 Inconel 板的加工任务。他给 Guillon 打电话说，他可能需要之前谈论过的那些陶瓷刀具，并想了解最快什么时间可以得到那些刀具。

疑惑的多马

Frieze 还是感到怀疑。他之前曾在铣削和车削加工任务中测试过可转位陶瓷刀具，结果只是一般。但在目前情况下，他愿意尝试任何方法，只要能满足客户的期限要求。过了几天，Guillon 带着陶瓷立铣刀产品到了，Frieze 严格按照肯纳金属公司推荐的进给率和切削速度参数，心中暗自祈求好运，并开始了操作过程。“我们当时并不确定会有什么样的结果，所以我们开始时使用了测试用原材料，”他说到。“

你在使用陶瓷刀具的时候不使用冷却液 - 只使用鼓风装置 -加工厂所有人都聚集在机床旁边，说，‘哇，你看！’那里火花四溅。这是我们之前从来没有见过的场景。不到一个小时，我们就知道，这款刀具非常高效。”

“这些刀具价格也不贵，”他说。“有一次，Lori 办公室内摆放着大约价值 2 万美元的立铣刀产品，我们在那里对这笔投资感到疑惑。但是当你计算了机床成本以及缩短的加工时间，我们认为，如果选择这些刀具产品，成本优势将提高三至四倍。每只立铣刀都可将切削时间缩短一半，当时间到的时候，我们就换掉它，不用考虑是否已经磨耗。这个过程有非常好的预测性，因此我们可以采用“无人值守”加工策略。这可以节省大量开支。”

热力四射

最精彩的是，Stellar公司按时完成了工件加工任务，废品率为零，目前正在提交第二份更大的订单。公司所有人Lori Albright对结果非常满意。“这种情形反映了我们业务的本质。我们要对客户的需求做出回应，并应用目前最先进的技术实现这个目标。这也是肯纳金属在这里受到欢迎的其中一个原因。我们一同合作，一同面对挑战。”

在展望未来时，Albright 预计公司将会持续地增长。Stellar 目前的厂房设施已经扩容六次，她认为现在可能是在周边地区建立一个全新厂房的时机了。她还期望能够吸引更多的年轻人进入机械加工领域。“我们在周边几个学校开设了实习生培训项目，其中一个学校是我父亲曾经执教过的，”她说到。“

我发现，经常是我们中间的年轻人为我们提供创新的动力。按照原有的方式运转，不对刀具及机床设备进行投资，也不重视最新技术，这是人们经常的做法。过去那种大批量，不分昼夜的挡板夹加工方式已成为过去，只有不断地改善制造工艺，公司才能成功并持续成长。对我们而言，肯纳金属与我们的成功紧密相连。

Stellar Precision 公司所有人在车间现场与生产主管 Ed Frieze 讨论刀具产品