油田供应商 Knust-Godwin LLC 选择山特维克可乐满的制表刀具夹持和切削刀具，以在困难时期扩大其客户群。当工作在由于经济状况不佳，油田枯竭，德克萨斯州石油和天然气供应商 Knust-Godwin LLC 在转型为小型零件加工后面临新的挑战。销售经理 David Prickett 和 Knust-Godwin 管理层同意他们应该努力使公司的客户群多样化，而不是像许多商店那样等待周期性低迷期结束。这将在经济不景气时保持大门敞开，并为石油和天然气的复苏做好准备。
这家精密加工公司位于德克萨斯州凯蒂市，这是休斯顿以西 30 英里的一个小镇，专门从事用于油田仪表的大型复杂部件。典型工件包括分流器、电子设备和歧管底盘、用于井下石油和天然气应用的定向钻井测量和测井工具。
其 238,000 平方英尺（22,111 平方米）设施中的机床能够钻孔深达 31 英尺（9.5 米），转动轴长近 21 英尺（6.4 米），铣削零件 36 英尺（11 米）宽。平均工件长 5 英尺（1.5 米），直径 6 英寸（152 毫米），由铬镍铁合金、哈氏合金或类似的坚韧材料制成，可能需要 50-60 小时的机加工。每个零件长达数百小时的加工时间并不少见。
但是，Knust-Godwin 并不局限于为石油行业制造零件。该公司还为半导体、医疗、地震和地球物理行业提供服务。其能力范围从五轴 CNC 加工和铣削/车削到枪钻、激光和电子束焊接切割、EDM，甚至是增材制造。
因此，当机加工手表零件（有些直径小于 0.40 英寸（10 毫米））的机会出现时，Knust-Godwin 管理层问道，“为什么不呢？”
而且有一些先例。 Knust-Godwin LLC 由两家休斯顿地区的机械厂合并而成。 50 多年前，Knust 开始从事精密制表。 Godwin 大约在同一时间开业，专注于通用机械加工。两家公司后来都成为石油和天然气加工领域的专家，最终被 Schoeller Bleckmann Oilfield (SBO) 收购，在最近的石油和天然气行业低迷时期将两家公司合并为一家公司。
程序员 Cameron Birse 获悉一家位于俄勒冈州波特兰的初创公司——VERO Watches——提供全新的高端钟表系列。这家刚刚起步的手表公司正在努力解决当地一家机械车间原型的装配和完成问题，并正在寻找替代品资源。 Birse 提醒 Prickett 有这个机会，报价包已经送达，Knust-Godwin 很快发现自己又回到了制表业。
“我们中的许多人都没有意识到我们的根源，”程序员 Chris Hurst 说。 “然后一位来自 Knust 的老朋友看到了这些图纸。 “我们过去常常制造那样的零件，”他说。事实证明，我们绕了一圈。”
不用说，加工技术在过去 50 年里发生了巨大变化。 Knust-Godwin 很快了解到，适用于大零件的方法对非常小的零件效果不佳。尽管 Hurst 和他的团队非常熟悉钛合金和高镍合金加工的困难，但更易加工的 316 不锈钢表体正在快速破坏工具，以至于未来订单的接受度受到质疑。
手表零件粗加工是使用带有 GC1130 级硬质合金刀片的 CoroMill 390-07 可转位刀具完成的。“我们从订购两套原型部件开始，”Hurst 说。“这包括表壳本身，加上后盖、表圈、表冠和其他一些部件。最大的约为 1.2″ [32 毫米]跨度，而最小的是直径仅为 0.178″ [4.5 毫米] 的垫圈。”
大部分零件是在 DMG Mori（Hoffman Estates）的 Knust-Godwin DMU 125 monoBLOCK 万能加工中心之一上加工的, IL). DMU 的工作量很大，工作台负载能力超过 13,228 磅（6000 千克），对于小零件来说显然是大材小用，但机器的超高精度和 10,000 转/分的主轴使其成为该项目的合理选择.
尽管加工技术水平很高，但 Hurst 说他们很快发现自己处于卢布，“我不介意挑战。我们的一些大型 Inconel 零件售价超过 100,000 美元，因此我们习惯于进行高风险加工。但是我们在原型机上的刀具寿命很差，我们知道生产订单会很糟糕。大多数工具无法在不更换零件的情况下完成单个零件。我们必须做一些不同的事情，”Hurst 说。
VERO Watches 热情地接受了原型。 Knust-Godwin 很快就面临着一份 105 套完整手表的订单，因此他们致电山特维克可乐满（新泽西州费尔劳恩）的中南部生产力工程师 Grant Gregory。
Gregory 说刀具寿命不佳的问题在通过改用液压刀架和高质量切削工具，可以解决生产订单的原型制作问题。 Gregory 的建议包括用 CoroChuck 930 高精度液压夹头替换用于夹持各种立铣刀和钻头的 ER 型夹头夹头，大大提高了刀具寿命输出和安全。粗加工不是使用直径为 0.50 英寸（12.7 毫米）的整体硬质合金立铣刀，而是使用配备 GC1130 级硬质合金刀片的 CoroMill 390-07 可转位刀具完成。 0.0625 英寸（1.5 毫米）球头“进口”立铣刀被 CoroMill Plura 1630 牌号刀具所取代。
结果非常显着。 Hurst 说他之前使用两把球头立铣刀——一把普通长度的和一把短柄——对每个表体进行半精加工和精加工。通过改用安装在液压 CoroChuck 中的 Plura 球头立铣刀，刀具寿命增加到每个立铣刀 80 个零件。 “这是一个令人难以置信的进步，”赫斯特说。 “进给和速度、切削深度——一切都一样，除了一把 Plura 立铣刀实际上完成了零件外部 90% 的精加工。结果表明，每把刀具的生产率提高了 8000%。”
CoroMill 可转位刀具产生了类似的结果，粗加工了整个 105 件或der 在一组刀片上。即使使用传统工具，工具寿命也得到了改善。在一个 0.032 英寸（0.8 毫米）方形刀尖立铣刀负责在冠部内部切削凹槽的案例中，通过改用 CoroChuck，刀具寿命提高了 400%。 “这是我们使用任何工具看到的最小改进，”Hurst 说。 “我们长期以来一直怀疑更好的工具会有所作为，但从未进行过这种面对面的比较。”
Knust-Godwin's改用安装在液压 CoroChuck 中的 Plura 球头立铣刀可将刀具寿命提高到每个立铣刀 80 个零件。诚然，山特维克立铣刀的成本远高于传统刀具，但每个零件的成本仍约为 1 Hurst s 的第十六帮助，不包括由于刀具钝化而频繁更换刀具造成的中断和停机时间。
“刀具寿命绝对是个问题，”Cameron Birse 说。 “我们将所有这些三维表面混合到其他三维表面中，所以任何时候你不得不更换工具都是一件大事。我认为大部分改进来自硬质合金，但那些液压铅笔式支架也确实有帮助。这是一个巨大的好处。”
Knust-Godwin 按照承诺交付了手表零件。由于使用山特维克可乐满刀具实现了更长的刀具寿命和更高的表面光洁度，Hurst 和其他人期待着下一份订单。 “休斯顿机械加工行业在多元化方面一直不太擅长，”赫斯特说。 “它一直与油田有关，所以当事情放缓时，很难过渡到不同的市场并真正取得成功。我们从中学到了一些东西是工作，这总是一件好事。老实说，即使我们不再制造另一个表体，我们也会重新评估我们的切削工具，以及我们如何固定它们。”
有关山特维克可乐满的更多信息，前往 /us，或致电 800-726-3845；有关 Knust Godwin 的更多信息，请访问；有关 VERO 手表的更多信息，请访问。
本文首次发表于 2016 年 12 月版的《制造工程》杂志。
