图1  当其决定更加高效地服务于石油和天燃气领域加工项目时，Hunt和Hunt's公司就向车铣床平台作出了一个坚定的承诺

Hunt公司总裁说，采用车铣床加工是其55年工作生涯中加工车间所一直面临的最具挑战性的生产方法之一。他还说，该机床使其在加工中具有更高的生产效率。

一条双车道的公路将Hunt和Hunt's公司位于德克萨斯州休斯敦的制造工厂分成了两半。这样的一种物理分割，似乎是非常合适的，因为其较新的这栋厂房是在2005年建设的，它代表了与过去的告别，见证了该车间如何走上了为石油和天燃气客户生产零件的道路。

Hunt和Hunt's公司的总裁Michael Bowman先生说，公司在6年前突然迅速地发展，使他不得不为其业务中的合同加工部分，重新思考车间的发展模式。2004年，市场对油田机械零部件的加工需求猛增。因此，为了在短期内尽力满足市场需求并击败其竞争对手，该车间扩大了生产能力，雇员人数从40人猛增到130人。

很显然，在零部件加工中，Hunt和Hunt's公司需要进一步提高它的生产效率。从传统意义上来说，它所生产的零部件批量不少，需要从一台机床运送到另一台机床，直到完成加工为止。这种方式导致在生产工艺中积压了大量的工作，而且大量的零件不得不在整个车间中经历长途跋涉。

图2  制造射孔枪的一个关键零件，采用了激光切割机加工。到目前为止，该车间已自制了7台旋转式激光切割机，用于生产薄壁载荷体管件

增建第二座厂房不仅仅是向客户发出了一个信号，表明该车间在大踏步地向前发展，还表明了因此它能更好地支持和满足用户的需求。它为Bowman先生提供了一个崭新的平台，使他能够有机会将新的方法应用于零件的加工。该车间所安装的并不是其雇员能够舒适使用的CNC的类型的铣床和车床，相反，Bowman先生却在其新车间中，开始安装先进的车铣床，尽管该车间对操作这类多功能机床设备还缺少经验。

Bowman先生说，这是其公司成立以来所面临的最具挑战性的一个项目。尽管如此，他却很快地指出，这也是他帮助该车间所能够作出的最好决策。

现在，这5台车铣床以及其所积累的大量丰富经验，优化了该车间的多功能生产工艺，Bowman先生确信，Hunt和Hunt's公司与其他还在用独立的车床和铣床努力奋斗的加工车间相比，具有更大的竞争优势。复杂的工件以一种更为流畅的形式通过新的厂房，在工艺流程中时刻等待着检验。

然而，正如Bowman先生在最近一次访问其德克萨斯州车间时所指出的那样，为这些先进机床的其中一台编写一份检验报告是一件容易的事情，但要通过应用该设备从而获得最大效益，还需要全身心的投入才行。他认为，车间上下如果不能为多项工作任务的成功齐心努力，就不可能使这个加工平台发挥其全部的潜力。

图3  这里是激光切割机加工生产的载荷体样品

一个石油加工车间的发展

目前，Hunt和Hunt's公司的生产运行面积占据了110000ft2（1ft2=0.093m2）。然而，其创业初期与美国许多其他的车间一样：从一间车库起家。1954年，David先生和Julianne Hunt女士共同创建了他们的车间，用一台车床为客户生产电器元件。Bowman先生是他们的女婿，在1980年来到了目前这个休斯敦工厂，并加入了该公司的行列。几年后，该车间购置了其第一台数控车削加工中心——MoriSeiki SL6型二手机床，因为他已经认识到，其他的车间都在向数控加工方向发展。

在后来的几年中，Hunt和Hunt's公司又陆续增添了几台数控加工设备，因为工作项目大部分集中在石油和天燃气领域的客户之中。1988年，Bowman先生说服了Hunt夫妇开发生产工作，一位好心的客户提出了一个建议，希望该车间能够生产油井服务公司使用的射孔枪（射孔枪用于在油井下打控制爆炸孔，使其能够从油井中抽取原油）。因此，这家合资公司带领他们引进了一项陌生的加工技术——旋转式激光切割技术——用于生产射孔枪两个主要零件的其中之一。

射孔枪主要由一个载荷体和外部的射孔枪管组成。载荷体实际上是一根薄壁管，上面有很多小孔，以适应炸药装载的需要。起初，该车间利用外协公司在平板上打孔，然后将其滚压成管子并焊接，制成载荷体。然而，这种生产工艺不能满足重复加工精度和其他精度的要求。

图4  这家车间常常自制一些定制化工具，从而使其车铣床能够进行深孔钻削加工、镗孔和珩磨等其他操作

虽然那时候在市场上已经出现了用于管件加工的激光切割机，但该车间觉得它们的价钱太昂贵，因此，Hunt和Hunt's公司决定由他们自己来制造其旋转式激光切割机，并在1942年密尔沃基铣床的基础上，安装了一个谐振器、光束传输系统、激光头和控制器。此后，该车间又自制了7台这样的激光切割机，并反复地优化每一台激光切割机的设计。其最新的一款机型采用了结构紧凑的2000W Rofin谐振器，可以切割长30ft（1ft=0.3m）、壁厚达5/16in(1in=2.54cm)的管件，切口无任何毛刺。

载荷体安装在一根较厚的射孔管内。沿着这些射孔管长度方向的外表面上加工有很多沉头孔。这些沉头孔主要用于适当地削弱控制炸药对管壁的直接作用力。除了加工短梯形螺纹和键槽以外，还使用大型数控车床将管子两端的密封孔加工到± 0.001in的精度。Hunt和Hunt's公司是目前世界上最大的射孔枪制造商，生产17种不同的射孔枪，其直径可达7in。

在过去几年中，为了执行其有关合同项目和承接射孔枪的生产业务，该车间又陆续添置了几台数控车床和加工中心。2005年，当该车间建立其第二个工厂，并初步决定重访其如何将车铣床配套执行其合同项目时，这种情况发生了变化。

Hunt和Hunt's公司的第一台车铣床是一台由大隈机床公司提供的MacTurn550-W 型9轴机床，其顶尖之间的距离为88in，主轴的通孔直径为5in。这台机床配有主轴和副轴、B轴加工头和一个下转塔。

下部带孔的管子适配器，装卡在MacTurn机床上，是车铣床的主要后选件。多年来，该适配器一直是在这台机床上生产的，其一端有API螺纹，另一端有短梯形螺纹。MacTurn机床在其主轴上完成短梯形螺纹侧面加工后，将零件传送到副轴上，让其在下转塔上完成API螺纹侧面的加工。当其进行第二次加工时，另一个适配器被装入主轴，让B轴加工头再一次开始工作。Bowman先生说，这个零件在这台机床上加工是十分理想的，因为该零件十分复杂，而且生产数量也相当高。通过减少所需的机床数量以及相关的调试设置和停机时间，完成该零件的加工时间，只需以前独立的车床和铣床所需加工时间的1/3。

图5  这个零件的加工看起来不太具有挑战性，但这是该车间车铣床上生产的第二个最难加工的零件，因为该零件由众多角度的几何形状组成，并用难以加工的材料（Inconel镍合金钢）制成

该车间的第二台车铣床是大隈公司的Multus-B400型6轴机床，其可加工的最大工件直径达28in，长61in。虽然该机床没有提供副轴，但其B轴的旋转功能仍然可使其够执行各种操作。该公司的第三台和第四台车铣床是NT 4300型9轴机床，由DMG/MoriSeikt公司提供。与其他机床一样，这些机床具有一定的刚性，可加工非常坚固的材料，如石油和天燃气应用领域使用的Inconel镍合金钢和不锈钢。如图所示的零件，其生产看起来并不是那么有挑战性，但据说是该车间碰到的第二个最难加工的零件。这主要是因为它的材料问题（是Inconel镍合金钢）及其有多角度的特点。

Hunt和Hunt's公司是在其早期的生产中，将其车铣床的生产能力达到了一个新的水平。该车间的第五台车铣床是一台从DMG/MoriSeiki公司引进的NT 6600型机床，这将是其最大的一台机床。NT 6600型机床可车削加工的零件直径达40in，重量达40000lb（1lb=0.45kg）。此外，该机床还提供有10in通孔的生产能力，使其完全能够加工直径10in、长度达32ft的管状零件。Bowman先生认为，该机床将允该车间承接石油工业以外的加工业务，包括诸如大型叶轮、阀门和齿轮一类的部件。

对车铣床的思考

一般来说，Bowman先生喜欢配有副轴和下转塔的车铣床，而不喜欢那些只配有B轴加工头的机床。只有那样，才有可能在一台机床上最大限度地发挥其多种操作功能。然而，对于某些应用领域，他并不反对只使用一台机床的B轴和主轴对零件进行车削加工。

Hunt和Hunt's公司在可能的情况下都使用现成的刀具。但是他们也开发了自己使用的成型刀具及专用刀具，在车铣床上执行诸如深孔钻、镗削加工和珩磨操作。在设计刀具时，该车间使用SolidWorks软件，目标是限制刀具的悬臂长度，以尽可能减少其切削操作时的振动，同时为零件的周围提供足够的间隙。

采用SolidWorks软件，可看到零件和刀具的互动情况，从而简化设计工艺。对于机床的编程，Hunt和Hunt's公司采用了从DP技术公司和 GibbsCAM公司引进的Esprit软件。

自公司决定采用车铣床生产加工的5年时间里，Bowman先生及Hunt和Hunt's公司的工作人员，学到了很多有关如何最有效地配套使用这些复杂机床的知识。虽然车铣床具有很多优点，但Bowman先生说，凡是对这类机床没有使用经验的加工车间，如果他们考虑增添新车铣床的话，应为他们提供良好的服务，并应考虑以下各点：

要知道，整个过程就像一条学习曲线。学会如何有效地使用这些机床需要花费一定的时间，其中包括编程和验证等。因此需要一点耐心。

全身心地投入到这一加工平台之中。如果车间并不打算成为使用这类机床的高手，那么就没有理由去购置一台车铣床。最好的办法是，让您的顶级编程人员全身心的去了解并掌握这一机床。对您最优秀的机床操作人员也应采取同样的措施。

在您还没有搞清楚之前，先不要过分地夸赞您的机床。在确实了解自己的车铣床的内外细节前，以及在准备承接复杂的工作时，车间必须要有所节制。否则，他们就会面临很大风险甚至引起客户的不满。在Hunt和Hunt's公司展厅中展示的一个棘手零件，就是一个很好的例子。这是一个由该车间最初转交的流体取样设备的零件，因为它不具备用车铣床加工的确切工艺。然而自从他们在承接这一工作以后，他们已经取得了巨大的成功。

在机床的生产功能上“培训”你的客户。它将教给你的客户一些有关车铣床工作时的经典经验。假如需要花费必要的时间去开发一个程序，来加工一个合格的零件，那么应该从工艺工程设计费用中吸收一部分费用，这对提高某些生产水平是非常重要的。

不要害怕对生产工艺进行调整。一旦当他们找到了如何进行工作的方法，加工车间应该对其工艺的变化进行试验。不要害怕调节速度和进给率或使用不同的镶刀片和调节冷却液的压力。事实上，如果生产数量足够大，就不要过分担心零件会出现废品，因为你正在学习如何以最好的方式对其进行加工。在许多情况下，通过工艺的改进而节约下来的资金，足可弥补废品造成的微小损失。

试用新的刀具。如果一个刀具销售代表提供了一把刀具让你试用，那您可以考虑给它一个机会。然后，准确地记录加工结果，并尽可能将更多的信息反馈给销售代表，这样，他就可以与你一起工作，共同开发出一套经过优化的生产工艺。

考虑培训问题。当Hunt和Hunt's公司购置一台新的车铣床的时候，它就立即开始在其现有的车铣床上，培训其最优秀的传统机床操作人员。这样，经过一段时间的学习以后，学员可以逐渐地成为一名有经验的车铣床操作人员，当该教练员被指派去执行新的任务时，他就能承担起控制现有机床的能力了。此外，加工车间也应该利用机床制造商所提供的培训课程。

自动化生产基地

Hunt和Hunt's公司的第二座厂房内不但拥有该车间的5台车铣床，而且还有自动化管件加工单元。这套组合式加工单元由三套森精机SL 65MC型车床组成，由一套巨型输送系统上料，整套系统几乎占据了近半英亩的面积。在射孔枪管的生产中，所有的加工、去毛刺和质量检查都在该系统内完成。该系统适合于加工长度范围在10~30ft、直径为5in的管件。它允许该车间每月制造多达10000枝射孔枪的生产能力，使其成为世界上最大的射孔枪制造商。