實現週末 48 小時無人運轉！ 哪一款倒角工具解決了阻礙無人化製造的瓶頸？

皮帶銷內製專案

Tsubakimoto Mayfran Inc. 在滋賀縣甲賀市的總部工廠生產其主力產品——輸送機。 總部工廠作為母工廠，從鈑金加工到焊接、組裝、塗裝，皆以一貫化流程完成輸送機製造。 就在此時，輸送機關鍵零件之一的皮帶銷採購出現了問題。 過去總部工廠幾乎不進行金屬切削作業，需要加工的皮帶銷皆委外生產。 然而，協力廠商已難以持續生產。 為解決此問題，啟動了皮帶銷內製專案。 由對金屬切削具備深厚知識的生產技術部市橋先生擔任專案負責人。

市橋先生

「將原本委外的皮帶銷生產改為在總部工廠內製，可獲得許多效益，因此我們決定推動內製。內製可依需求彈性規劃生產，也更容易進行小批量生產。委外時，因訂單批量與交期因素，必須維持大量零件庫存（在製品）。改為內製後，可依客戶需求彈性調整生產排程與批量。導入即時生產後，零件庫存大幅降低。」

這是一項可望提升生產效率的重要專案。

市橋先生

「除了縮短交期與降低庫存的期待之外，我們也將成本競爭力設定為本次啟動專案的目標。 從生產成本來看，海外製造也是選項之一，但在最終組裝地——總部工廠——生產零件，從運輸交期（地產地消）的角度而言最為理想。 因此，我們設定目標：即使在國內製造，也要建立具備可與海外生產匹敵之成本競爭力的製造產線。」 我們認為達成成本競爭力的關鍵在於「自動化與延長無人運轉」。」

鉸鏈式鋼帶輸送機的外觀與結構

皮帶銷外觀

阻礙無人運轉的瓶頸製程

為達成所設定的目標，產線建置持續推進。 由於皮帶銷為長圓柱零件，因此採用棒材送料機供料。 此外，為自動化長工件的再夾持與兩端加工，選用具副主軸的 NC 車床，將工件裝載、加工到卸載全面自動化。
皮帶銷依直徑與長度不同有多種型號。 針對各型號製作並驗證加工程式，順利完成工廠首批加工零件的量產啟動。
雖然加工量產啟動順利完成，但另一項目標——延長無人運轉——仍未達成。 兩道製程所使用的刀具壽命短，換刀頻率過高，使延長運轉無法實現。

市橋先生

「我們希望在假日以無人運轉加工生產批量較大的型號。例如週五下班前完成段取並開始加工，若能在週末（週六、週日）進行無人加工，將能大幅提升產線生產效率並降低生產成本。為此需要達成約 48 小時的無人運轉，但瓶頸製程的刀具壽命問題使我們無法達標。」

皮帶銷加工中的瓶頸製程

瓶頸製程 1：切割／端面精加工車削

由於採用棒材送料機生產，切割製程是主要作業之一。 此外，為了加工多種型號而受限於可用刀具數與刀塔工位數，亦以切割刀具兼作端面精加工，以整合刀具使用。

瓶頸製程 2：定位鑽削 + 倒角

為提升孔位精度，在孔加工前先進行定位鑽削。 由於這些孔需要 C 倒角，因此設計為使用 90° 倒角工具預先加深切入，將定位鑽削與倒角合併為單一工序。

「定位鑽削 + 倒角」製程的加工示意

1. 製程 1
   定位鑽削 + 倒角
2. 
3. 製程 2
   鑽削

市橋先生

「我覺得特別棘手的製程，就是這道「定位鑽削 + 倒角」。 由於夾頭套筒夾持工件與旋轉刀具單元之間會干涉，加上機台銑削範圍的限制，工件必須伸出約 80mm 才能進行銑削作業。 而且因為是在端面附近加工，只能採用懸臂式段取。 在工件剛性不足的狀態下，加工變得不穩定。 尤其在小直徑皮帶銷型號上，振動特別明顯，導致倒角孔形不規則。」

市橋先生

「我們向多家廠商提出刀具改善需求並持續推進改善。有一家廠商為我們製作了客製刀具並進行測試，但始終難以找到能達到所需改善效果的刀具。」

延長無人運轉的目標陷入僵局。

用於中心銷加工的棒材送料機＋副主軸 NC 車床

「定位鑽削」+「倒角」製程視圖

瓶頸製程的解決方案

就在此時，市橋先生與 Tungaloy 京都營業所的村田首次見面。
市橋先生透過經銷商向村田提出，針對其所選用的鑽削產品進行加工諮詢。 村田拜訪市橋先生時，得知市橋先生所面臨的課題。

村田

「針對切割／端面車削刀具的改善，我提案使用 TungCut。TungCut 具備獨特的弧形刀片座，對側向力有很強的抵抗力，是一個不僅可切割，也能進行車削加工的開槽／切割刀具系列。我為刀片選用最新材質 AH7025。由於該材質已在其他客戶處取得優異成果，因此建議進行測試。」

市橋先生

「測試 AH7025 後，我們成功延長刀具壽命，解決了其中一道瓶頸製程。原本從刀具壽命與表面粗糙度品質的角度出發，我們使用冷卻液加工。然而使用冷卻液需要因水質劣化而定期更換，且作為廢油處理也帶來近年日益嚴重的環境疑慮。我們希望建立無冷卻液的乾式加工。在這方面，AH7025 即使在乾式加工下也能獲得令人滿意的表面粗糙度品質，同時充分達成目標刀具壽命。我們對貴公司的刀具技術由衷感到佩服。」

村田

「至於另一道瓶頸製程——「定位鑽削 + 倒角」——由於工件小直徑且伸出量長，我預期改善會相當困難。可換頭刀具 TungMeister 擁有多樣的倒角頭，因此我著手研究能否從這個系列中選出最適合皮帶銷加工的刀頭。」

可換頭立銑刀 TungMeister：豐富的倒角頭款式

可換頭立銑刀 TungMeister 的刀頭陣容不僅有方肩頭，亦包含高進給、球刀、倒角、鑽削與槽型等多種刀頭。 其中倒角工具的陣容，特別具備特性差異明顯的倒角頭。

村田

「在多種刀頭類型之中，我為此應用選用了 VDS 型——切削最銳利、阻力最低的設計。」

TungMeister 倒角頭共有三種類型：「以壓製成形設計追求成本效益的 VCP 型」、「以多刃設計追求生產效率的 VCA 型」，以及「以高螺旋角設計實現低阻力切削的 VDS 型」。

村田

「我選用 VDS 型，是期待其大螺旋角與低阻力設計適合此應用。此外，我檢視了 Tsubakimoto Mayfran 當時使用的競品倒角工具，發現其切削刃皆未施以 thinning。我認為使用具 thinning 特徵的 VDS 型可降低切削力，進而在低剛性工件上也能抑制工件撓曲。」

VDS 型特點

1. VDS 刀頭正面圖
   
2. VDS 刀頭
   

實現週末 48 小時無人運轉

在高度期待下，開始進行測試。 以往使用傳統刀具加工時會產生振動，而 VDS 型大幅抑制了振動的發生。 確認加工穩定後，測試進一步進入連續量產運轉測試。 測試結果顯示：

• 刀具壽命延長至 3,000 件——為原先設定 600 件壽命的 5 倍
• 原本形狀不規則的倒角部位變為乾淨的圓形，產品品質提升

皆為顯著改善。

市橋先生

「使用這款刀具加工後的結果，令人驚訝地帶來一連串新發現。解決兩道瓶頸製程並實現週末 48 小時無人運轉，對提升皮帶銷加工產線的生產效率有極大貢獻。以通用機台進行皮帶銷加工，即使在海外也尚未實現，因此我認為這條新產線已建立起可與海外生產匹敵的成本競爭力。」

市橋先生

「除了加工穩定性提升與刀具壽命延長之外，我們也很肯定 TungMeister 的換刀便利性。使用整體式刀具時，每次換刀都必須鬆開並重新鎖緊夾頭、調整刀具伸出量，並在 NC 程式中修正刀長補正。我們也曾使用以螺絲固定刀頭的倒角工具，但在拆卸時曾發生螺絲掉落並遺失在機台內的情況。TungMeister 只需用扳手即可更換刀頭，且無需拆下刀桿，也因此改善了換刀作業。」

在車床上（機內換刀頻繁）可換頭刀具所具備的獨特優勢，獲得了明確肯定。

使用 TungMeister VDS 型刀頭加工的倒角

邁向更長時間的無人運轉

Tsubakimoto Mayfran 不滿足於目前的改善成果，已著手推進下一步提升。

市橋先生

「兩道瓶頸製程解決後，另一道加工製程——端面加工——成為目前的新瓶頸。若能改善這道製程，我們下一步想挑戰 60 小時的無人運轉。」

聽到下一個目標後，村田回應道：

村田

「端面加工與「定位鑽削 + 倒角」製程相同，也是在低剛性條件下加工。在這裡我也希望透過選用切削阻力盡可能低的刀具，追求穩定加工與延長刀具壽命。」

村田

「自入社以來，我一直珍視前輩教導我的座右銘：「危機就是轉機」。 如同本案，有時事情進展順利，但也有加工不如預期、問題發生的時候。 然而，我認為最重要的不是輕易放棄，而是探索是否還有其他想法或改善對策，並持續挑戰。 我也覺得，特別是在困難案例中解決問題，能強化後續與客戶之間的信賴關係。」

村田也將全力支援下一個「實現 60 小時無人運轉」的挑戰。

市橋先生

「加工有許多事情，只有實際嘗試後才能理解。我們將不受既有觀念束縛，持續挑戰。」

市橋先生分享了對下一個挑戰的抱負。
Tungaloy 將持續努力，支援每天迎接新挑戰的製造現場專業人士。