模具车间成功的关键

HEATS · 发表于 2010-9-12 09:32:09

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　　今日美国的模具工业经历了相当大的变化-很大程度上是受到竞争加剧与技术进步的驱使。这里有一家模具公司把技巧与技术有机地结合起来，不仅提高了竞争力，而且超越了竞争对手并不断壮大。

　　作为Laitram LLC集团底下的三个制造公司之一，Intralox公司(位于路易斯安纳州Harahan市)生产模块化塑料传送带。由于要提供的传送带的样式、材料与颜色的组合超过400种，该公司内部的模具车间常常满负荷运转。

　　如今，Intralox的模具车间雇佣29位模具制作人员与维修技工来操作9台平面磨床、5台铣床、3台冲压机与2台线切割机，它可称得上是该地区最有竞争力的车间。帮助公司赢取竞争的是从联合磨削技术公司(位于俄亥俄州的Miamisburg)购买的Jung J630-D磨床，它配备带四个金刚石测点的PA/31轮廓修整器。

　　据模具车间经理Jules Ceccanti讲，该车间10年前在Laitram刚开始时仅具备模具维修的能力。然后随着维修业务的开展，决定开始生产型腔模。随着生产能力的增长，公司在新技术方面投资很多，而今日的模具车间是公司所使用的塑料注射模的主要供应商。

　　“来到这里看到我们的装配流程以及我们的技术水平的参观者，告诉我们这个模具车间是美国南部最好的车间之一，”Ceccanti先生说。

　　Intralox公司拥有自己的模具车间的原因是不言而喻的-为了具备快速响应市场的竞争优势，而这种信心来自于完整的过程控制与产品质量的一致性，以及从事维护所有权人模具信息之类敏感问题的能力。“如果Intralox要外采购模具的话，”Ceccanti先生说，“那将需要18至20个星期的交货周期。但是，如果我们自己来做，只要6个星期就可以完成模具的加工并生产出好的产品。”

　　该车间的确外采购部分模具制品，把模具外发。可是某些任务已经证明很难由其他公司来处理。“我们过去曾把几个如今在Jung磨床上做得非常成功的零件进行招标，”Ceccanti先生说，“这些零件非常复杂，细节很多，非常耗时而且精度要求很高。有些公司干脆拒绝接手，而其他公司则要价很高，因为他们也不能确信能做出这样的零件，或者不能确信能赚到钱。”

　　Ceccanti先生介绍说，其中有两个零件，他得到的报价是每件1750美元。有了Jung磨床，他这里的价格是每件400美元。

　　首席模具技师Shane Jackson列举了购买J630-D的一些理由。“我们早先的CNC机床能做我们需要的任何东西，但有些限制”他说。金刚石修整器是静止的，那意味着机床不得不作X、Y与Z轴运动才能使用修整砂轮，易于生成平点。这种平点使得金刚石部分表面比其它部分磨损更快。当我们开始得到不规则的金刚石磨损时，机床操作工将对其尝试补偿，但是这种补偿不够精确。”

　　Jung磨床上的CNC修整器大约能旋转一个轴并允许对金刚石磨损更多的控制。Jackson先生进一步说，如果金刚石的某一部分开始磨损，你能改变金刚石与砂轮相交的角度，于是避免了磨损的部分而且能更多利用金刚石。回转的四个金刚石修整器避免了金刚石的磨损，而且Jung磨床允许连续修整，所以修整与磨削能同时进行。

　　Jackson先生说，用原来的方法，他必须画出所有的砂轮几何形状，通过软件程序发送并下载到机床上。可是有了Jung磨床，他只要从设计人员处拿到DXF文件，插入J630-D并直接通过文件进行砂轮修形。

　　内置的砂轮库帮助快速装夹。Jackson先生解释道，Jung实际上“记住”了砂轮形状。“你把砂轮拿走并存放在其它地方，但是砂轮的信息留在机床的库里。然后当你装回砂轮时，你输入一个库的编号，于是Jung就知道上次使用的砂轮形状。这是一个很好的特性，很有柔性。它允许中断加工，换上一个或数个新的任务，然后再回到最初的任务。即使任务之间相隔一个月，也不存在复杂的重新编程或装夹问题。”

　　Jackson先生说，Jung被用于车间里最关键的加工，用于处理精度与表面粗糙度都有很高要求的难加工材料。举一个特殊型芯销钉槽的例子，在一个长12英寸、宽2英寸、厚2英寸的型腔毛坯上加工大概深0.2000英寸、宽0.4000英寸、长12英寸的槽。典型的材料是420不锈钢或Elmax(一种相当于D2的高钒粉末冶金形式的420，是最难磨削的材料之一)。420的硬度通常为HRC50-52,而Elmax的硬度为HRC58-62。

　　一旦型腔毛坯已经被铣完平面到要求的尺寸，它就被放到Jung上。Jackson先生将把砂轮几何形状、半径与角度以及砂轮制造商、砂轮类型、颗粒度等加载到砂轮库里。然后他就可以修整砂轮形状了。

　　“在我修整完形状后”，Jackson先生说，“我将把它用于磨削石墨电极的形状。然后我将拔出石墨电极并用传统手段(比较仪、显示仪或Zeiss CMM)检查并核对轮廓或轴向范围。通常，我们规定形状精度为±0.0002英寸。如果石墨电极合格，我就知道砂轮的几何形状是正确的。然后我将轻触毛坯的每一边，寻找中心，计算我的位置(通常我将把位置和深度编到程序里)并进行零件的加工。而零件就能获得正确的尺寸，不需任何试切。”

　　“在模具制造里，你通常会切削一些然后测量一下；接着再切一些并再测量一下，”他说。“当你越来越接近最终尺寸时，你就要测量更多并且切得更少。有了Jung磨床,只要砂轮几何形状是正确的，你测量一次并直接加工到最终尺寸。”

　　结果是显著节约时间，也提高了生产率与柔性。Jackson先生引用了几个例子。在拥有Jung之前，加工一个带四个型芯槽的四、五个典型的8"×10"型腔需要一整天的时间。有了Jung磨床，包括安装工件与进行加工在内的所有操作能在中午之前完成。

　　“在使用之前，六个型腔的精加工要花两个整天，每天10小时。现在六个型腔一天之内就可完成，”Jackson先生说。“时间节约50%。那并不是Jung磨削得更快；从装夹与测量时间上我们看到了真实的竞争利益。”

　　模具加工的关键问题之一是对你的机床(尤其是磨床)要有完全的信心。“你必须建立起对机床的信任度，”Jackson先生说，“例如，手动机床以爬行出名，砂轮有很大磨损了，却不知道磨损具体在什么地方。”

　　可是，他说他不担心J630-D与其四个旋转的金刚石修整器。PA/31在旋转时穿过四个金刚石(粗加工金刚石、半精加工金刚石、精加工金刚石与备用金刚石)中的每一个。备用金刚石对加工形状而言其切深总是为零，如果前三个行程残留任何平点，备用金刚石将把它们挑出来。

　　Jackson先生说，为适应当今的竞争，制造商必须使用能提供高生产率与完美精度的机床。成功的模具车间，必须能把他们的加工转到高端、高生产率、高精度的技术上来。

　　为适应当今的竞争，制造商必须使用能提供高生产率与完美精度的机床。成功的模具车间，必须能把他们的加工转到高端、高生产率、高精度的技术上来。【MechNet】

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