實施以多工序加工為代表的自動化能夠大大縮短模具的交貨周期，具體措施包括減少工序間的輔助工作，提高標準化程度和協(xié)調(diào)各個有關(guān)工序章喉。

　　模具制造廠在許多方面典型體現(xiàn)了金屬加工技術(shù)和操作范圍的廣度，他們加工的零件大多只有一次成功的機會身坐，而且由于模具的交付周期日趨苛刻秸脱，他們必須使出渾身解數(shù)直對時間的壓力。

　　典型的模具廠涉及銑削部蛇、鉆孔撞反、坐標鏜孔、車削搪花、磨削遏片、EDM及熱處理，這是制造模芯和模腔所需要的幾個工序岛牺。經(jīng)過模具廠制作的每件模具各不相同辫慎，需要模具廠不斷地分析估計自己的加工能力，卻幾乎或者毫無比較基準涮愧。

　　一般說來叶偶，模具廠把各個操作看成生產(chǎn)線上彼此獨立的工序，工件隨著逐道工序通過加工車間订搏，很象“流水作業(yè)”锯运。有些工件需要經(jīng)過模具廠的全部工種，另一些工件可能只需要現(xiàn)有加工能力的一小部分框辞。

　　在這種生產(chǎn)方式下蛔颖，自動化普遍被視為約束工作流程靈活變化的羈絆，而模具廠必須保持操作工序的靈捷可變性缤媒。在加拿大多倫多市的Unique Mould Makers政拾，我們發(fā)現(xiàn)了重新審視“自動化適合于大批量生產(chǎn)”之成功秘訣的模具廠，本文看看他們在理順岔冯、簡化模具生產(chǎn)方面作了哪些工作贸桶，該廠采用自動上下料的組合機床加工包裝蓋和包裝盒的模具，他們的經(jīng)歷很獨特。

　　產(chǎn)品

　　許多成品看上去非常簡單皇筛，往往令它們背后的技術(shù)黯然失色琉历。例如包裝罐用的塑料蓋、螺旋蓋水醋、兒童安全藥瓶蓋以及其它任何塑料蓋旗笔，幾乎都不會得到用戶的注意，除非它們不好使离例。Unique Mould Makers開辟了良好的業(yè)務(wù)并制造技術(shù)復(fù)雜的模具换团，他們的復(fù)雜模具使用戶幾乎或絲毫不理會封蓋包裝物的最終產(chǎn)品悉稠。

　　Unique Mould Makers 生產(chǎn)多腔模具宫蛆，同一組模具的模芯和模腔有96個之多，各個模具的模芯和模腔數(shù)量變化不定的猛，生產(chǎn)批量也變化無常耀盗。

　　每個模芯和模腔可能包括五、六個不同的零件卦尊，注塑加工塑料蓋的循環(huán)時間大約是8秒鐘猎之。

　　同大多數(shù)模具廠一樣，Unique制造的產(chǎn)品規(guī)格齊全乐跺，從比較簡單的模具（在模具打開的同時頂出模塑件—蓋子）鹃远，到復(fù)雜的可拆卸模具（由機械或液壓傳動使模芯與蓋子的螺紋分離。）

　　每套模座上的模芯和模腔都非常關(guān)鍵症忽，合模時它們合在一起嚎闹，從而產(chǎn)生瓶蓋或盒罩。該模具廠基本上有兩條并行的生產(chǎn)線牙晰，可以在加工模芯和模腔的同時加工模座暂臀。

　　每件模具通常有一個模座，因此模座很少阻礙生產(chǎn)流程较谣。相反帐扯，模芯和模腔由于數(shù)量隨模具變化不定并且比較復(fù)雜，體現(xiàn)了Unique改進生產(chǎn)能力的極大潛力趾赡。

　　棘手問題

　　在Unique Mould Makers服務(wù)的市場上有一條最重要的真理：縮短交付周期是加盟“大模具廠商”行列（如同客戶定義的Procter和Gamble赴辨、Lever Brothers以及Kraft等等）的頭號使命。

　　“我們的客戶不喜歡等待好勤，”Unique 總裁Tony Grossi說婿着，“ 這些大公司一旦決定在某種包裝上采用新的蓋子或盒子，便希望盡快制造出來醋界。假如我們不能夠為這些公司及時地提供良好的模具竟宋，別人就會提供。事情就這么簡單∏鹣溃”

　　兩三年前徒欣，Unique對自己的生產(chǎn)運作進行了不容懷疑的分析，和大多數(shù)模具廠一樣蜗字，每個模具部件的加工須從一臺孤立的機床轉(zhuǎn)到另一臺孤立的機床打肝。

　　加工復(fù)雜模芯和模腔時，車挪捕、銑操作成了細脖子環(huán)節(jié)粗梭。在速度較快的車削循環(huán)和比較慢的銑削和鉆孔工序之間也存在顧此失彼的老問題。另外還有工件兩次裝卡和調(diào)整兩臺機床的麻煩级零，在車床和加工中心之間來回轉(zhuǎn)件耗費了寶貴的交付期限断医。

　　CNC工段段長Will Haire 說：“任務(wù)送到加工車間時，有許多工時分配給車銑組淤汽，如果車銑進度落在后面葡谅，我們就必須轉(zhuǎn)包或者加班才能跟上整個生產(chǎn)進度。以前我們大約轉(zhuǎn)包30%的車銑工作量卸能，太多了括柿。”

　　擺脫車銑瓶頸

　　因為Unique模芯和模腔是圓形的延坡，車削在加工中的作用很大饲丢。另外為了配接冷卻管線，每個模芯和模腔需要鉆一定數(shù)量的精確孔舵博，其中有些孔是斜的蜻弧，因此至少需要4軸加工。

　　Grossi說：“我們開始分析車銑工藝時躁盗，基本上提出了三個解決車銑瓶頸的方法幸持。第一個也是最顯而易見的，就是直接增加車銑能力拗酌。第二個方法是采用帶有活動刀架的車削中心川砌。第三個選擇是以Mazak Integrex 系列為代表的多工序機床。我們選擇了第三個途徑春哨【０”

　　根據(jù)Grossi及其生產(chǎn)人員估算，添置銑床和車床只會加劇工序間已有的瓶頸問題赴背。

　　盡管車削/銑削能力當時接近工廠的需要椰拒，但是由于轉(zhuǎn)塔刀架的刀具容量欠缺，不足以進行無人照看的全自動加工凰荚。該廠去年5月收到第一臺Integrex機床燃观，這臺機床的刀具容量為40個，可根據(jù)需要組合車刀和銑刀的數(shù)量。

　　多工序機床給Unique帶來的結(jié)果是把車銑工段工序間的準備工作幾乎減少到零缆毁，該機床是一臺具有車削功能的加工中心番川。

　　毛坯進入機床，出來的便是加工好的零件脊框，只需要一次裝卸颁督，工件自然而然地通過機床，幾乎或根本不需要操作人員的干預(yù)浇雹。

　　由于工件一次裝卡沉御，所以尺寸精度比較高。大部分模芯和模腔從原始狀態(tài)開始加工依筝，然后從銑床/車床到熱處理芋甸。磨削在淬火后進行，“我們用這些新機床達到了加工精度的一致性牌聋，因此可以減小零件的磨削余量曼散∽律”Grossi說嫂前。

　　Unique所用的這類多工序機床在模具制造廠比較罕見，更為少見的是該廠去年10月安裝的兩臺Integrex雙主軸鹰泡、自動上下料機床萝渐。

　　Grossi回憶說：“我們安裝第二臺和第三臺多工序機床時，不止一個員工感到疑惑—批量一般只有24～36件叛冠，為什么機床還裝有龍門式的自動上下料機構(gòu)磨慷？”

　　除了減少工序間的輔助工作以外，Unique 已經(jīng)實現(xiàn)的節(jié)約還包括機床的設(shè)置時間把奢，現(xiàn)在不再是為了裝卡同一個零件而調(diào)整一臺車床和一臺加工中心薇痛，而是讓一臺多工序加工機床準備就緒。準備工作包括適當調(diào)整自動上下料器的抓爪以及主軸什湘、輔助主軸的卡盤长赞，正確選擇刀庫的刀具組合，并選擇程序闽撤。

　　Unique添置機床僅有幾個月得哆，因此程序設(shè)計在準備時間上占了最大的一塊，通常要用3個小時哟旗，多半時間花在程序輸入上贩据，程序輸入在加工現(xiàn)場進行。

　　后臺程序設(shè)計有益于提高效率闸餐，使操作人員能夠在運行一個程序的同時輸入另一個零件的程序饱亮。Haire 先生深信，隨著CNC經(jīng)驗的增加和程序數(shù)據(jù)庫的建立，編程時間定會明顯減少近上。

　　通過標準化提高靈活性

　　Unique 很快便認識到蠕啄，多工序處理不僅僅是一個加工站，而是關(guān)系到機床上下工序的全部機加狀況戈锻。

　　Unique組合模具的大多數(shù)模芯和模腔是用棒料切割的毛坯艺踪，材料為H-13和420不銹鋼、D2鋼及鈹銅合金彬膘。目前該工廠存儲6種不同規(guī)格的棒料滚讼，直徑范圍大概是1.5～7英寸。

　　“我們希望把倉儲的棒料規(guī)格從現(xiàn)有的6種減少到3種绝皇，”Grossi說道绊域，“這樣做的好處是能夠減少上下料機構(gòu)所用的抓爪和卡盤卡爪的套數(shù)，以簡化裝卡工作呐猴。這樣還可節(jié)約材料采購費湘都，因為我們可以購買比較大的批量，同時也能簡化原材料的庫存管理常废『颠螅”

　　他接著說：“除此之外，盡管某些零件的切削量可能比較大蝇蝶，但是總體的節(jié)約足以補償額外增加的一點兒切削時間恤鞭。我們不斷學(xué)會根據(jù)所有零件的總和、而不是累加彼此孤立的時間單元來考慮我們的制造工藝危号∧脸睿”

　　這對工作進度的安排也有影響，Haire說：“如今當我們作運行準備時外莲，我們會著眼于下一項任務(wù)并盡量調(diào)整計劃猪半，以便讓一族零件迅速流經(jīng)機床。連續(xù)加工幾何尺寸相似的零件可以節(jié)省更換時間偷线，并有利于保持較高的主軸使用率磨确。這種方式使我們區(qū)別對待不同的作業(yè)計劃×苷眩”

　　刀具標準化是實現(xiàn)大幅度節(jié)約的另一個方面俐填，由于刀庫有40個刀位，Unique技術(shù)部門正在考慮采用標準刀具柜進行加工的方法翔忽。Grossi說：“我們要求工程師們以圓弧半徑和冷卻液注孔為例進行量化分析英融，證明標準化尺寸非但不會影響模具的性能，反而能夠?qū)δ＞叩目杉庸ば援a(chǎn)生積極的影響歇式∈晃颍”

　　效果

　　在效果方面胡野，添置多工序加工機床為工廠帶來了額外的加工能力，Unique原先使用的全部車床和銑床現(xiàn)在可以用來加工其它零件找塌。

　　Grossi說：“過去為了趕進度必須對外轉(zhuǎn)包的工作厅员，現(xiàn)在我們基本上能夠完成，必要時在專用車床和銑床上加工鸥萌，這使20～30% 的車銑任務(wù)重新回到我們的直接控制之下幻渤。當然，只要需要壹霍，我們依然可以轉(zhuǎn)包牌完。”

　　Unique改進車銑操作之前建鹿，模具交付周期一般為20 至24周坎谱。“我們使用多工序加工機床完成的第一套模具比報價提前3個星期交付捍瘩∧钌簦”Grossi說，“緊接著的一項任務(wù)又提前了3周署弯，所以我們考慮把報價的交付周期縮短到16 或18個星期分搞，這對我們的業(yè)務(wù)是很好的新事物，因為交付周期已經(jīng)成為首當其沖的驅(qū)動力冷离〕趁埃”

　　另外纯命，由于基本上避免了轉(zhuǎn)包加工西剥，制造成本也在減少，Unique除了根據(jù)客戶的要求定制模具以外（定制模具占其業(yè)務(wù)量的90%）亿汞，始終在考慮增加標準模具的加工量瞭空。Grossi 說 ：“降低制造成本使我們更富競爭力，并為我們開辟了新的潛在市場疗我∨匚罚”

　　制訂計劃

　　一年前車銑操作還是生產(chǎn)上的制約環(huán)節(jié)，采用多工序機床以來吴裤，這些操作的生產(chǎn)量很快得到30~50%的改進旧找。

　　現(xiàn)在，制約生產(chǎn)的環(huán)節(jié)是磨削工序麦牺，Unique也在利用新機床解決這個問題钮蛛。正如Grossi 所說，“我們已經(jīng)看到車銑加工能力的改進剖膳，目前正在全廠查找生產(chǎn)上的細脖子轮砸。在改進磨削操作后南链，我們將著眼于下面的EDM工序。激光束加工機也許可以較快完成現(xiàn)有EDM所加工的任務(wù)应胎。我們的目標是縮短模具的交付時間衡服。”

　　Grossi預(yù)計在不久的將來還會發(fā)生一些改進而逞，這就是在多工序機床上采用“硬車銑”技術(shù)免砖。“我們先加工原始狀態(tài)的模芯和模腔黄骇，然后把它們送出去熱處理翠坟，零件經(jīng)過熱處理之后再磨削。切削淬硬狀態(tài)的零件可以避免工序之間進行熱處理的周轉(zhuǎn)時間犹佣，從而縮短整個流程醒狭。”

　　該廠已經(jīng)實現(xiàn)以多工序加工為代表的自動化皱辞，并且在經(jīng)營中取得了很好的效果君板，這是Unique在極其嚴峻的市場環(huán)境下賴以競爭的利器。了解該模具廠如何制造產(chǎn)品很重要股冗，知道哪些產(chǎn)品使得該模具廠趨于本行業(yè)之首同樣重要霹陡。

　　多工序加工縱橫談

　　機床基本上朝著多工序的方向發(fā)展已有相當一段時間，加工中心是其中一例止状。加工中心借助于換刀裝置烹棉，可以進行銑削、鉆孔怯疤、鏜孔浆洗、攻絲及其它操作，而在過去每種操作分別屬于不同專用機床的加工范疇集峦。

　　同樣伏社，裝有活動刀具的車削中心除了車削以外也可以切削鍵槽、鉆中心孔并進行其它中心型切削操作塔淤。然而車/銑機床都受到轉(zhuǎn)塔刀架刀具容量的限制摘昌。

　　Mazak和其它幾個機床制造廠商提出了制造所謂新型機床的思想，這些新機床取消普通的轉(zhuǎn)塔刀架高蜂，代之以可供換刀裝置存取刀具的樞軸結(jié)構(gòu)聪黎，這樣基本上難以區(qū)分機床的操作種類。

　　新機床本質(zhì)上是安裝在多工位數(shù)控車床床身上的加工中心丢华，其主軸在伺服控制下提供5000 rpm 車削和分度式外形加工雙重功能船白。主軸中心線上還有一個輔助主軸，使工件可以脫離主軸并接受反向切削赌矩。

　　銑刀軸以10馬力電機帶動刀具鹦房，刀桿轉(zhuǎn)速6000 rpm娇晦。銑刀軸托架上的Y軸具有完滿的3向控制能力，與此同時悲社，傾斜軸和外形加工C軸為機床附加了第4和第5軸切削功能镀匈。

　　支持開發(fā)這些機床的總體思想很簡單—次裝卡工件并在工件的各個側(cè)面完成車、銑反没、鉆孔和攻絲操作砰洗。有些機床正在采納多工序加工的原理，除了車銑以外還包括磨削和利用激光器局部淬硬等操作缺员。

　　在金屬加工方面穿桃，實際的用途主宰著工藝技術(shù)的選擇。無論如何弯囊，多工序加工機床這一理念越來越引起Unique及其它模具廠的注意痰哨。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享匾嘱，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)斤斧，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布霎烙、編輯整理上傳撬讽，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責(zé)悬垃。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻游昼、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題尝蠕，請第一時間告知烘豌，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益趟佃！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn扇谣。