Eclipse Mold模具公司以高端加工中心為基礎(chǔ)蕾额,為有效地實(shí)現(xiàn)零公差加工樹立了一個(gè)良好的榜樣研歧。
Eclipse Mold模具公司的模具工已明顯地感覺到氏走,模具的零余量切削加工具有很多優(yōu)點(diǎn),他們可以用事實(shí)證明蝎蛤。目前屠途,該公司有一個(gè)模具加工車間,每年大約可以生產(chǎn) 140套模具挪吱,在這項(xiàng)業(yè)務(wù)中還包括大量的模具修復(fù)服務(wù)带诊,約占總業(yè)務(wù)量的40%左右。該公司其余的60%收入來自于3個(gè)注塑成型工廠捺柬,所有這些工廠都坐落在底特律市郊于箩。事實(shí)上,該公司共擁有42臺(tái)注塑機(jī)望泪,其壓力范圍從22~750t不等判嘀。
Eclipse Mold模具公司的工廠設(shè)立在Clinton Township,上述注塑機(jī)使用的模具都是由其工廠生產(chǎn)的贫宫。該公司幾乎在所有的這些模具上拼岳,都不同程度地采用了零公差加工方式。該公司的副總裁兼總經(jīng)理 Steve Craprotta先生說:“采用凈切削加工的模具况芒,其工作速度較快、使用壽命較長叶撒、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用較低绝骚,其生產(chǎn)的零件質(zhì)量較好,而且非常清潔干凈祠够。我們每天就是以這樣的生產(chǎn)成果維持生存压汪,因此我們深知粪牲,這種方法對我們來說是何等的寶貴≈蛊剩”
Eclipse公司每年生產(chǎn)的模具腺阳,只有15%是在他們自己的工廠內(nèi)使用的。其余的模具都發(fā)運(yùn)到那些大型的一級(jí)汽車供貨商那里穿香,他們的客戶包括人們所熟悉的美國和日本汽車制造商亭引。Craprotta先生毫不夸張地說:“我們的所有客戶都認(rèn)為我們的模具加工車間是最棒的∑せ瘢”他之所以強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)的目的是為了進(jìn)一步讓人們確信:零公差加工是確立其加工車間在這一市場競爭地位中不可缺少的一部分焙蚓。
為滿足模具生產(chǎn)的需要,Eclipse公司專門提供二次注射模具裸岁。這類模具通常只有一個(gè)型芯或一個(gè)型腔届辽,它們必須適合其他兩半模具的安裝,或其一側(cè)需要旋轉(zhuǎn)180°郊啄,以滿足第二次注塑的需要映贞。Craprotta先生解釋說:“如果這些模具采用普通的方法加工,那么接著還需要手工加工和手工打磨寄菲,花費(fèi)的時(shí)間實(shí)在太長紊埂,無法滿足交貨期或滿足我們自己的生產(chǎn)計(jì)劃〉ㄈ”如果能將模具的閉合面加工到零公差尺寸(在很多情況下庶消,甚至加工到負(fù)公差余量),那么就可以使手工打磨時(shí)間減少到幾個(gè)小時(shí)轻迹。他說媚哪,其中一面可以與另一面配合,當(dāng)其旋轉(zhuǎn)或與另一半配合時(shí)祭昏,其配合的緊密度幾乎是十全十美的耙厚。
Eclipse公司生產(chǎn)的大部分模具是非常復(fù)雜的多型腔、高精度模具岔霸,雖然用于300~700t壓力機(jī)的中型模具非常普遍薛躬,但其最大的模具可達(dá)40 in ×50 in(1in=25.4mm),最小可達(dá)到8 in×8 in呆细。其中70%~80%的模具與機(jī)械動(dòng)作的零件有關(guān)型宝,如滑板、推桿絮爷、可收縮型芯以及與此類似的零件趴酣。
采用零公差加工不但削減了大量的逐點(diǎn)打磨時(shí)間,而且提高了機(jī)械零件的流水線生產(chǎn)水平。例如岖寞,推桿直接安裝在模具的隱窩之內(nèi)抡四,其調(diào)節(jié)量很少甚至無需調(diào)節(jié)。
該車間的零公差加工主要依靠3臺(tái)最新型的加工中心仗谆,其中包括由牧野公司(在俄亥俄州的Mason市)提供的V55型和V56型VMC立式加工中心以及一臺(tái)Johnford公司的DMC-1500型加工中心指巡。
Craprotta 先生說:“牧野公司機(jī)床的剛性和精度是達(dá)到零公差加工能力的根本保證⌒袈纾”Johnford公司機(jī)床的30 in × 50 in大型工作臺(tái)可滿足該車間加工大型模具的需要溜屡。按照Craprotta先生的說法,該機(jī)床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零公差切削抽述,幾乎可以與小型的VMC立式加工中心相媲美宠佩。
適合銑削硬質(zhì)材料
Eclipse Mold模具公司于1992年開始與SST公司合作,當(dāng)時(shí)該車間剛剛從牧野公司購置了第一臺(tái)高速銑床,用于生產(chǎn)石墨電極使城。Craprotta先生回憶說:“我們通過這些機(jī)床的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)蚀抄,學(xué)會(huì)了高速加工∏牵”當(dāng)牧野開始銷售零余量加工模具零件的硬質(zhì)材料銑床時(shí)牌盖,引起了Eclipse公司的注意。于是在 2001年洒妈,該公司購置了第一臺(tái)用于硬質(zhì)材料銑削加工的加工中心吧郑。
與普通的銑削加工相比,硬質(zhì)材料銑削具有一定的“風(fēng)險(xiǎn)”蛮碾,而且在初次加工的時(shí)候颗蝶,會(huì)碰到一定的困難,可能會(huì)引起刀具斷裂或燒蝕俭厚,也有可能造成昂貴模具材料的報(bào)廢户魏。每天要進(jìn)行硬質(zhì)材料的高精度銑削加工,對于一名機(jī)械操作工而言挪挤,確實(shí)是難以想象的叼丑,他們幾乎想放棄這種加工方法。
Craprotta先生敘述說:“由于我們在很早的時(shí)候就開始應(yīng)用這一加工工藝扛门,我們比其他加工車間早走了一步鸠信,因此我們有一定的轉(zhuǎn)換余地,易于過渡论寨⌒橇ⅲ”首先,車間開始逐漸減少通常所需的加工余量政基,從0.003 in減少到0.002 in和0.001 in贞铣,在這一過程中闹啦,加工車間對機(jī)床沮明、刀具和刀具路徑等方面的經(jīng)驗(yàn)逐步積累辕坝。
事實(shí)證明,直接向零公差加工有關(guān)的一切輔助技術(shù)投資也是一種明智的做法施式。例如酷卖,加工車間開始使用HSK接口以及經(jīng)過平衡的刀具。公司的CAM編程軟件也進(jìn)一步升級(jí)涎花。當(dāng)操作人員看到這一工藝產(chǎn)生了如此好的效果以后喊宿,他們的態(tài)度也開始轉(zhuǎn)變,樂于接受新的訓(xùn)練和新的操作規(guī)范瞒酪。Craprotta先生說荞宰,最后他們不但急切地希望采用零公差切削工藝,而且開始在模具的閉合面上實(shí)施負(fù)公差切削测佛。采用這一工藝約花費(fèi)了一年左右的過渡時(shí)期度潜。
隨著編程人員對模具表面的編程越來越精密,從而保證了機(jī)械操作人員對刀具路徑的充分信任影凿。該加工車間應(yīng)用了由Delcam公司(在安大略省的Windsor市)提供的PowerMill軟件來生成零公差切削的刀具路徑致殉。該車間一名最有經(jīng)驗(yàn)的編程員John Zube先生說:“編程員與機(jī)械操作員建立良好的關(guān)系是十分關(guān)鍵的,來自車間的意見和建議告訴他應(yīng)該如何去工作第勉,如何工作才能做得更好逃铝。”
模壓成形車間的反饋意見也很重要叽赊。來自這些業(yè)務(wù)部門的報(bào)告對編程員和機(jī)械操作員都很有幫助恋沃,有利于他們進(jìn)一步改進(jìn)工作。
Craprotta 先生選購銑削硬質(zhì)材料銑床的原則可歸結(jié)如下:應(yīng)盡量購置剛性最好的精密機(jī)床必指。機(jī)床的剛性是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素囊咏,因?yàn)樗墒沟都獾恼駝?dòng)降低到最低限度。他補(bǔ)充說取劫,當(dāng)然匆笤,刀具其他部分的設(shè)計(jì)也非常重要,穩(wěn)定性要好谱邪、徑向跳動(dòng)誤差要低炮捧。牧野公司的VMC立式加工中心具有以下特點(diǎn):機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛性好,包括其主軸箱和導(dǎo)軌惦银、線性滾子軸承咆课,質(zhì)量過硬的基座和立柱,還有兩端支撐的滾珠絲杠扯俱。
牧野公司的機(jī)床主軸书蚪,其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20 000r/min。對于小刀具加工而言,當(dāng)其在高進(jìn)給速率和低切削深度的條件下工作時(shí)维似,如要達(dá)到適當(dāng)?shù)那行钾?fù)荷冀远,采用這樣高的轉(zhuǎn)速是完全必要的。 Craprotta先生認(rèn)為:“在這些機(jī)床上我們可以看到這樣一個(gè)現(xiàn)象:在高速運(yùn)行下顺诽,機(jī)床主軸的熱量并沒有升高峰毙。這些機(jī)床每天一直運(yùn)行10h以上,從來沒有發(fā)生過Z深度的問題韵披∈П郏”
Craprotta先生補(bǔ)充說:“機(jī)床加工必須保持精度,不光是保持其中心范圍內(nèi)的精度镇锣,而且還必須保持其整個(gè)工作范圍內(nèi)的全面精度权洼。”當(dāng)亞微型級(jí)的刀具在做微型運(yùn)動(dòng)時(shí)一宁,也需要使用百萬分之幾英寸分辨率的玻璃光柵尺献蛔。最終的精加工切削采用小至0.010in的刀具,但比較典型的刀具是0.030in嫂茸。Eclipse公司在切削型芯和型腔表面時(shí)缠黍,其公差精度常常達(dá)到±0.0004in,其表面光潔度在 16~24rms的范圍之間药蜻。
Craprotta先生說瓷式,Johnford公司機(jī)床的主要優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)。他說:“這種機(jī)床在價(jià)格和功能方面具有突出的價(jià)值優(yōu)勢语泽∶车洌”這一機(jī)床配置了90°的龍門式橋架和Y軸偏置導(dǎo)軌,在加工大型模具時(shí)踱卵,可使其延伸行程的偏差降低到最低限度廊驼。Y軸和Z軸方向上的主軸箱導(dǎo)軌有助于提高剛性,而X軸上則采用線性導(dǎo)軌惋砂,有助于較重工件的精確移動(dòng)妒挎。
然而,Craprotta先生說西饵,該加工車間從這臺(tái)機(jī)床上獲得了最佳成果酝掩,因?yàn)樵谠摍C(jī)床發(fā)貨前SST公司對機(jī)床的各軸進(jìn)行了調(diào)整,因此其對硬質(zhì)材料的銑削加工十分理想眷柔。Craprotta先生聲稱:“我們從這臺(tái)機(jī)床獲得了大量好處棋叁,該機(jī)床特別適合于高精度切削加工。那就是說允纬,采用這臺(tái)機(jī)床可以滿足零公差切削加工的需求铜部±蓿”更重要的是,這臺(tái)機(jī)床的延伸行程可以讓車間生產(chǎn)多模腔模具猾晨,用于汽車內(nèi)部大型儀表板一類零件的注塑成形啃栋。Craprotta先生說:“對我們來說,這一直是一個(gè)大有發(fā)展前途的領(lǐng)域世砰『笤龋”最后以称,他進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了硬質(zhì)材料銑削加工的重要性友合,每天至少需要有一個(gè)班次從事無人化操作。一般來說烘幅,在每天的第一班和第二班上班時(shí)間颊夷,Eclipse Mold模具公司有一名操作員值班,負(fù)責(zé)監(jiān)控7臺(tái)CNC數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)钉答,但根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的變化情況础芍,并不是經(jīng)常需要有一名操作員值班。
進(jìn)一步擴(kuò)大業(yè)務(wù)
由于零公差加工工藝幫助Eclipse公司進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率数尿,因此Craprotta先生確信仑性,他的車間必須擴(kuò)大加工范圍,在傳統(tǒng)客戶的基礎(chǔ)上承擔(dān)它能夠承攬的一切業(yè)務(wù)工作右蹦。該加工車間的努力目標(biāo)是诊杆,為醫(yī)療和宇航工業(yè)的客戶提供高品質(zhì)、高精度模具加工服務(wù)何陆。Craprotta先生并沒有像他們汽車工業(yè)中的同行那樣晨汹,急切地向海外制造商尋求模具的外協(xié)加工,特別是在密執(zhí)安州的東南部地區(qū)贷盲,其他的模具加工車間完全有能力承擔(dān)這一加工業(yè)務(wù)淘这。他說:“零公差加工為我公司達(dá)到目前的這一地位作出了巨大的貢獻(xiàn)」剩”現(xiàn)在铝穷,該加工車間已開始將其注意力轉(zhuǎn)移到精益生產(chǎn)技術(shù)方面,以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效益佳魔。
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