兩年前，D&M工具公司（位于印第安納州史普林維爾市）決心加大模具加工業(yè)務(wù)的投資。這個(gè)決定并不容易下。公司的基本業(yè)務(wù)為注塑模制造，主要提供給汽車生產(chǎn)供應(yīng)商。該業(yè)務(wù)兩年前還不見起色，而且沒有好轉(zhuǎn)的跡象，但是公司仍然決定，不管如何，必須加大投入，使公司能趕在市場(chǎng)需求復(fù)蘇前有機(jī)會(huì)提高生產(chǎn)能力。D&M公司購(gòu)買了一臺(tái)36,000轉(zhuǎn)的高速加工中心，可以說，該加工中心是公司歷史上所擁有的最尖端的機(jī)床設(shè)備。
在機(jī)床的投資之后，公司接著投入了大量的時(shí)間和精力，使得模具車間學(xué)會(huì)了如何有效地使用高速加工手段。雖然付出了大量試驗(yàn)和失敗的代價(jià)，但是經(jīng)過對(duì)失敗的總結(jié)，公司意識(shí)到并非每次都需要使用高轉(zhuǎn)速的加工。
所有這些努力的付出換來的最重要的結(jié)果是總結(jié)出了模具加工的更為有效的工藝。D&M公司在對(duì)淬硬鋼的高速加工過程中使用輕刀作為結(jié)束動(dòng)作，從而有效地形成最終面，并良好地生成復(fù)雜細(xì)節(jié)。相應(yīng)地，手工精磨該動(dòng)作，則因?yàn)楹臅r(shí)太長(zhǎng)以及大量人力投入，被很大程度地減少。而曾經(jīng)一度被用來加工結(jié)束動(dòng)作的EDM，如今被深入關(guān)注。EDM現(xiàn)在被用來加工銑削無(wú)法完成的細(xì)節(jié)部分。
然而，對(duì)于此項(xiàng)高速加工的投資還有一個(gè)重要收獲，盡管這個(gè)收獲的全部意義仍然未被定性。模具車間獲取的經(jīng)驗(yàn)被證明可以運(yùn)用到另一種完全不同的加工過程之中。具有了這種加工能力，該模具車間發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)完全沒有預(yù)料到的發(fā)展機(jī)遇。
保護(hù)刀具
D&M公司的高速加工中心購(gòu)自Roeders of America公司（位于紐約的奧蘭治堡）。D&M公司的CAD/CAM程序設(shè)計(jì)師Mike Baker，也是該模具車間最早使用加工中心的人員之一，在談到加工中心的采購(gòu)情況時(shí)說，公司本打算從其他公司購(gòu)買加工中心，但是由于Roeders公司銷售人員的堅(jiān)持，終于選擇了現(xiàn)在的設(shè)備。由于具備更高的轉(zhuǎn)速，該設(shè)備保證了更高的加工速度。而且，更重要的是，該加工中心似乎是為高速銑加工模具而專門設(shè)計(jì)的。
該機(jī)床的另一個(gè)重要特征，也是對(duì)于模具車間非常重要的一個(gè)特征，就是其非接觸式刀具的裝置。刀具沿著激光標(biāo)明的路徑進(jìn)刀，同時(shí)自身高速旋轉(zhuǎn)。刀具的偏心測(cè)量系統(tǒng)不僅能精確地計(jì)算出細(xì)小的偏移值，也能計(jì)算出高速旋轉(zhuǎn)使刀具和主軸產(chǎn)生的偏移值。
“保護(hù)刀具”的宗旨概括了Baker先生關(guān)于高速加工的主要經(jīng)驗(yàn)。在購(gòu)買該加工中心時(shí)，D&M公司一并采購(gòu)了用于該機(jī)床的熱套配合系統(tǒng)。該熱套配合刀架可以剛性，低偏轉(zhuǎn)地夾緊刀具。Baker先生強(qiáng)調(diào)必須非常仔細(xì)地編程，以防止刀具在工作中停頓。
“千萬(wàn)別讓刀具停下來，”他如此建議。刀具一停頓，就會(huì)產(chǎn)生摩擦。在高轉(zhuǎn)速底下，刀具摩擦即意味著磨損。因此，他總是使用思美創(chuàng)（Cimatron）的CAD/CAM軟件最優(yōu)化刀具路徑，防止刀具在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的任何變慢或停頓的現(xiàn)象。
采用了刀具保護(hù)措施的結(jié)果之一就是公司比預(yù)期減少了對(duì)刀具的投資。
Baker先生稱：“剛買來加工中心的時(shí)候，每個(gè)人都拿來刀具測(cè)試其熱套刀具系統(tǒng)－都說那是很貴的東西”。但是，最終還是肯定了機(jī)床和熱套刀具系統(tǒng)的確提供了非常穩(wěn)定的加工能力。非接觸式刀具系統(tǒng)解決了刀具與刀具之間因?yàn)槠D(zhuǎn)、離心力和不匹配產(chǎn)生的變化現(xiàn)象。Baker先生在編程中對(duì)此也特別小心。綜合考慮了所有這些因素，刀具的經(jīng)濟(jì)性問題得到了很好的解決。從長(zhǎng)遠(yuǎn)講，很貴的東西其實(shí)并不貴。
仿照模具加工
D&M公司副總裁Bill Maddox先生稱 ：“加工的精確度是真正讓我們驚嘆之處?！痹谫?gòu)入該高速加工中心之前，車間最快的加工中心速度為每分鐘10,000轉(zhuǎn)。如今，高速銑削一如既往地保證三維尺寸的準(zhǔn)確和表面公差的合格，但是，能在比過去高的多的走刀速度下保證同樣的加工質(zhì)量就不容易了。當(dāng)車間開始掌握在高走刀速度下進(jìn)行輕銑，就標(biāo)志著公司已經(jīng)能既快又好地生產(chǎn)復(fù)雜部件。 （待續(xù)）
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