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提高模具的生产效率

时间:2021-09-07 15:26人气:编辑:钢铁之家
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  激烈的竞争中,模具制造商必须尽可能地加速产品投放市场的时间、降低劳动力成本,同时提高生产效率。EDM和能进行硬质材料高速磨削加工设备的进步则有助于提高模具制造工厂的竞...

提高模具的生产效率

激烈的竞争中,模具制造商必须尽可能地加速产品投放市场的时间、降低劳动力成本,同时提高生产效率。EDM和能进行硬质材料高速磨削加工设备的进步则有助于提高模具制造工厂的竞争力。  
    为了在激烈的全球化市场竞争中谋得发展,制造商必须尽可能地加速产品投放市场的时间、降低他们的劳动力成本,同时提高生产效率,模具制造商更不例外,这一点正是EDM和高速磨削加工设备的倡导者倡导“通过升级所得到收益”的目的,这种升级是指利用最新的技术、设备和生产方式。不断发展的EDM方面的新技术和能进行硬质材料磨削加工的高速加工设备可以提高模具制造商的总体生产率。

EDM的创新发展

EDM制造商都在不断研究或引进新的先进技术或早期在金属丝和EDM系统方面积累的经验来提高生产率并减少模具制造商创新模具投放市场的时间。另外,更多的制造商正在期望EDMs能够成为高速加工和硬质材料磨削加工设备的必要补充。

很多制造商认为高速加工的出现对成形机的销售产生了一些影响,但他们觉得高速加工和成形加工是真正的互补加工过程而不是互相排斥的竞争过程,尤其是EDM取得了很多技术上的进步之后。

EDM的进步包括快速加工和在后续精加工中的电火花裂纹控制,这使得用户能够在金属丝加工和成形加工中更精确地控制腐蚀过程并能更快、更有效地进行模具加工。实际上,在某些情况下,有些模具制造的用户已经将高速加工和EDM技术一起应用并将其作为一种“自动化”的加工形式了。

Makino公司已经发展了几种能够减小机械加工时间并达到更好表面光洁度的技术,如在探深铅锤凹陷面的加工中,Makino公司提高了机器的跟踪速度和快速进给率。虽然他们应用的是传统的驱动系统而不是直线电机,但是其设备的快速进给也已接近10m/min。

2004年的时候,Makino公司推出了几个新系统,其中包括Edge2型探深铅锤机和以占据冲压模市场为目的的SP43线切割机,还有S56 VMC等机型。Makino公司已为其大多数的机器配置了直线电机,其中也包括高精度双驱动的大型加工系统,而这种形式一般在小型的机器中较为常见。

高速伺服系统和响应周期对于加工非常深的肋、达到更高的加工精度和提供更优质的裂纹稳定性都有巨大的影响。Makino的探深铅锤EDMs在探深铅锤面的HQSF(高质量表面光洁度)增强技术上做得非常成功。在传统的探深铅锤EDM中,当电极表面很大时,稳定裂纹和制造一个大面积一致光洁表面的难度很大的,只要有残片的存在就会出现加工缺陷。通过应用一种“μSC增强剂”,Makino的探深铅锤EDMs能够在很大的面积上稳定住裂纹,从而获得格外光洁的模具表面。如果使用石墨,其表面粗糙度可以低于2μm。

图1 来自于Makino的EDM可以改良零件的生产

在有些方面,硬质材料的磨削加工在很大程度上已经代替了电火花成形机,成为模具加工的首选方法。随着线切割机的最新发展,探深铅锤的应用已经逐渐减少。但三菱EDM公司却认为在过去的两年里,探深铅锤并没有太大的变化。

三菱EDM公司的研发方向主要着重于两个方面,一是以更快切削速度带来更高的生产率,二是减少用于维护的停产时间。在三菱EDM公司的线切割加工机中,FA-V 系列的线切割机利用它的新型高速电机能够达到303 cm2/h的切削速度,这比以前的样式切削速度增长了30%。

早在2002年,三菱EDM公司进口了几台Roku-Roku硬质材料磨削加工铣床,这些新设备既能进行硬质材料的磨削加工又能进行石墨材料的钢材报价磨削加工。三菱EDM公司在这台机器上所作的最大努力就是使人们能够清楚这样的事实——这样的机器是一个混合型的机床,它能对石墨和硬质材料这两种材料进行磨削加工。

图2 三菱EDM的Roku-Roku GR系列具有硬质材料磨削加工和石墨磨削加工能力
的混合型机器能够提高模具工厂的生产率

为了提升速度和生产率,三菱在它的FA-V线切割机系统上增加了几种新技术,如系统的功率供给使用的是一个新型的高速电机,机器还应用了一个新的刷洗系统,这个系统将水从高压泵直接打入裂纹处,并在那一点增加压力和流量。线切割系统用一种特殊的0.36mm铜裹V型金属丝实现了303 cm2/h的切削。

宜人化的软件

Agie公司的Agiesetup三维系统应用了三维可视化程序,这将大大有助于EDM操作者调整加工过程。用可视化调整引导机械工程师完成零件流程,平均每个零件的加工可以节省20min。

快速的调整和更好的金属丝的结合极大地增加了线切割机的生产力。Agie公司最近公布了他们对线切割机改进及其结果——应用涂层金属丝进行303m.2/h的运行,应用非涂层金属丝能达到239 cm2/h的运行。使用更先进的调整系统和最新款的金属丝,这使当前的线切割机床的切削速度至少是几年前加工速度的4倍。

图3 三维 EDM软件提供了加工工序的可视化,相对传统的调整方法,
它在每一个零件的加工上平均可节约20min

Charmilles 技术公司也提供类似的三维软件,相对于几年以前获得发展但较为复杂的调整系统来说,Charmilles 技术公司的三维软件可以大大减少EDM机床的编程时间。

为了更具竞争性,商家们最近推出的EDM软件将使制模工程师在编制他们的生产工序上拥有更大的灵活性。用Charmilles公司最新的CT调整软件,制模工程师能够在流程中停止一项工作并且可以用被称为“零件插入”的指令来中断那项工作,这使得在重新启动优先的加工工序前允许另一项工作的进行,被重新启动的位置就在第一份工作停止的位置。

图4 应用Charmilles的零件调整软件,
机械师能够用其零件插入功能在不出现任何问题的情况下就可以中断工作

Charmilles 技术公司集中力量调查了CT调整软件的用户的工厂到底是怎样运转的,特别是在欧洲。结果他们看到,操作者差不多像会计一样组织他们的工作——我想要用什么样的电极、什么样的空穴,每一个空穴我们需要用多少个电极,我们将要做多少个空穴?

CT调整软件的控制器由五个模块建成。一个是调整模块,它就像一个交互窗口,询问你有关的应用或你所做的工作方面的某个问题,它指导你完成某些步骤。每一个过程都有图形界面作为引导,比如所有的测量循环——你如何布置电极,如何拾取部件,如何排列一个电极——所有的一切都可以在图形界面中完成的。当然,你也可以寻求在线帮助。

遥控切削的全过程

线性马达给Sodick公司制造的EDM提供了巨大的推动力,同时推动了其它的自动控制装置,这有助于通过降低加工成本提高生产力。同样,以线切割EDM自动穿孔机和更新的遥控系统为特点的自动穿孔线切割机系统也将有助于降低劳动力费用从而降低生产成本。

Sodick的遥控系统能使机械工程师不在工作现场就能进行切削加工的工作。这个系统是一个直接拨号连接的系统,它使工程师能够通过一个标准的网络浏览器查看到整个工作的进程,但是出于安全的考虑,Sodick采用的是一个直接连接的电话连接方式而不是万维网。现在,应用工程师进行试切的时候,他可以在电话当中注视着零件的加工,他当然也可协助用户在他们的个人电脑上看到切削的全过程。

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