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改進(jìn)工藝 提高盈利

時(shí)間:2011-06-07 08:21:27 來源:未知
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位于PA Erie的F&S Tool有限公司的6臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備之一
隨著模具行業(yè)日益對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的適應(yīng)，美國(guó)的模具制造商需要尋找到與其他勞動(dòng)成本極低的國(guó)家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的方法。然而，模具行業(yè)的一些變化實(shí)際上也為美國(guó)的模具制造商帶來了新的優(yōu)勢(shì)。高速加工和硬銑削的組合可以比傳統(tǒng)的沖擊式放電加工中心(EDM)快8倍。采用自動(dòng)化生產(chǎn)減少了勞動(dòng)成本，而磁性工作臺(tái)則將配置降低了50%之多。這三種優(yōu)勢(shì)組合起來即成為顯著降低成本的良方。僅這些優(yōu)勢(shì)就足可在磁性工作臺(tái)上實(shí)施硬銑削自動(dòng)化，不過這三種流程還提供其他益處，從而構(gòu)成新的優(yōu)勢(shì)。

硬銑削

上世紀(jì)90年代硬銑削成為一種商業(yè)上可行的操作，并通過流程改造逐漸發(fā)展到今天成為一種更合適的選擇。硬銑削的發(fā)展改進(jìn)了部件加工，縮小了誤差，并顯著提高了加工速度的可重復(fù)性，降低了運(yùn)營(yíng)成本。就其本身特點(diǎn)而言，硬銑削工藝避免在電極加工上花的時(shí)間，另一大好處是可以使車間里的石墨粉塵減少。
針對(duì)成功的硬銑削操作，《硬銑削和高速加工》一書的作者和編輯Dale Mickelson解釋說,“機(jī)器必須是剛性和精密的，并能夠順利的閱讀代碼。工具上要具備0.0002英寸或更小的固定器，這是一種微型碳化物。軟件也是工藝的一個(gè)特殊部分。測(cè)試表明僅軟件技術(shù)就可使工具的壽命劃分為9個(gè)等級(jí)。”

3R的WorkMaster自動(dòng)設(shè)備把托盤式從Alpha銑削磁性工作臺(tái)安裝在F&S Tool(Erie, PA)。
Dynafix Chuck的0.00008mm的模壓準(zhǔn)確率滿足了F&S設(shè)備的精確要求
借助330Lb的有效荷載，WorkMaster可以輕易的安裝并拆卸配有Alpha銑削磁性工作臺(tái)的較重的工件。
硬銑削比傳統(tǒng)銑削的切口要小，但是加工速度高,進(jìn)料口更大。基本要求就是硬銑削能夠更快的加工材料。硬銑削、傳統(tǒng)銑削和EDM的一個(gè)顯著不同就是工件表面打磨的質(zhì)量。硬銑削工件在很多情況下可極大的減少磨光費(fèi)用。
Hellebusch Tool & Die (Washington, MO)公司流程工程師Mark Burns認(rèn)為，就硬銑削和EDM制模比較而言，“除了更快、更準(zhǔn)確和重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)之外，硬銑削不用在加工電極和EDM工藝的配置上花時(shí)間。它降低了電極材料成本，并減少了打磨空腔的時(shí)間。我們對(duì)硬銑削相當(dāng)有信心，即使是在非常復(fù)雜的輪廓線上都能加工出非常完美工件，如果有手動(dòng)的話，絕對(duì)可以和手工媲美。我們把二次操作(runners和venting)和元件的手動(dòng)配置降低到了零。”
硬銑削的對(duì)精度方面的改進(jìn)也解決了其他勞動(dòng)代價(jià)高的問題。例如，三維shut off會(huì)經(jīng)常符合匹配，而無需試驗(yàn)，但是EDM加工由于電極的磨損卻常常需要進(jìn)行匹配(檢查大小)。電極磨損時(shí)，精度的降級(jí)需要燒制一個(gè)新電極，然后電極流程加工重新開始。而對(duì)硬銑削來說，工具變鈍時(shí)很容易替換，而且花的時(shí)間很少。多個(gè)工具加工時(shí)無需多個(gè)電極，保持重復(fù)性就可以了。

自動(dòng)化加工設(shè)備

自動(dòng)化是與自動(dòng)托盤交換器的使用相關(guān)的一個(gè)流程，托盤交換器可以方便安裝和拆卸機(jī)器中的托盤，準(zhǔn)確率和重復(fù)性都很高，只需幾秒鐘就可完成。自動(dòng)化允許單臺(tái)自動(dòng)設(shè)備多臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行。自動(dòng)化加工設(shè)備的另一個(gè)好處就是可以在幾分鐘之內(nèi)中斷一個(gè)工作并開始一項(xiàng)新工作,只要按一下按鈕就能夠從中斷處繼續(xù)開始工作，這個(gè)過程操作員并不知道，但實(shí)際情況卻是如此。自動(dòng)化使得工廠可以實(shí)現(xiàn)1周24小時(shí)的全天候運(yùn)行。自動(dòng)化使得工廠主人能夠更好的利用固定成本(建筑物和設(shè)備)，在不增加勞動(dòng)力的情況增加生產(chǎn)能力，同時(shí)提高零件加工的靈活性、重復(fù)性、準(zhǔn)確性。
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“相同的Alpha磁性工作臺(tái)改進(jìn)了加工過程，提高了硬銑削的利潤(rùn)率，改善了粗切”， PME公司Larry Shermak、Benton Harbor、MI。
磁性工作臺(tái)適用于小型、大型和各種形狀部件的加工。通過使用合格的定位器進(jìn)行定位和檢測(cè)，加工工件可以很快得到固定。

磁性工作臺(tái)

銑削用磁性工作臺(tái)是在上個(gè)世紀(jì)90年代引入美國(guó)的，作為一種可以減少配置并為工件實(shí)現(xiàn)五面加工的方法。傳統(tǒng)上，磁性工作臺(tái)不會(huì)為加工提供足夠的壓力，現(xiàn)在借助新技術(shù)，使用磁性工作臺(tái)在大多數(shù)情況下是硬銑削和自動(dòng)化加工獲得最大效益的最好辦法。磁性工作臺(tái)在單個(gè)配置中充分考慮了3維性(基于5個(gè)軸的加工)，其中沒有夾具阻礙。此外，磁性夾具在精度、重復(fù)性、配置時(shí)間、一致性以及部件打磨方面均有改進(jìn)。
當(dāng)某個(gè)部件位于磁性工作臺(tái)的表面時(shí)，相容的Z軸位置將會(huì)啟用，建立單個(gè)的方形作為參考。反之，如果部件位于老虎鉗中，針對(duì)多層尺寸鏈、方形基準(zhǔn)以及平面等設(shè)置的托盤將會(huì)打開。“工件的平面很容易保持，而完整的、不間斷的打磨外圍則是另一個(gè)好處。磁性工作臺(tái)省去了第一次CNC硬銑削加工之前必須對(duì)工作表面進(jìn)行加工的工作”，Burns說道。
磁性工作臺(tái)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是不會(huì)過度損害模壓部件，如果工件的幾何造型非常精細(xì)的話，這一點(diǎn)非常重要,例如在一個(gè)很薄的空間內(nèi)加工一個(gè)部件就是如此。磁性工作臺(tái)不像老虎鉗會(huì)對(duì)工件的外圍增加壓力。老虎鉗的擠壓壓力可以改變空腔的形狀和尺寸,使其難以承受和恢復(fù)。由于磁性工作臺(tái)使用的接觸面積更大，因此可以使工件變形得到極大的緩解，從而進(jìn)一步提高了部件打磨和加工速度。同樣的原因，刀具的壽命也會(huì)因磁性工作臺(tái)的使用而延長(zhǎng)。
談到工件時(shí)，Mickelson解釋說：“我發(fā)現(xiàn)磁性工作臺(tái)縮短了準(zhǔn)備時(shí)間，提高了加工的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。當(dāng)你把工件放在老虎鉗中時(shí)，部件的兩面之間有縫隙，這是部分導(dǎo)致加工變形的原因。工件放在磁性部件的表面上是平的，因此它不會(huì)發(fā)生震動(dòng),這樣形成的表面更好，工具壽命更長(zhǎng)。使用了磁性工作臺(tái)對(duì)硬性材料進(jìn)行拉毛和磨光，一般通過6～8次打磨就可以。”
采用磁性工作臺(tái)可配置多個(gè)工件(彼此間隔很密)，因?yàn)榇判怨ぷ髋_(tái)具備額外的夾具，不會(huì)浪費(fèi)空間。磁性工作臺(tái)允許機(jī)器在無人看管的情況下運(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間。使用磁性工作臺(tái)表面的側(cè)面擋板或合銷可固定部件。此外，以前對(duì)于機(jī)器臺(tái)面來說過大的部件現(xiàn)在可以四面懸掛放在磁性工作臺(tái)的底側(cè)。這個(gè)功能增加了現(xiàn)有機(jī)器的容量。

三合一工藝創(chuàng)造成功

作為一種工藝，硬銑削比傳統(tǒng)的EMD方法更快、更干凈、更準(zhǔn)確。自動(dòng)化流程顯著降低勞動(dòng)時(shí)間，可以像手工工廠那樣提高加工的重復(fù)性和尺寸精度。磁性工作臺(tái)改進(jìn)了工件打磨、精度、重復(fù)性、機(jī)器容量，并減少了配置時(shí)間。這三種工藝對(duì)增強(qiáng)本地和全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力都是非常必要的，與技術(shù)上落后的國(guó)家相比，它們?yōu)槊绹?guó)的模具制造商提供了優(yōu)勢(shì)。要想在全球市場(chǎng)上具備競(jìng)爭(zhēng)力和領(lǐng)先地位，不僅需要成本更低的產(chǎn)品，同時(shí)還需要質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

三合一流程為模具廠帶來了優(yōu)勢(shì)

F&S Tool公司有6臺(tái)自動(dòng)設(shè)備，主要用在鋼廠、石墨廠、夾具打磨以及EDM部門中。1999年的第4季度公司安裝了第一臺(tái)自動(dòng)設(shè)備。自動(dòng)設(shè)備減少了工作量,就不同的部門和流程而言， 自動(dòng)化使得加工時(shí)間節(jié)約了20%-75%。
自動(dòng)化設(shè)備使公司在全球市場(chǎng)中更具競(jìng)爭(zhēng)力，保住了美國(guó)繼續(xù)發(fā)展的機(jī)會(huì)。磁性工作臺(tái)可以提高的配置效率，因?yàn)槲覀儾槐鼐心嘤谀呵闆r。磁性工作臺(tái)對(duì)工件的壓力較小，這樣我們的操作員可以在臺(tái)面上同時(shí)放置多個(gè)工件。圓柱形銑削磁性工作臺(tái)允許我們擁有或大或小的部件。我們其他的磁性工作臺(tái)主要與大型部件配合較好。省略電極工作是對(duì)我們最大的益處。我們不再需要購買、安排并切割碳了。相反的，我們把精力完全放在了鋼方面。這是我們?cè)谌蚴袌?chǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力，而且是我們的原型業(yè)務(wù)很快得到好轉(zhuǎn)。
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