改進工藝提高盈利

時間: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臺自動化設備之一

隨著模具行業日益對全球經濟的適應，美國的模具制造商需要尋找到與其他勞動成本極低的國家進行競爭的方法。然而，模具行業的一些變化實際上也為美國的模具制造商帶來了新的優勢。高速加工和硬銑削的組合可以比傳統的沖擊式放電加工中心(EDM)快8倍。采用自動化生產減少了勞動成本，而磁性工作臺則將配置降低了50%之多。這三種優勢組合起來即成為顯著降低成本的良方。僅這些優勢就足可在磁性工作臺上實施硬銑削自動化，不過這三種流程還提供其他益處，從而構成新的優勢。

硬銑削

上世紀90年代硬銑削成為一種商業上可行的操作，并通過流程改造逐漸發展到今天成為一種更合適的選擇。硬銑削的發展改進了部件加工，縮小了誤差，并顯著提高了加工速度的可重復性，降低了運營成本。就其本身特點而言，硬銑削工藝避免在電極加工上花的時間，另一大好處是可以使車間里的石墨粉塵減少。

針對成功的硬銑削操作，《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特殊部分。測試表明僅軟件技術就可使工具的壽命劃分為9個等級。”

3R的WorkMaster自動設備把托盤式從Alpha銑削磁性工作臺安裝在F&S Tool(Erie, PA)。

Dynafix Chuck的0.00008mm的模壓準確率滿足了F&S設備的精確要求

借助330Lb的有效荷載，WorkMaster可以輕易的安裝并拆卸配有Alpha銑削磁性工作臺的較重的工件。

硬銑削比傳統銑削的切口要小，但是加工速度高,進料口更大。基本要求就是硬銑削能夠更快的加工材料。硬銑削、傳統銑削和EDM的一個顯著不同就是工件表面打磨的質量。硬銑削工件在很多情況下可極大的減少磨光費用。

Hellebusch Tool & Die (Washington, MO)公司流程工程師Mark Burns認為，就硬銑削和EDM制模比較而言，“除了更快、更準確和重復性高等優點之外，硬銑削不用在加工電極和EDM工藝的配置上花時間。它降低了電極材料成本，并減少了打磨空腔的時間。我們對硬銑削相當有信心，即使是在非常復雜的輪廓線上都能加工出非常完美工件，如果有手動的話，絕對可以和手工媲美。我們把二次操作(runners和venting)和元件的手動配置降低到了零。”

硬銑削的對精度方面的改進也解決了其他勞動代價高的問題。例如，三維shut off會經常符合匹配，而無需試驗，但是EDM加工由于電極的磨損卻常常需要進行匹配(檢查大小)。電極磨損時，精度的降級需要燒制一個新電極，然后電極流程加工重新開始。而對硬銑削來說，工具變鈍時很容易替換，而且花的時間很少。多個工具加工時無需多個電極，保持重復性就可以了。

自動化加工設備

自動化是與自動托盤交換器的使用相關的一個流程，托盤交換器可以方便安裝和拆卸機器中的托盤，準確率和重復性都很高，只需幾秒鐘就可完成。自動化允許單臺自動設備多臺機器同時運行。自動化加工設備的另一個好處就是可以在幾分鐘之內中斷一個工作并開始一項新工作,只要按一下按鈕就能夠從中斷處繼續開始工作，這個過程操作員并不知道，但實際情況卻是如此。自動化使得工廠可以實現1周24小時的全天候運行。自動化使得工廠主人能夠更好的利用固定成本(建筑物和設備)，在不增加勞動力的情況增加生產能力，同時提高零件加工的靈活性、重復性、準確性。
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“相同的Alpha磁性工作臺改進了加工過程，提高了硬銑削的利潤率，改善了粗切”， PME公司Larry Shermak、Benton Harbor、MI。

磁性工作臺適用于小型、大型和各種形狀部件的加工。通過使用合格的定位器進行定位和檢測，加工工件可以很快得到固定。

磁性工作臺

銑削用磁性工作臺是在上個世紀90年代引入美國的，作為一種可以減少配置并為工件實現五面加工的方法。傳統上，磁性工作臺不會為加工提供足夠的壓力，現在借助新技術，使用磁性工作臺在大多數情況下是硬銑削和自動化加工獲得最大效益的最好辦法。磁性工作臺在單個配置中充分考慮了3維性(基于5個軸的加工)，其中沒有夾具阻礙。此外，磁性夾具在精度、重復性、配置時間、一致性以及部件打磨方面均有改進。

當某個部件位于磁性工作臺的表面時，相容的Z軸位置將會啟用，建立單個的方形作為參考。反之，如果部件位于老虎鉗中，針對多層尺寸鏈、方形基準以及平面等設置的托盤將會打開。“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好處。磁性工作臺省去了第一次CNC硬銑削加工之前必須對工作表面進行加工的工作”，Burns說道。
磁性工作臺的另一個優勢就是不會過度損害模壓部件，如果工件的幾何造型非常精細的話，這一點非常重要,例如在一個很薄的空間內加工一個部件就是如此。磁性工作臺不像老虎鉗會對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。由于磁性工作臺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，刀具的壽命也會因磁性工作臺的使用而延長。

談到工件時，Mickelson解釋說：“我發現磁性工作臺縮短了準備時間，提高了加工的準確性和重復性。當你把工件放在老虎鉗中時，部件的兩面之間有縫隙，這是部分導致加工變形的原因。工件放在磁性部件的表面上是平的，因此它不會發生震動,這樣形成的表面更好，工具壽命更長。使用了磁性工作臺對硬性材料進行拉毛和磨光，一般通過6～8次打磨就可以。”

采用磁性工作臺可配置多個工件(彼此間隔很密)，因為磁性工作臺具備額外的夾具，不會浪費空間。磁性工作臺允許機器在無人看管的情況下運行更長的時間。使用磁性工作臺表面的側面擋板或合銷可固定部件。此外，以前對于機器臺面來說過大的部件現在可以四面懸掛放在磁性工作臺的底側。這個功能增加了現有機器的容量。

三合一工藝創造成功

作為一種工藝，硬銑削比傳統的EMD方法更快、更干凈、更準確。自動化流程顯著降低勞動時間，可以像手工工廠那樣提高加工的重復性和尺寸精度。磁性工作臺改進了工件打磨、精度、重復性、機器容量，并減少了配置時間。這三種工藝對增強本地和全球市場的競爭力都是非常必要的，與技術上落后的國家相比，它們為美國的模具制造商提供了優勢。要想在全球市場上具備競爭力和領先地位，不僅需要成本更低的產品，同時還需要質量更好的產品。

三合一流程為模具廠帶來了優勢

F&S Tool公司有6臺自動設備，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自動設備。自動設備減少了工作量,就不同的部門和流程而言，自動化使得加工時間節約了20%-75%。

自動化設備使公司在全球市場中更具競爭力，保住了美國繼續發展的機會。磁性工作臺可以提高的配置效率，因為我們不必拘泥于模壓情況。磁性工作臺對工件的壓力較小，這樣我們的操作員可以在臺面上同時放置多個工件。圓柱形銑削磁性工作臺允許我們擁有或大或小的部件。我們其他的磁性工作臺主要與大型部件配合較好。省略電極工作是對我們最大的益處。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。這是我們在全球市場更具競爭力，而且是我們的原型業務很快得到好轉。

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