如何缩短模具制造周期

    生产厂为了使新生产尽快面市，总要求模具制造厂能尽量缩短交货周期。对模具制造厂来说，投入高技术并不一定能解决这个问题，关键是要采用适当技术来减少加工中的停顿时间与手工作业。

 

　　从理论上讲，最快的加工过程是从客户处接受模具的电子化的CAD数据，将它输入CAD／CAM／CAE系统进行处理，输出NC程序去高速加工出一个三维立体模型的样品，将其与原先输出的数据相核对，然后产生出用于CNC EDM加工或机械加工的NC数据，接着就可以进行模具的实际加工

　　实际上，除了最大的汽车与计算器OEM单位之外，很少用户能传递电子化CAD数据。许多模具制造厂购买最新的CAD／CAM系统是为了通过IGES，DXF和其它文件接受CAD数据。但其着重点仍然主要放在将标准的绘图数据或模型翻译成NC程序。因而一个对用户非常友好的CAM或C AD／CAM接口是很需要的。

　　假如客户送来一个模型或样品，最快的技术是用激光进行扫描。例如，Sharnoa Corporation公司提供了一个用户花费了48小时来准备与铣削模具上、下模的事例。完成仿形铣削需要高度熟练的机械工人集中精力花费几个小时。一台Sharnoa的激光扫描数字化用6小时以每秒80点的速度扫描模型，产生转换成NC程序的电子化数据。大部份的机械加工是由一台立式加工中心在无人看管的情况下完成的。

　　电子测头的数字化需要较长时间，但仍然比传统的液压扫描要快。专用的数字化系统往往比带有数字化测头的CMM工作得更快些。

　　采用现代电子探测系统，其CNC又具有超前处理(Look-ahcad)功能的仿形铣削，只要机床配备得当，就能提供较快的无人看管加工的极大潜力。假如具有对刀具磨损的监控、检测刀具的测头以及在刀库中有安装备用刀具的容量，那么就能在单个或多个模具安装调整后进行多个小时的无人化加工。

　　假如采用卧式加工中心，切屑能从模具型腔中更容易排除出去。将模具毛坯紧固在工作台或托盘的弯板上将会花费较多时间，但会得到不受干扰的几个小时无人看管加工要好处。

　　刀具磨削也很重要，采用CNC刀具磨床以保持刀具尺寸、几何形状以及刀刃表面粗糙度的一致性，将会进一步保证稳定的无人化加工。

　　由数字化得到的电子化数据在用于铣削模具之外，也能同时用来作为CNC铣削EDM粗、精加工用电极的NC程序，因而可以减少铣削加工与ED M之间的许多等待时间。

　　当前世界性的趋势时采用铣削将模具尽可能多地切除掉加工部份，随后用石墨电极进行EDM的粗加工，并按照需要的加工质量和模具的复杂程度用铜电极进行EDM的精加工。

　　EDM机床生产厂在EDM超精加工方面投入了许多研究开发工作，有些厂也在电解加工(ECM)的光整工序上下功夫。

　　EDM成形加工是否必须有人看管？欧洲与日本等EDM机床生产厂提供了一些智能型脉冲发生器控制系统，它能持续不断地比较与调装火花间隙和相对于电蚀表面的电蚀率。“模糊逻辑”与“专家系统”使EDM循环中存在着某些“思维”过程。用户的好处是一个操作工能同时看管5台或更多的EDM机床，一旦将EDM床调整好，不用管它，就能完成精加工和得到要求的配合精度。

　　高速铣削的主要益处在于对淬硬模具钢或铸铁模具的精加工。用高速铣削切除薄薄一层(例如切去0.3mm，这与先前加工后的粗糙度有关)能减少手工拋光的时间，有时，精铣的表面已能用于锻模与压力加工，精铣的压模经常只需在金属压延的表面上进行拋光。有些经过精铣的表面，只要其外形没有陡然变化，适宜于采用CNC拋光机。

　　在采用3轴联动或5轴转动铣削方面，用球头铣刀与成形铣刀进行3轴联动铣削时，刀具轨迹之间的尖凸和成形铣刀留下的多余材料需要手工拋光去消除；而与轴联动铣削可以应用标准铣刀，并留下较少的拋光工作量。目前流行的CAD／CAM系统大都是面向2.5与3轴编程的，但是能提供用户非常友好的5轴软件的专业软件公司在增多，价格的差距也在很快缩小。

　　那么，应该选择怎么样的5轴机床呢？以加工凹槽的拐角为例，如采用能倾斜的转台，刀具在凹槽近旁要移动一个长的路径，并留下刀具停顿的痕迹。如果采用能回转并摆动的铣头，或是能回转并倾斜的铣头，那么可以用较短的路径来完成同样的加工。分析工作轮廓外形的状态可以确定在一台5轴加工中心究竟以那个坐标轴可以倾斜为好。

　　不管加工和CAD／CAM／CAE技术如何先进，有经验的模具制造者都同意究竟如何与何时使用它们才是最重要的。在这个问题上，关键在于使手工作业减至最少，而不是需要投入多少钱。