一、現(xiàn)狀

　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量繼續(xù)增長。近年來，模具工業(yè)向來以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制作成分也發(fā)生了重大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資跟私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波跟黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng);廣東一些大集團(tuán)公司跟迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建設(shè)了自己的模具制造中心;中外合資跟外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。

　　隨著跟國際接軌的腳步繼續(xù)加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本跟新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在非常大程度上決定企業(yè)的生存空間。

　　近年不少模具企業(yè)擴(kuò)大了使用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始運(yùn)用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris跟MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)使用于沖壓模的設(shè)計中。

　　以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已獲得非常大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，不少研究機(jī)構(gòu)跟大專院校展開模具技術(shù)的研究跟開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)角度獲得了明顯進(jìn)步;在提升模具質(zhì)量跟縮短模具設(shè)計制造周期等角度做出了貢獻(xiàn)。

　　例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具跟級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模跟精沖研究中心開發(fā)的冷沖模跟精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)具有很多的用戶。

　　雖然我國模具工業(yè)在過去十多年中獲得了令人搶眼的發(fā)展，但不少角度跟工業(yè)發(fā)達(dá)國家比較仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的份額相比低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;不少先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜跟長壽命模具依賴進(jìn)口。

　　二、將來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展發(fā)展動向

　　模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)這個為適應(yīng)模具產(chǎn)品交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價格低的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：

　　全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展跟進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將擴(kuò)大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)跟技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步加大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)跟網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，完成技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。

　　高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提升了加工效率，并可取得極高的表面光潔度。別的，還可加工高硬度模塊，還擁有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。當(dāng)下它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。

　　模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)跟模具掃描系統(tǒng)給予了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，完成快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不一樣數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不一樣格式的CAD數(shù)據(jù)，使用于模具制造業(yè)的逆向工程。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在十五期間將發(fā)揮更大的作用。

　　電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種取代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工，所以不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的巨大發(fā)展。國外已有運(yùn)用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。

　　提升模具標(biāo)準(zhǔn)化程度中國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在繼續(xù)提升，預(yù)估當(dāng)下中國模具標(biāo)準(zhǔn)件運(yùn)用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。

　　優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材跟應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提升模具的壽命就顯得非常必要。模具熱處理跟表面處理是否能充足發(fā)揮模具鋼材料性能的核心環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采納真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)。

　　模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具運(yùn)用壽命、制件外觀質(zhì)量等角度均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨跟拋光方法取代現(xiàn)有手工操作，以提升模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展發(fā)展動向。

　　模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是中國長遠(yuǎn)發(fā)展的目的。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。

　　CNC雕刻機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展上從近日的一兩年才有較大的發(fā)展，相關(guān)加工廠跟運(yùn)用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向，這也是身為雕銑機(jī)主機(jī)生產(chǎn)廠一點也不敢松懈的真正原因所在。

　　作為用戶當(dāng)然要選合適的設(shè)備，要是選型不當(dāng)，不只不能賺錢反而令陷入為機(jī)器打工的苦澀局面。那么什么樣的機(jī)床才是好機(jī)床?

　　我們認(rèn)為好機(jī)床的定義是這樣的：

　　可以在短期內(nèi)收回投資的機(jī)床才是好機(jī)床。

　　數(shù)控機(jī)床的設(shè)計運(yùn)用壽命一般為7年，主假如數(shù)控角度的運(yùn)用壽命為準(zhǔn)，這樣花錢跟掙錢的比例關(guān)系將直接影響您的生意，因此仔細(xì)分析功能進(jìn)行選型是有效投資 的必要條件。

　　在國外很早就有雕銑機(jī)的名詞，嚴(yán)格地講雕是銑的一部分，是購買雕刻機(jī)還是購買數(shù)控銑式加工中心是經(jīng)常要問自己的問題。別的，還有當(dāng)下盛行的高速切削機(jī)床。還是讓我們首先搞清楚三個機(jī)型區(qū)別：

　　1、數(shù)控銑跟加工中心使用于實現(xiàn)較大銑削量的工件的加工設(shè)備2、數(shù)控雕銑機(jī)使用于實現(xiàn)較小銑削量，或軟金屬的加工設(shè)備3、高速切削機(jī)床使用于實現(xiàn)中等銑削量，而且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備

　　深入分析上述設(shè)備的結(jié)構(gòu)能夠幫我們做出正確的選擇

　　一、從機(jī)械方面

　　機(jī)床的機(jī)械分為兩個部分，移動部分跟不移動部分：工作臺，滑板，十字花臺等為移動部分，床座，立柱等為非移動部分

　　1、數(shù)控銑加工中心：

　　非移動部分鋼性要求十分好移動部分鋼性要求十分好優(yōu)點：能進(jìn)行重切削;缺點：因為移動部分同樣龐大，犧牲了機(jī)床靈活性，對于細(xì)小的部分跟快速進(jìn)給無能為力。

　　2、數(shù)控雕銑機(jī)

　　非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下，盡可能的輕一些，同時持續(xù)一定的鋼性。優(yōu)點：可進(jìn)行相比細(xì)小的加工，加工精度高。對于軟金屬可進(jìn)行高速加工;缺點：因為鋼性差因此不得能進(jìn)行重切削。

　　3、高速切削機(jī)床

　　非移動部分鋼性要求十分好移動部分鋼性要求相比好，并且盡可能的輕巧。優(yōu)點：能進(jìn)行中小量的切削深切深度以0.75為好);缺點：正確運(yùn)用下能發(fā)揮高效，低成本，使打磨量變?yōu)闃O少。不正確運(yùn)用，立刻就會使刀具的廢品堆積如山。

　　怎么樣從機(jī)械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求，核心在于機(jī)械結(jié)構(gòu)上的功夫。

　　1、床體采納高低筋配合的網(wǎng)狀架構(gòu)，有的直接采納蜂巢的相接的內(nèi)六角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)2、超寬的立柱跟橫梁，大家明白龍門式的結(jié)構(gòu)因為其極好的對稱性跟極佳的鋼性被高速切削設(shè)備廠家向來做為首選結(jié)構(gòu)。3、對于移動部分有跟數(shù)控銑明顯的不一樣之處是加寬了不少導(dǎo)軌跟導(dǎo)軌之間的距離，以克服不良力矩的問題。4、從材料上講一般采納了米漢那鑄鐵，也就是孕育鑄鐵，在澆注鐵水時加入一定比例的硅從而改變了鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使之更加耐沖壓，剛性上有明顯提升。5、機(jī)床的剛性主要使用于克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強(qiáng)大沖擊，因此導(dǎo)軌、絲桿要求粗一些，以及加強(qiáng)連接部分剛性

　　二、從數(shù)控方面分析

　　1、數(shù)控銑加工中心對數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般，主軸轉(zhuǎn)速0~8000RPM左右2、雕銑機(jī)要求高速的數(shù)控系統(tǒng)，主軸轉(zhuǎn)速3000~30000RPM左右3、高速切削機(jī)床要求高速的數(shù)控系統(tǒng)以及極好的伺服電機(jī)特性，主軸轉(zhuǎn)速1500~30000RPM左右

　　三、編程軟件上分析

　　從軟件的方面上講，數(shù)控銑加工中心，高速切削機(jī)床雕銑機(jī)都能夠運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM軟件如：MasterCamCimatronPEUG等。

　　銑床通常以為Cimatron刀路較好一點，新版的軟件充足考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性，尤其是刀進(jìn)軍走出工作的一刻的速度跟圓滑性，以及在拐點的和隨差算法問題，使結(jié)果跟設(shè)計圖形更加貼進(jìn)，CAD部分剛大量采納直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉(zhuǎn)入CAM軟件進(jìn)行加工。

　　可是不用憂心，CAD/CAM的發(fā)展速度遠(yuǎn)勝于機(jī)床的CNC的發(fā)展速度。

　　雕刻加工因其刀具的特別性的有相當(dāng)?shù)募?xì)小的方面控制，用TYPE3為好。

　　四、--刀庫自動換刀跟全自動對刀要求

　　加工中心是一個體面的名詞，但我覺得對刀庫的要求一定要結(jié)合實際。

　　加工中心是為了實現(xiàn)多種工序于自動狀態(tài)的數(shù)控設(shè)備，主假如對于一些固定的大批量的生產(chǎn)作業(yè)，要是我們加工一個不少孔、牙的箱體，并且要天天做沒差多少的那就一定選加工中心，對于模具行業(yè)跟小批量生產(chǎn)單位千萬不要動不動就上加工中心，由于見過太多的廠家買加工中心，當(dāng)數(shù)控銑來運(yùn)用，運(yùn)用刀庫對數(shù)控系統(tǒng)的成本上來講很簡單，但主軸跟刀庫、空壓機(jī)以及各種刀柄等會增加成本，因此對于一臺設(shè)備的差價大于10萬元人民幣，并且編程人員要頭腦清醒。不然悲劇就會發(fā)生，問題也相對增多了很多。效率上怎么樣，對于生產(chǎn)量同一品種不到一、二百個的工件盡量不要運(yùn)用加工中心，效率太低。

　　有什么好辦法提升效率，不運(yùn)用刀庫，又不會造成人為的換刀誤差，惟獨全自動對刀系統(tǒng)，刀往上一裝，一個按鈕，機(jī)床自動對刀，直接加工，誤差在0.001~.0003μm內(nèi),跟自動換時間來比,慢不了一點效率。要是是加工中心又無自動對刀裝置機(jī)床跟不帶刀庫，可是自動對刀的機(jī)床比較，實踐中的效率后者遠(yuǎn)高于前者。又好請您注意自動對刀儀的最好品牌的價格如可是一萬元左右，并且不太可能損壞，如此分析對于勞動力大把的國內(nèi)模具加工，以及小批量工業(yè)零件的加工要是充足考慮資金的利用價值一定不應(yīng)采納加工中心設(shè)備，別的，國內(nèi)廠家的刀庫基本上還不少問題。進(jìn)口的也相當(dāng)貴。。

　　五、高速切削設(shè)備的看法

　　精明的加工商一定會大量時間考慮機(jī)床的準(zhǔn)備時間跟人員的人為因素所造成的損失，我們永遠(yuǎn)記住不用在這角度提醒他們。而我們這個做的是怎么樣從機(jī)床的加工時間上來給他們更高的加工效率，以及進(jìn)可能的降低他們的打磨時間。甚至零打磨。高速切削設(shè)備的閃亮登場是讓加工商砰然心動的事件。先不要考慮其昂貴的造價，單從運(yùn)用上講我認(rèn)為一定是那句老話：它對有些人來講是一塊香香的肉，對別的一些人來講是劇毒的毒藥，日本人以及歐洲人不遺余力的宣傳高速切削的好處而讓人采納他們的設(shè)備。當(dāng)然有些不實用的做法。在數(shù)控機(jī)床行業(yè)8年內(nèi)實戰(zhàn)經(jīng)驗告訴我他們的成本應(yīng)在60~70萬左右。如此之高的利潤率是讓我看到了他們的本質(zhì)。國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床的毛利應(yīng)為之間。這是合理的，正直的利潤。要是您愿意維護(hù)他們高利潤我想在一模一樣時間就不得能掙越來越多的錢。更要考慮到售后服務(wù)等等。我不敢相信他們的服務(wù)能夠在1~2天內(nèi)解決所有的問題。由于我們現(xiàn)有的科技還不能完成"固體傳真"。

　　從振興民族工業(yè)的方面上看應(yīng)這個支持國內(nèi)機(jī)床廠的發(fā)展。高速切削的本質(zhì)是把刀具的行走的長度在短時間內(nèi)走完。大家明白

　　距離=速度×?xí)r間

　　刀具的介紹已經(jīng)固定國切削的方式?jīng)Q定長了就意味著無利可圖提升速度就等于把時間縮短。

　　高速切削因目前的機(jī)床本身的主軸跟采納的刀具的限制決定了它不得能是一定好，當(dāng)下國外通用的做法是第一臺設(shè)備不采納高速切削，而第二臺或第三臺則可考慮這種設(shè)備。

　　成功的做法例如：

　　1臺仿形銑把大部分切削量實現(xiàn)而剩于2~3mm的加工余量，把剩余的切削量在高速機(jī)床上快速實現(xiàn)，這樣做有不少好處：

　　1)重切削機(jī)床不少，加工費(fèi)很低2)加工量大，精度要求不高極易達(dá)到3)刀具低廉4)轉(zhuǎn)入高速切削后，由于加工對象已接近成形，因此第一刀的切削量很均勻5)成形快速準(zhǔn)確6)免太多打磨，配合尺寸精確7)刀具雖貴，但時間短，切削量不大，性能價格比率非常好8)不少細(xì)微之處，如小方面導(dǎo)度等，細(xì)致加工一次實現(xiàn)而不用電火花幫快，9)極好的表面光潔度

　　如此看來，設(shè)備的協(xié)調(diào)本是取勝之道，由于它的剩余量有2~3個mm因此在工作臺上XY上做兩個校準(zhǔn)G54的檔板就實現(xiàn)工件裝夾的問題，而對于切削量不大的工件則直接在高速機(jī)床實現(xiàn)了。

　　六、還有一個問題要討論是主軸的問題

　　對于數(shù)控銑跟加工中心由于要求低轉(zhuǎn)速大扭據(jù)，因此一定需要主軸變速箱來的降速比來提高扭力的轉(zhuǎn)速低而精度差是不得避免的，因此不大可能用小半徑刀具。對于雕銑機(jī)來說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作，回轉(zhuǎn)精度一般2個μ左右，不然斷刀現(xiàn)象全很嚴(yán)峻，因此一定要用電主軸，即電機(jī)跟主軸是一體的。對于高速切削設(shè)備來講，要求內(nèi)藏式電主軸，并且在低轉(zhuǎn)速時也要用一定的扭矩要有油水冷卻機(jī)來持續(xù)主軸工作溫度恒定主軸功率要在7.5~8KW以上,轉(zhuǎn)速要超過25000RPM。 

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