我國模具產(chǎn)業(yè)向高速化挺進(jìn)

  
    我們切身感受到了來自市場(chǎng)的變化。這種變化不僅迫使模具制造商不得不采用更新更好的裝備，以面對(duì)市場(chǎng)的壓力，同時(shí)也為模具加工設(shè)備制造商提供了充分的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。 
　　我們看到許多展商推出了針對(duì)塑料模具的加工設(shè)備與技術(shù)，這種情況與目前中國市場(chǎng)的實(shí)際情況相吻合。在我國，沖模、塑料模、壓鑄模的總和一般占模具總量的80%左右，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其他模具，它們?cè)谀＞呖偭恐械谋壤龑⒅鸩皆龃蟆?nbsp;
　　塑料主要應(yīng)用于汽車、摩托車、家電、電子及通信、建材、塑料制品等行業(yè)，這些行業(yè)對(duì)模具的普遍要求是產(chǎn)品更新、快、制作周期短、精密、壽命低。山崎馬扎克科技(上海)有限公司總經(jīng)理松樹茂弘先生指出：“由于市場(chǎng)變化越來越快，交貨期越來越短，相應(yīng)的模具壽命在減短，并且價(jià)格也越來越便宜。這是一種市場(chǎng)現(xiàn)狀，日本是這樣的，在中國目前也是這樣的。” 
　　為了順應(yīng)這種市場(chǎng)潮流，模具制造設(shè)備及技術(shù)在各個(gè)方面都在提速，包括加工中心、CAM、EDM、測(cè)量以及刀具等。這是本屆展會(huì)的一大特點(diǎn)；另外一個(gè)特點(diǎn)是，個(gè)別廠商還能提供模具加工的完整解決方案。
　　切削速度越來越快 
　　瑞士米克朗公司此次在中國市場(chǎng)推出了HSM800產(chǎn)品，其*高轉(zhuǎn)速可達(dá)到60000r/min，曾在2001年EMO展中展出。該機(jī)床*大的特點(diǎn)是帶有7個(gè)可交換的工作臺(tái)裝置，托盤上可以放7個(gè)不同的工件進(jìn)行加工。完全集成的自動(dòng)工件托盤交換系統(tǒng)為高速銑削建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)托盤交換系統(tǒng)無需另外的控制裝置，如同換刀裝置一樣，在機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)上直接進(jìn)行編程，真正實(shí)現(xiàn)了24h連續(xù)加工。 
　　米克朗公司中國區(qū)總經(jīng)理陳民先生介紹說：“這是米克朗推出的新概念，它使模具由單件生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)。它不僅僅是高速銑，而且是無人化的高速銑”。 
　　馬扎克公司在展會(huì)上展出了一種SMM2500機(jī)床，其主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到25000r/min，快速進(jìn)給50m/min，加速度0.7g，換刀時(shí)間0.8s。這種高性能高精度的立式加工中心是專為加工精密模具而設(shè)計(jì)的。 
　　山崎馬扎克科技(上海)有限公司總經(jīng)理松村茂弘先生在介紹該機(jī)床的特點(diǎn)時(shí)指出：“馬扎克在模具加工方面的理念是用高速、高精度、精密的機(jī)床盡快實(shí)現(xiàn)客戶的加工目的，并且有很好的表面質(zhì)量。其機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)一次性加工就達(dá)到很高的加工精度，而不再需要后續(xù)的加工工序。” 
　　由于在機(jī)床上采用了熱變形控制，輪廓測(cè)量，人機(jī)對(duì)話式CNC及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為加工高精度模具奠定了基礎(chǔ)。 
　　DMG公司此次推出了7臺(tái)機(jī)床，其中包括在去年EMO展展出的DMU60L激光銑。這種機(jī)床將高速銑與激光加工融為一體，直接對(duì)工件進(jìn)行加工而無需電腐蝕工藝；由于采用激光代替刀具加工，減少了銑刀的高昂成本。DMU60L的高速銑頭轉(zhuǎn)速為42000r/min，可完成極高精度的銑削加工。無需二次裝夾，激光頭可繼續(xù)完成精加工，節(jié)省了加工時(shí)間。
    德馬吉(中國)有限公司總經(jīng)理韓海先生特別指出：“我們?yōu)樗�配備了全新的LaserSoft 3D控制軟件，使得這種復(fù)合加工效率更高。它能準(zhǔn)確測(cè)量出銑刀沒加工的剩余尺寸，然后采用激光進(jìn)行加工。” 
　　德馬吉公司這次還展出了另外一臺(tái)令人矚目的機(jī)床─DMC165V Linear，采用高動(dòng)態(tài)性能的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行5面/5軸聯(lián)動(dòng)加工；集兩種機(jī)床的功能于一身，同時(shí)完成大切削量的粗加工和高動(dòng)態(tài)性能要求的精加工。 
　　V77是收野公司*新型的高精度、高速度、高性能立式加工中心，專為大中型高精密模具制造設(shè)計(jì)的。其臺(tái)面*大載荷為2.5t，臺(tái)面移動(dòng)方向的Y軸采用雙絲杠結(jié)構(gòu)，保證了承受大載荷時(shí)的高精度。V77不僅具有和V33、V55同樣的高精度，而且同樣保留了牧野機(jī)床節(jié)約空間和能源的高品質(zhì)。它采用了先進(jìn)的溫度控制技術(shù)來提高精度，如牧野專利的主軸中心冷卻系統(tǒng)，以及軸承內(nèi)部的潤滑系統(tǒng)使主軸的扭矩降到了*小。在采用BT40主軸時(shí)，*大轉(zhuǎn)速為20000r/min；采用BT50主軸時(shí)，*大轉(zhuǎn)速為12000r/min。20m/min的快速移動(dòng)臺(tái)面能夠裝夾1400mm×700mm×550mm的*大工件。 
　　牧野(上海)公司總經(jīng)理陳佩燁女士說：‘隨著模具工業(yè)的發(fā)展，人們希望通過高精度數(shù)控加工中心加工性能的提高來代替或減少對(duì)放電加工的依賴。在實(shí)際加工中，V77能做出高精度、表面質(zhì)量好的復(fù)雜模具。” 
　　日本津上公司這次推出的VMA4/VMT4立式加工中心是*亮相，*高轉(zhuǎn)速10000r/min，工作臺(tái)尺寸420mm×800mm，主要加工小型零件。VMA4/VMT4由于在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新，采取了工作臺(tái)Y方向移動(dòng)，主軸X、Z方向移動(dòng)的方式，因此可以將床身的體積縮小，重復(fù)定位精度可達(dá)3µm。 
　　津上公司貿(mào)易課銷售經(jīng)理芹川利博先生介紹說：“VMA4/VMT4立式加工中心在原有功能不變的情況下，將機(jī)床的體積縮小，這一方法的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)橹鬏S和床身采用了特殊技術(shù)。” 
　　斯來福臨集團(tuán)這次展示了為模具工業(yè)提供的全套平面和成形磨床以及高速和緩進(jìn)給磨削方案。其下屬的德國JUNG公司推出的JUNG JE525*平面磨床具有很大的特點(diǎn)。通過采用*新開發(fā)的“Easy-control”控制系統(tǒng)，JUNG公司將數(shù)控理念成功地應(yīng)用到半自動(dòng)機(jī)型上。該機(jī)型控制系統(tǒng)運(yùn)用帶注解的圖形符號(hào)進(jìn)行編程，使語言不再成為機(jī)床操作的障礙。借助符合人體工程學(xué)的控制面版，在該機(jī)型上可以簡(jiǎn)便快捷地設(shè)定磨削加工參數(shù)。這款新型的JE系列磨床能夠配裝多種可手動(dòng)或數(shù)控的砂輪修整器。 
　　EDM也走向高速化 
　　自從近年來HSM進(jìn)入模具加工領(lǐng)域后，EDM在模具加工領(lǐng)域的地位受到了*的挑戰(zhàn)。如何提高加工速度和精度，保護(hù)好原有的領(lǐng)地，這是EDM供應(yīng)商需要解決的問題。 
　　SODICK公司1999年推出的AQ系列直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電火花加工機(jī)床一直倍受矚目，在本次展會(huì)上仍是一大亮點(diǎn)。 
　　由于有1g的加速度，加速到*高速度時(shí)產(chǎn)生抽吸作用，使存在于電極與工件之間的加工屑、焦亞油以及廢氣等有效地排出，從而實(shí)現(xiàn)了無沖液深加工，并獲得了穩(wěn)定的放電間隙，避免因二次放電引起的電極異常損耗，延長(zhǎng)了電極的壽命。 
　　直線電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)方式，可及時(shí)準(zhǔn)確地跟蹤控制系統(tǒng)發(fā)出的實(shí)時(shí)指令，因?yàn)椴淮嬖谙笠酝�的間接驅(qū)動(dòng)方式那樣，在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)所產(chǎn)生的損失，實(shí)現(xiàn)了高響應(yīng)性和準(zhǔn)確性的位置控制。由于高響應(yīng)性伺服產(chǎn)生的良好跟蹤性在微細(xì)加工中也能把深度誤差控制在限度內(nèi)，從而達(dá)到高速、高精度加工。 
　　SODICK機(jī)電公司上海事物所所長(zhǎng)程燁先生指出：“沒有機(jī)械間隙是機(jī)床向納米級(jí)加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。對(duì)于絲杠傳動(dòng)由于存在著反向間隙，會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)µ的系統(tǒng)誤差，因而要使加工精度達(dá)到2µ就非常困難，而直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)則很容易達(dá)到1µ”。 
　　三菱公司在本屆展會(huì)上推出了一種未來型EDM機(jī)床─FA20，由于采用了第二代先進(jìn)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高速、精密和操作簡(jiǎn)單的加工。這種機(jī)床的加工電源控制(PM)改進(jìn)了沖水壓力和流量的傳感靈敏度，在良好的沖水條件下能使加工速度提高50%。 
　　這種機(jī)床配備了一種新型自動(dòng)穿絲系統(tǒng)(AT)，只需要 10s的穿絲時(shí)間。新型光學(xué)傳感器和快速試穿功能的結(jié)合建立了可靠的AT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的無人操作。與過去的AWF裝置相比，小起始孔的穿絲時(shí)間可縮短50%，多孔加工和通孔形凹模加工的效率大大提高。 
　　AE3-HS無電解脈沖電源配有三菱特殊開發(fā)的高速回路(HS)，能夠達(dá)到*高的加工速度325mm²/min。在高速粗加工中，斷絲的可能性降到*低水平。
 　　菱電自動(dòng)化有限公司機(jī)電一體化部門*經(jīng)理Fumio Tomizawa先生說：“只有當(dāng)操作既簡(jiǎn)單又方便時(shí)，才能令高速及高精度加工生產(chǎn)成為工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)。三菱第二代控制技術(shù)對(duì)于各種復(fù)雜形狀加工很容易提供*佳的加工條件，包括復(fù)雜幾何形狀、困難的角部加工和各種噴水條件。” 
　　高速加工的軟件 
　　高速加工(HSM)隨著高速加工設(shè)備的成熟與推廣，高水平硬質(zhì)合金涂層刀具的廣泛應(yīng)用不斷發(fā)展，高速加工工藝也日益成熟。目前�我国衷溹模具制造企业已经开始着手引进高速加工设庇嚢相关工具与软件系统，并把高速加工茧H醯撓τ玫弊髕笠導(dǎo)際醺腦斕鬧匾�闹R蕁?nbsp;
　　高速加工作為綜合性的制造技術(shù)，涉及到設(shè)備、刀具、材料、工藝等各個(gè)方面。CAM作為制造技術(shù)的核心技術(shù)之一，直接決定整個(gè)制造過程的實(shí)現(xiàn)，所以高速加工對(duì)CAM系統(tǒng)必然提出特殊要求。 
　　Delcam公司在這次展會(huì)上展示了高速加工專用 CAM系統(tǒng) PowerMILL。這套軟件具有非常快的編程計(jì)算速度，比一般的編程處理速度快50%～80%。 
　　傳統(tǒng)CAM系統(tǒng)一般都是面向局部的加工方式，靠操作者指定過切控制面或形體，采用人工或半自動(dòng)的方式防過切處理。PowerMILL采用面向整體模型的、面向工藝驅(qū)動(dòng)的新的編程方式，從根本上杜絕了過切的可能性。 
　　高速加工作為數(shù)控加工的特種形式，因?yàn)榍邢鬟M(jìn)結(jié)的高速運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)刀路運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性比傳統(tǒng)的數(shù)控加工提出了更高的要求。PowerMILL采用光順的下刀、進(jìn)刀及退刀形式，對(duì)刀路進(jìn)行自動(dòng)光順處理，進(jìn)給速度優(yōu)化處理，NURBS編程等，對(duì)刀路進(jìn)行光順及平穩(wěn)性處理。 
　　用戶只需指定欲加工的零件，設(shè)定毛坯及材料需要的加工設(shè)備，PowerMILL自動(dòng)選定刀具、加工工藝，包括*合理的主軸速度過給量，自動(dòng)生成各道加工指令，并可確保程序的安全無過切，程序完全可以在無人監(jiān)控的情況下自動(dòng)運(yùn)行。 
　　美國CGTech公司展出的VERICUT軟件(仿真軟件)使用G代碼和CAM輸出數(shù)據(jù)模擬NC加工過程，能自動(dòng)檢測(cè)出導(dǎo)致零件、夾具和切削刀具損害或機(jī)床碰撞的刀具路徑錯(cuò)誤。VERICUT可避免擦傷、快進(jìn)錯(cuò)誤、碰撞、進(jìn)給率不適當(dāng)、過早出現(xiàn)刀具磨損等問題。 
　　VERICUT的優(yōu)化模塊可使高速加工過程受益。在高速加工時(shí)，刀具切入材料的方式至關(guān)重要。送給率太低會(huì)產(chǎn)生磕碰聲、振動(dòng)和工件硬化。這將導(dǎo)致表面質(zhì)量降低，刀具過早損害。切削抗力過高會(huì)造成切削壓力過大及不良的切削條件，從而引起刀具、主軸、夾具或機(jī)床的損害。調(diào)節(jié)進(jìn)給率以保持穩(wěn)定的切削抗力或體積切削率，將有助于減少上述問題的出現(xiàn)。 
　　模具加工走向高速化已是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。值得注意的是，高速化不僅僅單指硬件設(shè)備的高速化，軟件的配合才是至關(guān)重要的。如果忽視了這一點(diǎn)，高速化將只是一個(gè)花架子。我們希望機(jī)床制造商在向用戶提供高速加工機(jī)床的同時(shí)，也要提供加工工藝的完整解決方案。