据业内权威人士介绍,欧美、日本的汽车模具企业同中国的企业相比,模具的整体制造精度不在同一水平,并且他们用在模具制造上的时间只有中国企业的1/2或1/3,造成中国汽车模具企业的整体竞争力比欧美和日本差。
目前,缩短模具的生产周期通常采用3种办法:首先,高速铣是一个发展方向,它不仅可以提高加工的速度,而且可以在淬火后的材料上直接加工,加工后的精度和表面粗糙度都很令人满意;其次,采用先进的CAD/CAM软件来优化模具的设计和制造程序,使得加工时间缩短;最后,通过改善刀具和辅料也可以缩短模具加工周期。
以上这些新技术、新设备的应用,虽然使汽车模具制造企业的生产条件大大改善,但另一个问题却越发突出:同越来越快的加工速度相比,辅助加工时间则显得越来越长。汽车模具生产企业在生产中就经常会遇到以下问题:
● 在每道工序开始之前,必须先找正模具或电极,这样就浪费了大量的时间,导致机床停机等待时间很长,设备利用率很低;
● 模具或电极找正过程中的人为误差无法消除,直接影响模具的整体加工精度,尽管设备精度很好,但加工后的模具精度却并不高;
● 为了避免人为找正的误差影响精加工精度,往往在粗加工时留给精加工的余量很大,导致精加工的时间很长,这也是影响模具加工周期的主要原因之一;
● 由于设备利用率低,为了提高产量,企业的普遍做法是增加设备数量,其结果往往是设备的成本提高了,可模具的产量仍然不能满足日益增长的市场需求。
究竟是什么原因导致了上述问题呢?让我们先来看看机床工作台的形式,就会知道问题所在。
通常,各种机床工作台上只有Z向的定位基准(即在工作台上,表面只具有1R),而在X、Y两个方向上,则没有定位基准(缺少2R)。操作者花费大量的时间来找正模具或电极,其目的就是为了建立机床和模具之间的基准(确定3R),而且每换装一次模具或电极,就要找正一次,由此可以看出:机床工作台和模具之间缺少三向定位基准(缺少3R)是导致上述问题的主要原因。自T型槽式工作台被广泛使用以来,这个问题一直没有得到很好的解决。nextpage
为了解决这个问题,瑞典System3R公司提出了“1分钟换装”的加工新策略。所谓的“1分钟换装”,就是在所有的机床工作台和模具(或电极)之间,建立统一的、固定的、而且是已知的三向定位基准系统——3R基准系统。机床和模具上有了3R基准系统,两者之间就有了固定的联系,使模具或电极在机床上的安装一扣即合,无需打表找正,即可开始加工。
应该说,“1分钟换装”是一种全新的模具加工工艺策略,它要求在模具加工的全过程中使用3R基准系统,以使各种不同机床和不同模具之间的接口完全统一。3R基准系统同时提供2μm以内的重复定位精度,这样,无论谁来操作,也不管换装多少次,模具或电极在机床上的安装位置始终不变。
可以想象,如果每次模具或电极的安装定位都是一丝不差,我们完全可以在不打表、不找正的情况下立即开始生产,并可利用平时的辅助加工时间来进行生产,这样可以大大提高设备的利用率,从而大大缩短模具的生产周期。
现在来举例说明这个问题。以电火花机床为例,每小时的工时费100~150元。如果企业有10台机床,每天每台机床找正10次,每次找正时间是20min,每年工作300天,以此计算,每年浪费的时间是:
10台机床×10次找正×20分钟/次×300天=10000h
每年由此减少收入:10000h×100元(或150元)=100~150万元
瑞典System 3R公司提出的“一分钟换装”加工新概念不仅可以变大量辅助加工时间为有效加工时间,而且能从工艺角度提高加工效率,那就是减少精加工余量。传统的加工工艺中,考虑到材料加工过程中的变形以及精加工前的人为找正误差等因素,对精加工的留量一般较大。由于精加工去除量小,加工时间长,如果余量过大,则精加工时间就会成倍增加。有了3R定位基准后,避免了人为的找正误差,因此可以将精加工留量控制在很小的范围内,大大减少了精加工时间。
上述过程仅仅是利用3R来提高生产率的第一步,在提高模具的整体加工效率方面,3R基准系统还有很多潜力可挖。


