您是否还在努力奋斗，决心购置一台新型石墨铣床或一台新型硬质材料的铣削加工机床？在某些情况下，采用硬态铣削加工可削减75%的加工时间和费用，但硬态铣削并不适合于所有材料的加工。最理想的情况是采用一台同时能满足两种加工要求的机床。
在同一台机床上铣削加工石墨电极或硬质钢材制成的插件功能可以提供更大的灵活性。但机床必须能同时很好地满足这两项要求，不需要较长的时间清理或更换工件，只有这样才比较切合实际需要。
ADC公司（位于明尼苏达州的Minneapolis市）是一家世界级的通信连接设施制造商，提供现场使用的铜质和光学纤维线缆器材。模具制造工人Bryan Karst先生说：“我们需要一台新型石墨铣床，希望在我们现有的铣床加工设备的基础之上，将电极之间的公差保持在0.0015in（1in=25.4mm，下同）范围内。这样就使EDM操作人员的工作负荷加倍，以检查和调节EDM机床在烧蚀调试时的每个‘步骤’。”
美国的模具制造商面临着来自全球竞争的各种挑战，ADC公司也不例外。尽管模具制造部门热衷于相互合作，但对于ADC公司的模具制造业务来说，他们仍然需要与该行业的其他公司竞争。Karst先生说：“我们的客户和我们自己的工程设计部门都在推动我们降低成本和加速业务的转向。”
供应商的解决方案
Karst先生回忆说：“在检查了我们的几台通用和高端石墨铣床以后，一家当地的机械经销商All Tech Machinery and Supply公司向我们推荐了一种由Creative Evolution公司提供的创新型机床。该公司的销售员说，他们推荐的这种新型机床能够切削加工碳钢和硬质钢材，并希望通过加工我们的试切削件进行演示。我们向Crative公司提交了试件的电子模型和刀具加工路径。早先，我们曾在自己的加工设备上对这个试件进行硬态试铣削加工。而Creative Evolution公司则采用Graphic Products North America公司的CAM-TOOL软件，对这个零件做了切削试验，并且在1~2周内就获得了试验成果。最初，他们向我们提供了试切削的视频录像。当我们亲自到他们车间参观并了解第一手的铣削加工情况时，我们看到Creative Evolution公司加工这个零件要比我们在其他机床上看到的还要顺利，加工后的零件外观十分完美。Creative Evolution公司采用HSD-500型机床和CAM-TOOL软件，对模具插件进行了硬态铣削加工（见图1），其结果是切削时间只相当于我们加工同样插件所需时间的50%。”
图1 采用Creative Evolution HSD-500型机床和CAM-TOOL软件，
以硬态方式铣削插件比以常态方式铣削同样插件可减少50%的时间
Karst先生补充说：“我们有几个人参加了MoldMaking Expo 2007模具制造技术展览会，这对我们来说是一个极好的机会，可以在短期内收集更多的信息。与IMTS国际机床展览会或其他的贸易展览会相比，这是一个很小的展会，但我们还是学到了不少东西。整个展会集中展示了我们特别需要的模具制造知识，因此我们没有浪费任何时间就找到了适用的东西。我们参加了几场优秀的技术讲座。我们确信Creative Evolution公司的加工方法是非常适用的，与采用EDM工艺相比能够加工出更好的产品，而且加工时间可以缩短。我们需要购置一台新的电极铣床，也希望采用硬态铣削加工。可惜我们的预算已经非常紧张了。”
1.从机床角度考虑
设备选购组组长Jeff Kes先生解释说：“我们成立了一个设备选购小组。同其他公司一样我们首先需要筹措资金。Creative Evolution公司建议我们购买HSD-500型高速加工中心，并提出了一个适合于我们需要和预算的方案，其费用相当于其他机床的60%，但却具有同等的生产能力。于是我们拜访了Creative Evolution公司的客户，并参观考察了很多客户的机床加工设备。每家客户的建议都给我们留下了深刻的印象。”
Kes先生继续说：“在我们评价的过程中，机床主轴是一个关键的因素。在整个机床选购过程中，我们需要将最好的机床主轴更换。维修转速达20000r/min的主轴，其标价为20000美元，这需要非常谨慎的行动。我们研究了具有竞争力的相关机床，发现不同的机床高速主轴的维修费用可达30000美元，甚至更多。我们了解到Creative Evolution公司有可供互换的先进主轴，而且只按照维修操作收取费用，一般大约为4500美元，相当于其他公司的一小部分。”
Creative Evolution HSD-500型机床是一台HSM高速加工中心，其行程范围为20in×16in×16in，刀库有16个刀位，主轴转速达30000r/min。标准的石墨保护装置包括封闭的刀具库、密封导轨护套和附加的滚珠丝杠伸缩护套。Schneeberger辊子导轨和精密丝杠的压力油润滑系统可以不断地冲洗污垢和更新润滑油（见图2）。
图2 Creative Evolution HSD-500型加工中心nextpage
集尘系统是机床系统中的一个关键元件。Creative Evolution公司的Torit集尘器可以大量地吸收碳成分，机床是否能够成功地铣削加工石墨电极和硬质钢材，是一个十分关键的因素。
Karst先生解释说：“一台清洁的机床和干净的环境对员工的身体健康有极大的好处。当你在干净清洁的环境中工作时，想要达到0.001in的公差尺寸的是比较容易的事情。这台加工设备也确实非常安静，噪声较低。”
Creative Evolution CNC从1993年引进以来，就一直以其高性能铣削加工能力而闻名。Creative Evolution公司于2001年引进了全套加工中心设备。Creative Evolution公司的副总裁Todd Schuett先生说：“多年来，我们良好的机床性能证明，我们的机床控制系统和加工能力改变了客户的竞争能力。我们的设备在提高性能的同时，帮助他们降低了投资费用，并使客户每小时的生产成本降低，帮助客户提高利润，并且使他们能够积累更多的资金，完成进一步的投资。”
Creative Evolution公司声称，他们的价格优势和优良的服务能力来自其认真的工作和不懈的努力。Schuett先生说：“从一开始，Creative Evolution CNC就计划尽可能多地采用普通的PC机技术，以减少机床的维护工作。通过控制系统的特点和服务文件帮助客户增强力量，以提高自助服务能力。”
另一个特点是控制系统的更新能力。我们1993年引进的控制系统仍然能运行今天的软件，并能以一个合理的价位，将其完全更新升级至Creative Evolution CNC的最新功能。最新的技术总是具有它先进的一面，但当其价格太过昂贵时，将会限制公司的投资平衡，甚至危及公司正常的财务状况。在这个瞬息万变的世界中，我们的客户要能够以低得多的投资和较少的风险来保持最新的技术水平，只有这样才能使他们保持一个明显的竞争优势。”
2.购置设备，获得回报
机床选购小组决定购置Creative Evolution HSD-500型加工中心，最后签订了购买合同。几天之后，ADC公司的HSD-500新型机床开始安装调试，包括硬质钢材的试切削，以展示其工作性能。Karst先生说：“经过一个星期的安装调试以后，我们终于获得了我们需要的更快速和更精确的石墨铣床，我们证明了我们在铣削硬质钢材插件方面所具有的新加工能力。”
安装包括机床的调试、现场的激光较准和现场技术培训。培训时采用ADC公司自己的试件切削加工，为石墨和硬态铣削加工的最新技术培训奠定了一个理想的学习基础。
这些结果肯定了选购小组所作决策的正确性。Karst先生报告称，现在ADC公司能以节约60%~70%的时间精确地切削加工电极，而且所需的手工作业时间极少。现在他们能够铣削加工电极的微小细节，如厚度仅为0.002in的加强筋（见图3）。
图3 现在ADC公司能铣削加工电极的微小细节，如厚度仅为0.002in的加强筋
选用硬态铣削加工方法只需目前加工时间的1/4左右。Karst先生解释说：“在过去，要使用1/16in以下的刀具几乎是不可能的，因为它们的性能和寿命难以预测。现在，我们经常使用φ0.025~0.015in的刀具，有时候甚至是φ0.008的刀具。主轴的速度、进给率和跨步增量与石墨和硬态铣削加工十分相似。采用EDM机床，需切削三根电极，然后再烧蚀加工插件。其最终的结果是采用硬态铣削方法加工同样的插件，使我们的加工时间减少了75%。”
硬态铣削加工的另一个好处是易于抛光。Karst先生说：“在加工时间上没有明显的差别，根据抛光工人的说法，采用这种方法加工的表面比EDM加工的重铸表面层更容易抛光。
切削加工石墨和硬质钢材的灵活性是获得成功的关键。然而，硬态铣削加工并不适合于所有车间和工种。作为另外一种工具，它需要在用户的工作范围内逐步认识。刀具锋利的内圆角、钢材的硬度和长度与直径之比是我们所面临的主要挑战。在大多数情况下，采用硬态铣削加工型腔或型芯也许是可能的，但对制造模具而言，可能不是最有利的方法，关键在于如何选择。
Karst先生强调说：“是否选用硬态铣削加工，圆角半径是关键性的因素。当我们提出灵活的设计要求时，工程设计部门力争快速交货和降低成本的做法使他们感到非常欣慰。通过合作，使我们制造的最终产品看起来更好，凡是实际需要的地方和许多圆角处增加圆角半径，可使刀具更轻松地进行硬态铣削加工。”这种经销商与客户之间的合作起到了一个关键性的作用。
Karst先生说：“是否采用硬态铣削技术或EDM加工，材料的硬度和所需的刀具也是十分关键的因素。今天在ADC公司制造的许多模具都是用Stavax 11材料制成的，这是一种特殊等级的420不锈钢，用于耐腐蚀模具的生产。”
一般经过热处理以后硬度达到50HRC或更硬的程度时，这种材料的韧度较高，切削较为困难。ADC公司发现，采用长度与直径（L:D）之比为10:1的极限比较实用。当然超过10:1的长度也是可能的，但应该随着L:D比例的增加而降低所需的主轴速度和进给率，这样加工的时间和刀具费用就会上升。
在安装新的高速铣床后不久，ADC公司又安装了CAM-TOOL软件，用于生成刀具加工路径。Karst先生夸张地说：“CAM-TOOL软件为我们硬态铣削加工的成功作出了巨大的贡献。与以前相比，我们只付出了较少的努力就获得了较高效率和较高可靠性的刀具切削路径。零件的表面看起来也更加完美，因为CAM-TOOL软件是按照真实的零件表面工作的。CAM-TOOL软件的另一个优点是其电极的提取特性，节约了EDM操作加工所需要的大量时间。”
生产效率提高
2006年，硬态铣削加工和提高生产效率对ADC公司来说似乎是一个长远的目标。但通过与经销商和销售人员的网络联系，以及通过参加MoldmMaking Expo 2007模具制造技术展览会，帮助ADC公司找到了一个解决方案。Creative Evolution HSD-500型加工中心和CAM-TOOL软件帮助ADC公司在提高模具生产效率方面做出了巨大贡献。
Tool&Die公司的操作运行经理Dave Brown先生说：“今天，我们的模具制造部门是在全球的基础上进行竞争。最好的加工工艺的选用是我们取得成功的关键。一年或二年前，我们需要8~12周的交货期，今天已缩短至4~5周。尽管交货期非常紧迫，但我们产品的质量要比以前任何时候都好。采用最新技术以后，我们再一次成为客户最喜欢的经销商。”
