我國模具產業向高速化挺進

  
    我們切身感受到了來自市場的變化。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，以面對市場的壓力，同時也為模具加工設備制造商提供了充分的市場機會。 
　　我們看到許多展商推出了針對塑料模具的加工設備與技術，這種情況與目前中國市場的實際情況相吻合。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，在未來的模具市場中，塑料模具的發展速度將高于其他模具，它們在模具總量中的比例將逐步增大。 
　　塑料主要應用于汽車、摩托車、家電、電子及通信、建材、塑料制品等行業，這些行業對模具的普遍要求是產品更新、快、制作周期短、精密、壽命低。山崎馬扎克科技(上海)有限公司總經理松樹茂弘先生指出：“由于市場變化越來越快，交貨期越來越短，相應的模具壽命在減短，并且價格也越來越便宜。這是一種市場現狀，日本是這樣的，在中國目前也是這樣的。” 
　　為了順應這種市場潮流，模具制造設備及技術在各個方面都在提速，包括加工中心、CAM、EDM、測量以及刀具等。這是本屆展會的一大特點；另外一個特點是，個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推出了HSM800產品，其*高轉速可達到60000r/min，曾在2001年EMO展中展出。該機床*大的特點是帶有7個可交換的工作臺裝置，托盤上可以放7個不同的工件進行加工。完全集成的自動工件托盤交換系統為高速銑削建立了新的標準。自動托盤交換系統無需另外的控制裝置，如同換刀裝置一樣，在機床的數控系統上直接進行編程，真正實現了24h連續加工。 
　　米克朗公司中國區總經理陳民先生介紹說：“這是米克朗推出的新概念，它使模具由單件生產轉化為批量生產。它不僅僅是高速銑，而且是無人化的高速銑”。 
　　馬扎克公司在展會上展出了一種SMM2500機床，其主軸轉速可達到25000r/min，快速進給50m/min，加速度0.7g，換刀時間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計的。 
　　山崎馬扎克科技(上海)有限公司總經理松村茂弘先生在介紹該機床的特點時指出：“馬扎克在模具加工方面的理念是用高速、高精度、精密的機床盡快實現客戶的加工目的，并且有很好的表面質量。其機床可以實現一次性加工就達到很高的加工精度，而不再需要后續的加工工序�！� 
　　由于在機床上采用了熱變形控制，輪廓測量，人機對話式CNC及驅動系統，為加工高精度模具奠定了基礎。 
　　DMG公司此次推出了7臺機床，其中包括在去年EMO展展出的DMU60L激光銑。這種機床將高速銑與激光加工融為一體，直接對工件進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，激光頭可繼續完成精加工，節省了加工時間。
    德馬吉(中國)有限公司總經理韓海先生特別指出：“我們為它配備了全新的LaserSoft 3D控制軟件，使得這種復合加工效率更高。它能準確測量出銑刀沒加工的剩余尺寸，然后采用激光進行加工。” 
　　德馬吉公司這次還展出了另外一臺令人矚目的機床─DMC165V Linear，采用高動態性能的直線電機驅動進行5面/5軸聯動加工；集兩種機床的功能于一身，同時完成大切削量的粗加工和高動態性能要求的精加工。 
　　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計的。其臺面*大載荷為2.5t，臺面移動方向的Y軸采用雙絲杠結構，保證了承受大載荷時的高精度。V77不僅具有和V33、V55同樣的高精度，而且同樣保留了牧野機床節約空間和能源的高品質。它采用了先進的溫度控制技術來提高精度，如牧野專利的主軸中心冷卻系統，以及軸承內部的潤滑系統使主軸的扭矩降到了*小。在采用BT40主軸時，*大轉速為20000r/min；采用BT50主軸時，*大轉速為12000r/min。20m/min的快速移動臺面能夠裝夾1400mm×700mm×550mm的*大工件。 
　　牧野(上海)公司總經理陳佩燁女士說：‘隨著模具工業的發展，人們希望通過高精度數控加工中心加工性能的提高來代替或減少對放電加工的依賴。在實際加工中，V77能做出高精度、表面質量好的復雜模具�！� 
　　日本津上公司這次推出的VMA4/VMT4立式加工中心是*亮相，*高轉速10000r/min，工作臺尺寸420mm×800mm，主要加工小型零件。VMA4/VMT4由于在結構上進行了創新，采取了工作臺Y方向移動，主軸X、Z方向移動的方式，因此可以將床身的體積縮小，重復定位精度可達3µm。 
　　津上公司貿易課銷售經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，將機床的體積縮小，這一方法的實現是因為主軸和床身采用了特殊技術�！� 
　　斯來福臨集團這次展示了為模具工業提供的全套平面和成形磨床以及高速和緩進給磨削方案。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。通過采用*新開發的“Easy-control”控制系統，JUNG公司將數控理念成功地應用到半自動機型上。該機型控制系統運用帶注解的圖形符號進行編程，使語言不再成為機床操作的障礙。借助符合人體工程學的控制面版，在該機型上可以簡便快捷地設定磨削加工參數。這款新型的JE系列磨床能夠配裝多種可手動或數控的砂輪修整器。 
　　EDM也走向高速化 
　　自從近年來HSM進入模具加工領域后，EDM在模具加工領域的地位受到了*的挑戰。如何提高加工速度和精度，保護好原有的領地，這是EDM供應商需要解決的問題。 
　　SODICK公司1999年推出的AQ系列直線電機驅動的電火花加工機床一直倍受矚目，在本次展會上仍是一大亮點。 
　　由于有1g的加速度，加速到*高速度時產生抽吸作用，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，從而實現了無沖液深加工，并獲得了穩定的放電間隙，避免因二次放電引起的電極異常損耗，延長了電極的壽命。 
　　直線電機的直接驅動方式，可及時準確地跟蹤控制系統發出的實時指令，因為不存在象以往的間接驅動方式那樣，在改變運動方向時所產生的損失，實現了高響應性和準確性的位置控制。由于高響應性伺服產生的良好跟蹤性在微細加工中也能把深度誤差控制在限度內，從而達到高速、高精度加工。 
　　SODICK機電公司上海事物所所長程燁先生指出：“沒有機械間隙是機床向納米級加工技術發展的一個重要因素。對于絲杠傳動由于存在著反向間隙，會產生幾個µ的系統誤差，因而要使加工精度達到2µ就非常困難，而直線電機驅動則很容易達到1µ”。 
　　三菱公司在本屆展會上推出了一種未來型EDM機床─FA20，由于采用了第二代先進控制系統，實現了高速、精密和操作簡單的加工。這種機床的加工電源控制(PM)改進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%。 
　　這種機床配備了一種新型自動穿絲系統(AT)，只需要 10s的穿絲時間。新型光學傳感器和快速試穿功能的結合建立了可靠的AT系統，實現長時間的無人操作。與過去的AWF裝置相比，小起始孔的穿絲時間可縮短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的高速回路(HS)，能夠達到*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。
 　　菱電自動化有限公司機電一體化部門*經理Fumio Tomizawa先生說：“只有當操作既簡單又方便時，才能令高速及高精度加工生產成為工業化的標準。三菱第二代控制技術對于各種復雜形狀加工很容易提供*佳的加工條件，包括復雜幾何形狀、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)隨著高速加工設備的成熟與推廣，高水平硬質合金涂層刀具的廣泛應用不斷發展，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玫弊髕笠導際醺腦斕鬧匾�闹R蕁?nbsp;
　　高速加工作為綜合性的制造技術，涉及到設備、刀具、材料、工藝等各個方面。CAM作為制造技術的核心技術之一，直接決定整個制造過程的實現，所以高速加工對CAM系統必然提出特殊要求。 
　　Delcam公司在這次展會上展示了高速加工專用 CAM系統 PowerMILL。這套軟件具有非�？斓木幊逃嬎闼俣龋�比一般的編程處理速度快50%～80%。 
　　傳統CAM系統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，采用人工或半自動的方式防過切處理。PowerMILL采用面向整體模型的、面向工藝驅動的新的編程方式，從根本上杜絕了過切的可能性。 
　　高速加工作為數控加工的特種形式，因為切削進結的高速運動，所以對刀路運動的平穩性比傳統的數控加工提出了更高的要求。PowerMILL采用光順的下刀、進刀及退刀形式，對刀路進行自動光順處理，進給速度優化處理，NURBS編程等，對刀路進行光順及平穩性處理。 
　　用戶只需指定欲加工的零件，設定毛坯及材料需要的加工設備，PowerMILL自動選定刀具、加工工藝，包括*合理的主軸速度過給量，自動生成各道加工指令，并可確保程序的安全無過切，程序完全可以在無人監控的情況下自動運行。 
　　美國CGTech公司展出的VERICUT軟件(仿真軟件)使用G代碼和CAM輸出數據模擬NC加工過程，能自動檢測出導致零件、夾具和切削刀具損害或機床碰撞的刀具路徑錯誤。VERICUT可避免擦傷、快進錯誤、碰撞、進給率不適當、過早出現刀具磨損等問題。 
　　VERICUT的優化模塊可使高速加工過程受益。在高速加工時，刀具切入材料的方式至關重要。送給率太低會產生磕碰聲、振動和工件硬化。這將導致表面質量降低，刀具過早損害。切削抗力過高會造成切削壓力過大及不良的切削條件，從而引起刀具、主軸、夾具或機床的損害。調節進給率以保持穩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。 
　　模具加工走向高速化已是不可逆轉的發展趨勢。值得注意的是，高速化不僅僅單指硬件設備的高速化，軟件的配合才是至關重要的。如果忽視了這一點，高速化將只是一個花架子。我們希望機床制造商在向用戶提供高速加工機床的同時，也要提供加工工藝的完整解決方案。