分析日本模具企圖超越中國模具的快速響應

時間:2011-04-06

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:日本的模具產業(yè)因國內產業(yè)空洞化、中國模具產業(yè)的崛起以及雷曼事件導致的經濟低迷的影響陷入了困境。

    日本的模具產業(yè)因國內產業(yè)空洞化、中國模具產業(yè)的崛起以及雷曼事件導致的經濟低迷的影響陷入了困境。在這一背景下,日本的模具廠商數(shù)量從2000年的8000多家減少到了2008年的5000多家,模具產量也下降一半,從2002年的約100萬套減少到了2009年的50萬多套。在這種環(huán)境下,努力擺脫困境,為客戶創(chuàng)造新魅力的日本模具廠商及機床廠商也令人矚目。

  據(jù)國際模具及五金塑膠產業(yè)供應商協(xié)會負責人羅百輝介紹,近年來,中國模具企業(yè)以高效低成本運營在全球享有盛名,不僅僅是價格便宜、交貨期短,而且中國的模具技術水平也在突飛猛進。日本企業(yè)企圖從①超精密、②長壽命、③高速度三個方面超越中國企業(yè)更快地向市場投放產品,從而不失去銷售產品的機會。找到在技術及資金上均可靠的中國模具廠商,充分利用其低價格的優(yōu)勢來降低自己的成本。這種做法今后將會在日本企業(yè)中擴展開來。

  日本松野模具制造所為了縮短模具完成前所耗費的加工時間,使用了5軸同步控制加工中心(MC),以超過以往的速度完成模具,縮短向客戶供貨前的前導時間。松野模具(總部:大阪府東大阪市)利用僅為原來一半的時間,制造出了成型樹脂制汽車音響面板的模具。與3軸控制的通用MC相比,5軸同步控制MC的模具切割(傾斜)自由度增加,可更靈活地設定球頭立銑刀等刀具對模具的姿態(tài)。這樣一來,刀具便可到達通用MC無法切削的、對空穴進行加工的較深形狀的部分,因此能夠通過直接切削來成型。而使用原來的放電加工的話,則無法成型。

  該公司利用5軸同步控制MC來加工模具的原因是希望減少比切削更耗時間的放電加工。以往在制造對汽車音響面板進行成型的模具時,通常是在使用一臺通用MC對放電加工所需要的石墨制及銅制電極進行切削的同時,使用另一臺通用MC對模具進行粗加工。然后再使用經切削制成的電極,對粗加工后的模具進行放電加工。這種方式不僅電極切削時間遠遠長于模具的粗加工,而且放電加工也需要很長時間。此外,放電加工還會在模具的表面形成硬化層,需要通過后工序進行打磨。

  為了縮短加工時間,松野模具使用5軸同步控制MC盡量通過切削來處理模具。憑借這一手段,簡化了電極的形狀,并減小了放電加工的比例。結果,從新型的汽車音響用模具的加工時間來看,連同制作CAM數(shù)據(jù)和加工準備的時間在內,合計只需約150小時。而原來則需要300小時左右。而且,加工時間的縮短還可使模具的加工成本下降,“一件模具有望降低3成左右”。

  松野模具今后的目標是“無放電加工”。如果能夠徹底去掉放電加工的話,至少可以省去電極。由于能夠用一臺5軸同步控制MC來取代三臺機床(兩臺通用MC和一臺放電加工機),因此還可減少機床的費用。而且還可省去客戶所要求的電極檢驗工作。此外,由于在機床上固定工件的次數(shù)(加工準備的次數(shù))只需一次即可,因此還可高精度地完成模具。

  但同時也存在問題。使用5軸控制MC時要準備復雜的CAM數(shù)據(jù),汽車音響用模具“需要一名操作人員用80小時來完成”。而且刀具的種類也會增加。但盡管如此,這種方式對提高供貨前的速度仍是有效的。

  大隈開發(fā)出了以縮短供貨期為目的的門型MC-MCR-H(Hyper)”,并試制出了汽車外圍側板的模具。通過高速且高精度地切削模具,減輕了人工打磨作業(yè)的負擔。結果將模具的精加工時間縮短到了原來的6成。

  大隈從日本汽車廠商得到2L排量級車型的實車數(shù)據(jù)后,根據(jù)這些數(shù)據(jù)制造了模具。雖然汽車廠商不會在量產時使用該模具,但大隈仍試制了實物模具。

  切削使用的MC在X軸和Y軸上采用線性馬達,將最大切削進給速度提高到了30m/分。此外還配備了在極力減少發(fā)熱的同時通過預測余熱的影響來進行修正的Thermo-FriendlyConcept功能。這樣一來,盡管是以高速對模具進行切削,但模具表面仍實現(xiàn)了出色的加工精度。

  模具的材質為灰口鑄鐵FC250,尺寸為3345×805×1290mm。使用直徑為30mm的球頭立銑刀,在轉速為3萬rpm、切削進給速度為21m/分、切入量為0.35mm、周期進給量(PickFeed,相鄰刀具中心的軌跡距離)為0.35mm的切削條件下,對模具表面進行了加工。之后進行了輕度的人工打磨。

  憑借上述措施,大隈將包括MC切削和人工打磨在內的加工時間縮短到了28小時52分。而以使用滾珠絲杠的MC進行切削之后再以人工仔細打磨的現(xiàn)行加工方式則需要約45個小時。這樣,模具的總加工時間便縮短到了128小時零5分鐘。

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