高速銑削和電（diàn）火花加工的結合降低模具製造成本
2013-5-9 來源： 作者（zhě）：
電火（huǒ）花加工和高速銑削是製造模具的關鍵工（gōng）藝，這兩種工藝既相互（hù）競爭（zhēng），又相互補充。近（jìn）十年來，隨著超硬刀具、驅動技術、機床和控製技術的不斷發展，高速銑削已（yǐ）在部分場合替代了電火花加工（gōng）。高速銑（xǐ）削工藝在（zài）加工自由曲麵（miàn）及體積較大的型腔時，有著無可比擬的（de）高效率，並由於加工精度高（gāo）和表麵質量好，從而（ér）可免去後續的補充加工，大大簡化了生產工（gōng）藝流程。然而，電火花成形加工（gōng）工藝，在諸如加工較深、較窄或有著極小的內圓角半徑（jìng）的型腔和加工複雜幾何形狀的零件，以及在加（jiā）工硬度超過60 HRC的模具零件時，則有（yǒu）著比高速銑（xǐ）削更好的技術經濟優（yōu）勢。
由此可見，通過高速銑削和電火花加工兩種工藝的相互結合（hé），實現優（yōu）勢互補，也就是通過工業機器人和工件儲存庫把電火花加工（gōng）機床和高速銑床連接成一個單元，或一個係統， 實現自動化加工，由此來提高生產效率、降低單件成（chéng）本、提高加工精度和縮（suō）短生產流程（chéng）時間及供貨時間（jiān），從而（ér）增強企業的競爭力。
近（jìn）5～6年來（lái），在歐洲生（shēng）產電火花加工機床又同時製造高速銑床的諸如像德國（guó）的歐（ōu）普斯-英格索爾（OPS-Ingersoll）、瑞士的GF阿奇夏米爾（GF Agie Charmilles）和德國的艾克隆（Exeron）等（děng）公司紛紛推出集成電火花加工（gōng）和高速（sù）銑削加工的加工單元或模具中心等（děng）自動化綜合加工設備。
GF阿奇夏米爾公司為在模具製造（zào）領域裏展示自己在電火花加工和高速銑削加工方麵的相關技術，在其舍恩（ēn）多夫（Schorndorf）的應用和（hé）服務中（zhōng）心裏陳列了一個集成銑削（xuē）加工和電火花加工的線型加工單元，用於製造注塑模（mó）型芯的鑲件。高效加工中心（xīn）（Mikron UCP 600 Vario）和電火花加工機床（Form 2000）通過沿（yán）軌道行走的機（jī）器（qì）人（Workmaster Linear-System 3R）操作搬運電極和工件托盤。該單元（yuán）係模塊化結構，可根據需要進行擴充。據報道，采用該設備可降低46%的製造（zào）費用（yòng）。
該加工單（dān）元在接受作為訂單的加工任務後，就可從CAD/CAM開始，從編程（chéng）、機床控製（zhì）、工件托盤夾緊、電極和銑刀的選取，機床的加工啟動和已加工完的工件成品取下以及在框架式儲存庫上（shàng）工件（jiàn）的存取（qǔ）均可自動進行，而工（gōng）人隻需（xū）在裝卸料工位（wèi）把（bǎ）工件托盤裝到加（jiā）工（gōng）單元（yuán）的框架式儲存庫（kù）上（shàng）。通過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在（zài）一起，實現工件的綜合高效加（jiā）工。客戶可以拿著他們的加工任（rèn）務來到應用中（zhōng）心，利用GF阿奇夏米爾公司的（de）專有技術幫助找到合適的解決方案。
德國Ruhla模具製造公司是一家製造注塑模、衝模和彎曲模的（de）小（xiǎo）型企業（yè），有職工45人。前幾年，由於公司（sī）業務的開拓和發展，現有兩（liǎng）台機床的電火花加工能（néng）力（lì），一（yī）年隻能達到（dào）5000個小時（shí），而實際需要8000個小時。而外購的電極和外麵（miàn）的電火花加工往往（wǎng）不能符合（hé）廠裏的質量要求。當時（shí）Ruhla公（gōng）司（sī）的領導（dǎo）在Schorndorf的GF阿奇夏米（mǐ）爾公（gōng）司的應用和服務中（zhōng）心裏看（kàn）到了電火花成形加工的自動化解決方案，因（yīn）此決定和GF阿奇夏米（mǐ）爾（ěr）公司進行合作。在2008年初，在公司（sī）裏安裝了一個（gè）全自動（dòng）、集成電火花（huā）成形（xíng）加工和高速銑削石（shí）墨電極的加工單元，在當時，這一（yī）套設備（bèi）是歐洲的首台設備，通過投資於高度現代化的加工（gōng）單元，在技術上大大提（tí）升了公司的競爭能力。
這一套加工單元主（zhǔ）要由下列設備組成：
◇ 兩台電火花（huā）成形加工機床（Agietron Impact 2和AT Hyperspark 2 HS）；
◇ 高速（sù）加工中心（Mikron HSM 300 Graphite Master）；
◇ 三坐標測量（liàng）機（Zeiss公司的Vista）；
◇ 關節型工（gōng）業機器人（Handling Tech公司）；
◇ 識（shí）別係統（Zwicker係統（tǒng）公司的（de）Flashident）；
◇ 係統管理軟（ruǎn）件（Zwicker係統公司）；
◇ 裝卸料工位和（加工單元的）上料工位。
加工單元（yuán）的運行方式：設計石墨電極、電極的高速銑削，然後由機（jī）器人將電極（jí）存放到框架式中間儲存庫裏（lǐ）。工人在外麵從框（kuàng）架式倉庫上取下（xià）電極（jí），在三坐標測量機上進行（háng）測量，然後把電極放回料庫任（rèn）何一個位置上，由識別係（xì）統將位置信息傳給管理係統。在裝卸料工位工件夾緊在工件（jiàn）托盤上，通過上料工位傳輸給加工單元。在加工單元內，由關節型工業機器人來操作工件托（tuō）盤，在進行加（jiā）工工序期間，機器人把工（gōng）件托盤存放在框架式料庫（kù）上，由識別係統確認這個存放（fàng）位置。在後續加工結束後，機器人又把托盤送回到卸（xiè）料位置。
總共有四名職工分別為加工單元擬訂加（jiā）工規劃、設計（jì）電極和在裝卸料工位、測量（liàng）工位以及加工單元上從（cóng）事一些輔助服務工作。加工單元也（yě）可以在無人看管的情（qíng）況下運行。
加工單元投入使用以（yǐ）來，其主要使用效果表現在電火花成形加工的能（néng）力提（tí）高約3000個小時，電極的製造時間縮短約70%和提高了設備的柔性。
歐普斯—英格索爾公（gōng）司為Beckmann模具製造廠提供了一套由一（yī）台電火花成（chéng）形加工機床Gantry 500、一（yī）台高速銑床OPS 650、一個料庫和一台機器人組（zǔ）成的模具中（zhōng）心。由任務管理係統協調加工（gōng）過程，根據任務優先原則對（duì）加工（gōng）進行排序。料庫有裝有發訊芯片的（de）8個工件托盤和180個電極夾頭，機器人和機床由此能可靠識別任何一種工件。模具中心可24小時可靠運行。工件能在一次（cì）裝夾（jiá）後完成綜合加工（gōng），大大提（tí）高了加工質量，成倍提高了加工速度（dù）和產量，從而縮短了供貨（huò）時間。
在這裏，對艾克隆（lóng）（Exeron）公司和它的自動化加工係統Cxo-Cell作一簡單（dān）介紹，艾克隆公（gōng）司是一家有著（zhe）30年製造電火花（huā）加工機床曆史的著名企業。該公司為了提升自己在模具加工設備（bèi）領域裏的（de）競爭力，幾年前，它收購了Chiron公司高（gāo）速加工中（zhōng）心的Digma品牌（pái）。目前（qián），該公司推出的自動化加工係統是由一（yī）台電火花加工中心exeron 312、一台銑削中心exeron HSC 300 、一（yī）台6軸工業機器人和一個回轉式料庫（exeron AWEX 150/10）組成。
從上述介紹的情況可以看出（chū），高速銑（xǐ）削（xuē）和電火花加工的結合，體現了模具加（jiā）工（gōng）工藝朝著高效（xiào）低（dī）成本發展的趨勢。同時還可以看出（chū），模具生產企（qǐ）業（yè）顯然是特別注重這種自（zì）動化集（jí）成的解決方案應由既生（shēng）產電火花加（jiā）工（gōng）機床（chuáng），又製造高速銑床的一家公司來供應，同掌（zhǎng）握（wò）這兩種工藝的廠家進行合作，無疑可獲得工藝上（shàng）不偏不倚的建議和投資決策的幫助，這種一（yī）攬子解決方案同時也方便於（yú）設備的（de）維護和檢修。
目前（qián），通過係統自動化技（jì）術，集（jí）成不同加工工藝（yì）已是模具製造技術（shù）的發展（zhǎn）趨勢。電火花成形（xíng）加工和高速銑削集成到了（le）一個加工單（dān）元或加（jiā）工係統中，充分發揮各自的工藝優勢，明顯提高了（le）設備生產效率、縮短製造和供貨時間，提高加工精度以及降（jiàng）低單件成本，從而提高了企業的競爭力，而這些成果對（duì）於采用單獨運（yùn）行的設備是難於取得（dé）的。
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