降低轮廓加工周期快速满足用户需求
图1 Great Lakes Mold模具公司的高级模具制造
师Bruce Proctor先生正在MAG Fadal VMC2216FX
型立式加工中心上排队等候一个零件的程序
注塑模合同生产商通过对立式加工中心生产能力的优化来保持其竞争的优势。
国内模具制造商需要尽可能发挥其每一项竞争的优势，以维持现有的业务。由于海外的加工车间也正在不断地“蚕食”着这些业务，为了保持他们在Midwest中西部地区的汽车客户，提供快速的应答服务、聘用高级技术人才和创造性地利用资源是帮助模具供货商提高生产率的关键因素。
维持适当水平的数控机床加工能力和利用好机床投资中的每一分钱，将会起到一个与众不同的重要作用。为了使加工进给速度达到2倍，甚至3倍的目标，缩短加工周期。Great Lakes Mold公司（位于密执安州的Shelby Township市）的合同加工车间最近做出了一项决定，从MAG Fadal公司（位于加州的Chatsworth市）购置了一台MAG Fadal VMC 2216FX型立式加工中心（见图1），加入其正在稳定生产的4台Fadal VMC立式加工中心的行列，这对他们来说是一个提高生产率的主要因素。
Great Lakes Mold公司为汽车注塑模制造商（包括原型和生产用模具加工），以及他们自己的注塑成型操作制造了全套注塑模具。各种尺寸的零件包括从电气连接器、安全限制锁到中央控制台杯托。基座、插件、滑板、推杆、其他的模具小零件，以及EDM机床操作用的石墨电极均在他们的Fadal VMC立式加工中心上加工。
加工模具元件的速度加快
图2 Fadal VMC 2216FX型立式加工中心正
在Great Lakes Mold公司的加工车间内以
250ipm的速度切削一个零件的轮廓外形
与过去他们公司老的加工中心比较，采用新的2216FX型立式加工中心以后，加工周期缩短了75%（见图2）。一般的切削速度为50~100ipm，即使在淬硬的钢材上加工也是如此。以前的平均进给速度为40ipm。根据不同的应用领域，其最高进给速度可达250ipm（见图3）。模具元件的硬度一般为48~52HRC，但有的可达68HRC，热处理工艺一般是介于粗加工和精加工切削之间。常用的材料为P20和S7，以及作为原型加工的高级铝合金材料（QC7）。
图3 Fadal 2216FX型机床正在工作，采用
这种加工中心后，加工周期缩短了75%nextpage
Great Lakes Mold公司生产总监Ron Kriss先生说：“型芯和型腔的加工工作负荷可能会成为生产中的一个瓶颈问题，特别是在我们生产8型腔，甚至16型腔模具的时候。”例如，过去轮廓加工操作需要花费20min，现在采用了较高的进给速度，再结合技术先进的编程，因此只需要5min就能完成这个轮廓加工。模具中的型腔数量越多，所能节约的潜在时间越多。
Fadal GE Fanuc 0i-MC控制系统的先进数据处理功能包括一个可以使切削速度最佳化的“前瞻性”进给功能。高级模具制作师Bruce Proctor先生说：“我们可以加工较小的半径转角，因为它可以降低轨迹的误差。”控制系统的32位奔腾处理器进一步提高了它的性能。其预览功能可以让控制系统“考虑”多个即将来临的程序块，以优化切削速度的加速和减速。在切削加工内圆角时，其自动圆角跨越性能可降低进给速度，以防刀具过载，提高表面质量。
工件的调试装卡速度很快。Proctor先生继续说：“控制系统的提示功能很好，一个新的机械师只需经过一次练习，最多两次，就能单独地操作2216FX型机床。我们对机床上友好的用户界面十分满意。”
具有零公差加工的能力
Great Lakes模具公司的优势在于其能够加工超级的尺寸公差和表面质量，并且不需要后处理加工。Kriss先生解释说：“我们已经有很长一段时间将精力集中在纯净的机加工生产上了。几乎在所有的应用领域中，我们都废除了子插件的装配、型芯和型腔的逐点打磨和钳工的抛光操作。MAG Fadal机床的精度在我们的零公差加工作业中起到了一个巨大的作用。”
在新的2216FX型机床上，刚性主轴箱导轨结构和Steinmeyer ETA+双滚珠丝杠保证了机床恒定的高精度公差尺寸和高表面质量。这种机床的销售价为50000美元，销路很好，购买这种机床的加工车间以及OEM原始设备制造商的数量日益增加。Great Lakes公司对Fadal机床的可靠性及其提供的服务也表示满意，因此早在20世纪90年代初他们就决定在这些机床上实现标准化。机床的销售和技术支持由Fadal公司当地的经销商VMC Technologies公司（位于密执安州的Troy市）负责。
征服最严峻的挑战
什么是Great Lakes Mold公司近年来所面临的最严峻的挑战呢？Proctor先生表示，该公司加工创造了一个最复杂的熔断器板框架模具：在单一的模具上共有450个插件，每个插件各不相同。Proctor先生说：“我们一共工作了7周。以前的原版模具在中国制造，一共花了几个月的时间。那时候，如果我们有速度更快的Fadal 2216FX型机床的话，加工插件就会容易得多，而且可以在很紧迫的交货时间内完成。”
Great Lakes Mold公司的VMC设备包括一台Fadal VMC 4020型（配有较大的48in×20in的工作台）VMC立式加工中心、一台Fadal VMC 15型立式加工中心和两台Fadal VMC 3020型立式加工中心，其中一台配置西门子控制系统，另一台配置Fadal控制系统（见图4）。还有一台Mikron HSM 400型机床，配有7托盘分度装置，从而使该公司的金属切削设备圆满配套。该加工车间还有两台刻模机和三台EDM线切割机床。
图4 除了2216FX型VMC立式加工中心以
外，在Great Lakes Mold公司的车间内
还有一台Fadal VMC 4020型立式加工中
心，一台Fadal VMC 15型立式加工中心
和两台Fadal VMC 3020型立式加工中心
该公司的总裁Greg Adams先生说：“这是一项艰巨的工作，但我们成功地在注塑模加工方面进行了全球性的竞争。模具制造工厂的产量相当于加工车间的两倍（见图5）。我们经常在夜间采用无人化加工作业，三台EDM机床所有晚上都投入运行，高生产能力优势绝对超过其他公司。”
图5 Great Lakes Mold公司的模具制
造工厂的产量相当于加工车间的两倍
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