解析日本模具企圖超越中國(guó)模具的快速響應(yīng)

　　日本的模具產(chǎn)業(yè)因國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空洞化、中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的崛起以及雷曼事件導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)量也下降一半，從2002年的約100萬(wàn)套減少到了2009年的50萬(wàn)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(jī)床廠商也令人矚目。

　　據(jù)國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，近年來(lái)，中國(guó)模具企業(yè)以高效低成本運(yùn)營(yíng)在全球享有盛名，不僅僅是價(jià)格便宜、交貨期短，而且中國(guó)的模具技術(shù)水平也在突飛猛進(jìn)。日本企業(yè)企圖從①超精密、②長(zhǎng)壽命、③高速度三個(gè)方面超越中國(guó)企業(yè)更快地向市場(chǎng)投放產(chǎn)品，從而不失去銷售產(chǎn)品的機(jī)會(huì)。找到在技術(shù)及資金上均可靠的中國(guó)模具廠商，充分利用其低價(jià)格的優(yōu)勢(shì)來(lái)降低自己的成本。這種做法今后將會(huì)在日本企業(yè)中擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。

　　日本松野模具制造所為了縮短模具完成前所耗費(fèi)的加工時(shí)間，使用了5軸同步控制加工中心（MC），以超過(guò)以往的速度完成模具，縮短向客戶供貨前的前導(dǎo)時(shí)間。松野模具（總部：大阪府東大阪市）利用僅為原來(lái)一半的時(shí)間，制造出了成型樹(shù)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(shè)定球頭立銑刀等刀具對(duì)模具的姿態(tài)。這樣一來(lái)，刀具便可到達(dá)通用MC無(wú)法切削的、對(duì)空穴進(jìn)行加工的較深形狀的部分，因此能夠通過(guò)直接切削來(lái)成型。而使用原來(lái)的放電加工的話，則無(wú)法成型。

　　該公司利用5軸同步控制MC來(lái)加工模具的原因是希望減少比切削更耗時(shí)間的放電加工。以往在制造對(duì)汽車音響面板進(jìn)行成型的模具時(shí)，通常是在使用一臺(tái)通用MC對(duì)放電加工所需要的石墨制及銅制電極進(jìn)行切削的同時(shí)，使用另一臺(tái)通用MC對(duì)模具進(jìn)行粗加工。然后再使用經(jīng)切削制成的電極，對(duì)粗加工后的模具進(jìn)行放電加工。這種方式不僅電極切削時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于模具的粗加工，而且放電加工也需要很長(zhǎng)時(shí)間。此外，放電加工還會(huì)在模具的表面形成硬化層，需要通過(guò)后工序進(jìn)行打磨。

　　為了縮短加工時(shí)間，松野模具使用5軸同步控制MC盡量通過(guò)切削來(lái)處理模具。憑借這一手段，簡(jiǎn)化了電極的形狀，并減小了放電加工的比例。結(jié)果，從新型的汽車音響用模具的加工時(shí)間來(lái)看，連同制作CAM數(shù)據(jù)和加工準(zhǔn)備的時(shí)間在內(nèi)，合計(jì)只需約150小時(shí)。而原來(lái)則需要300小時(shí)左右。而且，加工時(shí)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(biāo)是“無(wú)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(tái)5軸同步控制MC來(lái)取代三臺(tái)機(jī)床（兩臺(tái)通用MC和一臺(tái)放電加工機(jī)），因此還可減少機(jī)床的費(fèi)用。而且還可省去客戶所要求的電極檢驗(yàn)工作。此外，由于在機(jī)床上固定工件的次數(shù)（加工準(zhǔn)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(shí)也存在問(wèn)題。使用5軸控制MC時(shí)要準(zhǔn)備復(fù)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(shí)來(lái)完成”。而且刀具的種類也會(huì)增加。但盡管如此，這種方式對(duì)提高供貨前的速度仍是有效的。

　　大隈開(kāi)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(cè)板的模具。通過(guò)高速且高精度地切削模具，減輕了人工打磨作業(yè)的負(fù)擔(dān)。結(jié)果將模具的精加工時(shí)間縮短到了原來(lái)的6成。

　　大隈從日本汽車廠商得到2L排量級(jí)車型的實(shí)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(huì)在量產(chǎn)時(shí)使用該模具，但大隈仍試制了實(shí)物模具。

　　切削使用的MC在X軸和Y軸上采用線性馬達(dá)，將最大切削進(jìn)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(shí)通過(guò)預(yù)測(cè)余熱的影響來(lái)進(jìn)行修正的Thermo-FriendlyConcept功能。這樣一來(lái)，盡管是以高速對(duì)模具進(jìn)行切削，但模具表面仍實(shí)現(xiàn)了出色的加工精度。

　　模具的材質(zhì)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(zhuǎn)速為3萬(wàn)rpm、切削進(jìn)給速度為21m/分、切入量為0.35mm、周期進(jìn)給量（PickFeed，相鄰刀具中心的軌跡距離）為0.35mm的切削條件下，對(duì)模具表面進(jìn)行了加工。之后進(jìn)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(nèi)的加工時(shí)間縮短到了28小時(shí)52分。而以使用滾珠絲杠的MC進(jìn)行切削之后再以人工仔細(xì)打磨的現(xiàn)行加工方式則需要約45個(gè)小時(shí)。這樣，模具的總加工時(shí)間便縮短到了128小時(shí)零5分鐘。

來(lái)源：模具網(wǎng)

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