近年來,模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具發(fā)展速度明顯高于行業(yè)的總體發(fā)展速度。模具的質(zhì)量和壽命相互關(guān)聯(lián),影響模具壽命的主要因素有模具的材質(zhì)和坯料處理、相關(guān)的熱處理、大連模具加工精度(輪廓精度和位置精度等)、模具的表面質(zhì)量(包括表面粗糙度、硬度和表面層金相組織結(jié)構(gòu))等,其中最關(guān)鍵的影響因素是模具的精度,特別是模具的裝配精度。因此,要制作高精度模具,特別是多腔精密模,最重要的就是采用優(yōu)質(zhì)的工藝方案,以提高零件的加工精度和加工效率,能適應(yīng)市場需求。
加工現(xiàn)狀及改善目標(biāo)
已加工完成的1出8腔試驗?zāi)H鐖D2所示,各工序加工機(jī)床生產(chǎn)過程工時數(shù)據(jù)記錄見表1。此加工工藝方案模具加工總工時達(dá)到1304小時,由此推算1出128腔模具加工總工時需要20864小時,以45天為一套模具加工周期,共需要208臺加工設(shè)備,設(shè)備需求量過大,加工方案低效,無法滿足客戶實際訂單周期需求。
從成本、周期、資源綜合考慮,必須進(jìn)行加工提效,才能滿足模具交付周期。目標(biāo)是各工序平均提效30%,加工合格率達(dá)到95%
(1)CNC粗銑工序優(yōu)化 CAM程序策略優(yōu)化使用的PowerMILL軟件是由英國Delcam公司開發(fā)的專業(yè)的CAM編程軟件,該軟件安全性能高且粗、精加工策略多,運(yùn)用靈活。利用軟件特性,加工方法由原來的“偏置粗銑策略”優(yōu)化為“預(yù)鉆孔+等高策略”后,切削刀路軌跡化繁為簡,效率提升較明顯,可提效32%。,設(shè)計專用工裝夾具可有效降低停機(jī)等待浪費(fèi),提高機(jī)床稼動率。根據(jù)零件特性,設(shè)計排位6個槽可裝夾6個零件的工裝,其重量剛好適合手工安全搬運(yùn),裝夾后單個零件不需要再分中和校表找正,一次裝夾可加工6個零件的正、反兩側(cè)共4面的特征,優(yōu)化之前現(xiàn)場的低效操作,實現(xiàn)了快速裝夾、批量加工,大幅縮短了現(xiàn)場操作導(dǎo)致的停機(jī)等待時間。原加工方案是單件加工,每件需要4次裝夾,6件共需24次裝夾,6件加工總工時達(dá)12.6h。新加工方案使用專用工裝夾具,6件共需4次裝夾,單件零件的切削時間是1.3h(不含刀具切換時間),以每個工位裝夾時間是0.2h計算,加工總工時為8.6h,可提效46%。
(2)TUR工序 原加工方案單件加工尾部預(yù)留15mm藝腳,新加工方案采用長圓坯料,一次裝夾車削8個零件,批量加工優(yōu)化后可提案35%。
1)采用組合備料,一次裝夾完成加工分件,減少去除工藝腳線割工時0.5h/件。
2)密封圈槽和擋水片槽車削工序加工完成,減少熱處理后磨床精加工工時0.3h/件。
3)車削余量由原來的0.3mm調(diào)整為0.15mm,減少熱處理后車床半精工工時0.5h/件。
4)材料成本縮減25%,原出8件需要340mm,新工藝出8件只需260mm。
(3)GRI工序設(shè)計工裝 原加工方案單件加工尾部預(yù)留藝腳,新加工方案使用專用工裝夾具,無需每件都校表找正,優(yōu)化后可實現(xiàn)快速切換加工,提效30%,見表7。
1)使用專用工裝夾具,實現(xiàn)批量快速切換加工,減少零件裝夾校正時間0.3h/件。
2)密封圈槽、擋水片槽采用車削直接加工完成,減少精磨時間0.3h/件。