在金屬加工行業(yè)中，很少有幾個(gè)部門(mén)能像模具制造企業(yè)那樣具有活力，因此對(duì)任何模具加工車(chē)間而言，為了保持其領(lǐng)先的地位，需要橫向掃描新出現(xiàn)的技術(shù)和創(chuàng)新的概念。這里給大家介紹一些新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，這或許會(huì)對(duì)模具加工行業(yè)創(chuàng)造新的機(jī)遇或起到拋磚引玉的作用。
并行加工
概念：采用一臺(tái)多功能機(jī)床，在單一工件的左右面上，以并列的方式加工模具的型芯和型腔。
背景：在IMTS 2004國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上，Mazak公司（在肯塔基州的Florence市）在其e系列Integrex加工中心上演示了這一新的概念。該機(jī)床利用其傾斜式銑削主軸（B軸）的靈活性及其相對(duì)立的車(chē)削主軸（C軸）在長(zhǎng)方形工件的四面和背面上銑削加工冷卻孔。在加工型芯和型腔細(xì)節(jié)的時(shí)候，該工件仍然是一個(gè)獨(dú)立的整體零件。如果對(duì)車(chē)削主軸的旋轉(zhuǎn)與傾斜式銑削主軸的關(guān)系能很好地協(xié)調(diào)處理，就可以使刀具獲得最佳切削方向，從而提高工件的表面光潔度，并延長(zhǎng)刀刃的使用壽命。而且有利于工件的翻轉(zhuǎn)，以便定期清理切屑。
然后將型芯和型腔兩部分分離，使每一個(gè)部分在其對(duì)立的車(chē)削主軸中保持夾緊的狀態(tài)。同時(shí)，將兩個(gè)新的剖分面進(jìn)行端面銑削加工，并在一次裝卡調(diào)試過(guò)程中，完成模具兩半部分的冷卻孔鉆削加工任務(wù)。
與傳統(tǒng)的加工工藝相比，采用這種加工方法大大減少了工件的裝卡次數(shù)和操作程序。同時(shí)，模具的加工精度可以進(jìn)一步提高，因?yàn)槟＞叩膬砂胧冀K保持著完美的方向定位，直到相互分離。
技術(shù)應(yīng)用：在這一應(yīng)用領(lǐng)域中，旋轉(zhuǎn)軸的定位精度是非常關(guān)鍵的。在該多功能機(jī)床的銑削主軸中，采用滾子凸輪，其分辨率精度為0.0001°。車(chē)削主軸和副軸的分度精度也為0.0001°。按照機(jī)床制造商的標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)速為12000 r/min的銑削主軸，其振動(dòng)精度為1.5μm（0.00006 in）。其極低的主軸振動(dòng)，保證了小直徑刀具在高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)用時(shí)的加工精度。
并聯(lián)加工
概念：大型模具零件在小型加工中心上分成幾部分加工。然后將加工以后的各部分零件組裝到一個(gè)整體型芯或型腔。在某些情況下，將各部分零件設(shè)計(jì)成插接件的形式，然后將它們安裝到模具基座的隱窩內(nèi)。
背景：大型模具的零件經(jīng)肢解分離以后，其每一個(gè)部分都可在小型的加工中心上加工，而且優(yōu)于將其放到帶有延伸式床身的大型立式機(jī)床上加工。一般來(lái)說(shuō)，采用小型臥式加工中心比較理想，因?yàn)槠湓谇宄行己彤a(chǎn)能方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然采用小型立式機(jī)床也是可行的。
因?yàn)樗鼈兊墓ぷ鞣秶鄬?duì)較小，而小型機(jī)床的容積精度相對(duì)較高。由于其移動(dòng)軸的質(zhì)量較輕，因此小型機(jī)床在加工過(guò)程中，可以獲得較高的加速度和減速度（acc/dec）。較高的acc/dec速度可大大節(jié)約機(jī)床的整體加工時(shí)間—由于其較高的acc/dec速度，如果需要20h的加工，一般可以在15h內(nèi)完成。在小型機(jī)床上，刀具的更換問(wèn)題也比較容易解決。例如，在大部分情況下，只要使用一把精加工刀具，就可以完成模具一個(gè)零件的加工，而且也不需要更換刀刃。
而最重要的是，兩臺(tái)或三臺(tái)小型機(jī)床同時(shí)運(yùn)行甚至可以超過(guò)一臺(tái)大型機(jī)床的工作量。例如，需要20h加工的工件，可以在兩臺(tái)小型機(jī)床上花費(fèi)7.5h的時(shí)間完成加工（將其除以工作時(shí)間，就可得出acc/dec速度系數(shù)）。一組小型機(jī)床要比一臺(tái)大型機(jī)床更能靈活地制定工作進(jìn)度計(jì)劃。由于大型模具可以分成幾個(gè)部分來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這有利于模具分成多個(gè)零件進(jìn)行加工生產(chǎn)。這樣，即使只有小型機(jī)床的模具加工車(chē)間也可以承擔(dān)其原先沒(méi)有能力加工的工件。
而且，小型機(jī)床的投資較低。一個(gè)模具加工車(chē)間必須將兩臺(tái)或更多小型機(jī)床的成本，再結(jié)合小型機(jī)床的整體綜合能力，然后與一臺(tái)大型加工中心的成本進(jìn)行比較。
最后，一副按并聯(lián)加工設(shè)計(jì)的模具也許有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)一步提高其維護(hù)和更新水平。例如，可以將模具中比較容易磨損的部分單獨(dú)設(shè)計(jì)。這樣，當(dāng)模具進(jìn)行維修或翻新時(shí)，可先更換這一部分，從而使工廠的停產(chǎn)時(shí)間降低到最低限度。
技術(shù)應(yīng)用：小型機(jī)床必定具有極高的容積精度，因此，其生產(chǎn)的模具各部分零件精度也非常之高，實(shí)際上，零件組裝面之間達(dá)到了沒(méi)有縫隙的水平。
模具的型芯和型腔通過(guò)一個(gè)單體、實(shí)心的工件加工而成。
這些模具零件四個(gè)面上的冷卻孔加工可在同一次裝卡調(diào)試中完成
5軸深孔鉆
概念：在復(fù)合角度鉆削水平線的能力可以使大型模具的冷卻性能得到進(jìn)一步提高。采用5軸深孔鉆床可以非常經(jīng)濟(jì)地達(dá)到這一目標(biāo)，而且也不需要對(duì)工件進(jìn)行多次復(fù)雜的裝卡調(diào)試。
背景：生產(chǎn)汽車(chē)前保險(xiǎn)杠、儀表控制板和其他塑料件所使用的這類(lèi)模具需要依靠快速有效的冷卻，以縮短其工作周期，達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)水平。
當(dāng)帶有固定式工作臺(tái)和固定式主軸的深孔鉆床成為慣例時(shí)，模具設(shè)計(jì)人員可以有兩種選用方式來(lái)提高大型模具的冷卻速度。一種方式是在模具塊之中，添加更直接的水平線；另一種方式是以復(fù)合角度鉆削水平線，并使這些水平線接近型腔的表面。如采用第一種方式，可能會(huì)大大增加深孔鉆加工操作的時(shí)間。如采用第二種方式，鉆孔加工所需的時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，但會(huì)大大增加工件調(diào)試裝卡所需的時(shí)間，因?yàn)閷?duì)于模具零件每一個(gè)所需的角度，需要采用手工定位。每一操作步驟所需的調(diào)試時(shí)間往往要比鉆削加工的時(shí)間長(zhǎng)得多。
總之，這兩種方式都不盡如人意，尤其是對(duì)于價(jià)格較低的模具而言，這兩種方法更不能滿足客戶(hù)的要求。
在展示時(shí)，可將機(jī)床的防護(hù)罩卸除，這樣就可以很清楚地看
到5軸深孔鉆床在復(fù)合角度上鉆削加工冷卻孔的詳細(xì)情況
事實(shí)證明，最好的答案是采用5軸深孔鉆床。采用這類(lèi)機(jī)床可以加工鉆削深孔，其角度并不是與機(jī)床的軸平行的，而且也不需要采用特殊的夾具。這種加工能力大大減少了完成一個(gè)模具加工所需的多次裝卡調(diào)試的次數(shù)。如果在帶有固定式工作臺(tái)和固定式主軸的深孔鉆床上加工，生產(chǎn)汽車(chē)儀表板使用的模具型腔模塊需要裝卡調(diào)試60次，才能完成復(fù)合角度的水線鉆削加工。但是開(kāi)發(fā)人員聲稱(chēng)，采用5軸深孔鉆床，完成同樣的工作只需要三或四次的調(diào)試裝卡。
技術(shù)應(yīng)用：Ixion Auerbach IA TLF-1300.5型5軸深孔鉆床引起了人們極大的關(guān)注。該機(jī)床裝有可編程旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和CNC數(shù)控主軸頭，在標(biāo)準(zhǔn)以下可回轉(zhuǎn)25°，在標(biāo)準(zhǔn)以上可回轉(zhuǎn)15°。這一機(jī)床既可配置普通的深孔鉆頭也可配置STS（單管系統(tǒng)）式鉆頭或兩者得兼。當(dāng)采用直徑1 in的鉆頭鉆孔時(shí)，后者的鉆孔速度可高達(dá)9 in/min。按照北美Ixion Auerbach Inc. 公司（在紐約州的Monroe地區(qū)）總裁Barry Speller先生的說(shuō)法，該機(jī)床的工藝控制系統(tǒng)可以用圖像的方式顯示油壓、油流量、進(jìn)給力和扭矩等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這意味著對(duì)于鉆削加工可以以最佳的鉆削速度進(jìn)行監(jiān)控，以減少鉆頭斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。該機(jī)床的剛性設(shè)計(jì)使其能夠進(jìn)行高速銑削、鉆削和攻絲等操作，而且還配有一個(gè)可供選用的刀具更換裝置。
