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刀具模具制造中的加工链优化

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:32:08

德国的刀具制造业面临着巨大的挑战：不仅是来自东欧和亚洲国家对价格施加的压力，这种压力来源于他们以明显低得多的工资水平引发的越来越激烈的竞争，而且本国市场上一直存在的过剩生产力也迫使企业进入同低价竞争者的价格战中。不过，像在其他许多行业中一样，这种决策对德国刀具制造业来说也是一项重大失误，由于完全不同的边界条件，最终企业只能败下阵来。因此，作为价格战的替代方案，只有另辟蹊径，使产品多样化。不过，通过什么样的途径才能使模具制造厂家摆脱这种竞争，而又不至于为此把自己局限在一小块业务领域呢？
首要的是提高工艺效益
从技术角度来看，这个问题可以做出各种各样不同的答案。但采取措施的目的首先应当放在提高工艺的效益上，因为用户始终在寻找与标准相比的增值——不管是通过缩短供货时间、通过提高精度或者通过在以后的批量使用中具有特殊的性能，比如在压铸模具方面缩短周期时间。提高工艺的效益既可以通过特别高的生产率来实现，也可以通过特殊的灵活性来实现，比如在紧急订单必须加塞插入到加工过程中的时候。
在介于生产率和灵活性之间的这个紧张区域，区分电火花烧蚀和铣削加工方法的问题具有特别重要的意义。除了像制造锻模那样的特殊情况之外，硬铣在刀具制造中虽然部分取得了长足的进展，但并不能取代电火花烧蚀。当前在硬铣加工中出现的发展趋势，主要涉及到刀具技术和镀层技术。新型刀具钢，如粉末冶金制造出的材料，要求有高性能的系统，而这些系统往往通过超微粒硬金属与适当的层压系统相结合才能达到。它们必须能够耐受强大的磨损，因为材料中的高碳化物成分会导致这种磨损。但与此同时，刀具又必须通过合适的刀刃几何形状来应对材料的韧性，这种韧性是由于材料的粒度小而造成的。
另一个决定性因素是可以达到的精度：在一次性夹紧中加工为成品，可以大大提高产品的精度，通过采用托盘系统也可以在同一个夹紧当中超越工艺的极限，这样就可以大大地减小变换夹具时的加工余量参数。
硬加工机床必须在主轴和机床结构的刚性方面满足极高的要求。只有在整个结构增加过程力的时候，从静态和动态力学上都能保持稳定的情况下，才能达到极高的精度。振动必须迅速得到遏制。刀具和工件的夹紧往往被忽视，而这一点也应当纳入到考虑当中。流体静力学的坐标轴和主轴轴承为目前广泛采用的机器方案提供了一项令人感兴趣的替代方案，这种方案目前开发成功，可以上市，而且也已经用于首批机器上了。在流体静力轴承上，所有金属件全部采用液体膜相互分开，因此这种丝毫无磨损的系统具有很高的自减震和刚性性能，与传统的系统相比，可以达到明显高得多的精度。
在过去几年里，由于在发电机与设备技术上取得了较新的进展，电火花烧蚀才得以甩掉了缓慢而且需要做大量后续工作的工艺形象。比如目前在使用石墨电极方面，电火花烧蚀不仅取得了高得令人惊奇的电蚀量率，而且也以其集束的单根电极达到了节约组织和物流方面费用的目的。
总体来看，如今两种技术的继续发展和智能组合已经为刀具制造提供了缩短加工链以及同时灵活地满足用户愿望的机会。不过，在刀具制造厂家的日常实践中对两种方法加以区分是非常重要的。
硬加工缩短加工时间
当你成功地把模具芯和刀具元件的硬化从加工链的各个阶段中分离出来时，你就得到了大好机遇，因为它们对加工时间具有特别强大的影响。将经过淬火的标准尺寸坯件提前准备好，然后将它们全部在硬状态下进行加工，几乎可以大幅度地缩短加工时间，许多调查证明，这是用户发出订单时最重要的指标之一。刀具制造中时间的节省对新产品的开发时间产生直接影响，那么出于此种原因，它在产品的开发中具有特殊的意义。

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