零公差加工

Eclipse Mold模具公司以高端加工中心为基础，为有效地实现零公差加工树立了一个良好的榜样。

Eclipse Mold模具公司的模具工已明显地感觉到，模具的零余量切削加工具有很多优点，他们可以用事实证明。目前，该公司有一个模具加工车间，每年大约可以生产 140套模具，在这项业务中还包括大量的模具修复服务，约占总业务量的40%左右。该公司其余的60%收入来自于3个注塑成型工厂，所有这些工厂都坐落在 底特律市郊。事实上，该公司共拥有42台注塑机，其压力范围从22~750t不等。

图1 这一汽车模具在精加工以后，其型芯一侧的表面已没有多余的余量。除了采用较轻介质进行抛光处理之外，实际上模具不需要手工抛光。从图中可以看到型腔的一个侧面，其中还可以看到闭合面的加工表面质量

Eclipse Mold模具公司的工厂设立在Clinton Township，上述注塑机使用的模具都是由其工厂生产的。该公司几乎在所有的这些模具上，都不同程度地采用了零公差加工方式。该公司的副总裁兼总经理 Steve Craprotta先生说：“采用净切削加工的模具，其工作速度较快、使用寿命较长、维护保养费用较低，其生产的零件质量较好，而且非常清洁干净。我们每 天就是以这样的生产成果维持生存，因此我们深知，这种方法对我们来说是何等的宝贵。”

Eclipse公司每年生产的模具，只有15%是在他 们自己的工厂内使用的。其余的模具都发运到那些大型的一级汽车供货商那里，他们的客户包括人们所熟悉的美国和日本汽车制造商。Craprotta先生毫不 夸张地说：“我们的所有客户都认为我们的模具加工车间是最棒的。”他之所以强调这一点的目的是为了进一步让人们确信：零公差加工是确立其加工车间在这一市 场竞争地位中不可缺少的一部分。

为满足模具生产的需要，Eclipse公司专门提供二次注射模具。这类模具通常只有一个型芯或一个型腔，它 们必须适合其他两半模具的安装，或其一侧需要旋转180°，以满足第二次注塑的需要。Craprotta先生解释说：“如果这些模具采用普通的方法加工， 那么接着还需要手工加工和手工打磨，花费的时间实在太长，无法满足交货期或满足我们自己的生产计划。”如果能将模具的闭合面加工到零公差尺寸（在很多情况 下，甚至加工到负公差余量），那么就可以使手工打磨时间减少到几个小时。他说，其中一面可以与另一面配合，当其旋转或与另一半配合时，其配合的紧密度几乎 是十全十美的。

Eclipse公司生产的大部分模具是非常复杂的多型腔、高精度模具，虽然用于300~700t压力机的中型模具非常普遍， 但其最大的模具可达40 in ×50 in(1in=25.4mm)，最小可达到8 in×8 in。其中70%~80%的模具与机械动作的零件有关，如滑板、推杆、可收缩型芯以及与此类似的零件。

采用零公差加工不但削减了大量的逐点打磨时间，而且提高了机械零件的流水线生产水平。例如，推杆直接安装在模具的隐窝之内，其调节量很少甚至无需调节。

该车间的零公差加工主要依靠3台最新型的加工中心，其中包括由牧野公司（在俄亥俄州的Mason市）提供的V55型和V56型VMC立式加工中心以及一台Johnford公司的DMC-1500型加工中心。

Craprotta 先生说：“牧野公司机床的刚性和精度是达到零公差加工能力的根本保证。”Johnford公司机床的30 in × 50 in大型工作台可满足该车间加工大型模具的需要。按照Craprotta先生的说法，该机床已经实现了零公差切削，几乎可以与小型的VMC立式加工中心相 媲美。

图2  Eclipse公司认为，其加工中心的刚性对零余量加工是十分关键的。上图所示的牧野V55型VMC立式加工中心，其主轴转速高达20 000r/min，配有HSK接口。从图中可以看到，该机床正在进行半精加工

适合铣削硬质材料

Eclipse Mold模具公司于1992年开始与SST公司合作，当时该车间刚刚从牧野公司购置了第一台高速铣床，用于生产石墨电极。Craprotta先生回忆说： “我们通过这些机床的生产经验，学会了高速加工。”当牧野开始销售零余量加工模具零件的硬质材料铣床时，引起了Eclipse公司的注意。于是在2001 年，该公司购置了第一台用于硬质材料铣削加工的加工中心。

与普通的铣削加工相比，硬质材料铣削具有一定的“风险”，而且在初次加工的时候， 会碰到一定的困难，可能会引起刀具断裂或烧蚀，也有可能造成昂贵模具材料的报废。每天要进行硬质材料的高精度铣削加工，对于一名机械操作工而言，确实是难 以想象的，他们几乎想放弃这种加工方法。

Craprotta先生叙述说：“由于我们在很早的时候就开始应用这一加工工艺，我们比其他加工车 间早走了一步，因此我们有一定的转换余地，易于过渡。”首先，车间开始逐渐减少通常所需的加工余量，从0.003 in减少到0.002 in和0.001 in，在这一过程中，加工车间对机床、刀具和刀具路径等方面的经验逐步积累。

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