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缩短模具生产周期的研讨
发布日期:2017-01-03     来源:东莞沃昌金属制品有限公司     浏览次数:
核心提示:现在许多模具的价格已降到只有五年前的一半,但模具生产企业在原材料、设备折旧、人工费用等方面的支出都要比五年前多。为了生存与发展,企业必须在改善管理、提高技术等方面多下功夫,其中努力缩短模具生产周期是十分有效的措施

现在许多模具的价格已降到只有五年前的一半,但模具生产企业在原材料、设备折旧、人工费用等方面的支出都要比五年前多。为了生存与发展,企业必须在改善管理、提高技术等方面多下功夫,其中努力缩短模具生产周期是十分有效的措施。

质量、价格、周期、服务,在这模具四大竞争要素中,周期的重要性日趋突出。随着市场竞争的不断加剧,越来越多的场合,周期已被提到第一要素的位置。为了适应市场需求,所有模具生产企业都在努力缩短模具生产周期。与过去相比,现在许多模具的生产周期大约比五年前缩短了一半,模具生产周期以前用月计,後来用周计,现在是用天计。缩短模具生产周期现在也不单是模具企业的事了,模具供需双方的紧密合作及社会专业化分工协作对缩短模具生产周期也有很大的作用。模具生产一般可分为设计、加工和装配调试等几个阶段,必须抓住每个阶段的关键环节,才能有效缩短整个模具生产的周期。

缩短模具设计的时间

模具设计,一般理解为模具生产企业在接到用户需求产品的信息依据(如样件、图纸、软盘及其他数字信息等)之後,根据产品及模具用户的要求来设计模具。但是现在已有模具企业提前介入和参与产品开发,与用户一起进行产品设计,并一起研究产品与模具的协调性及工艺性,从而使模具及其制品更加合理化,并且使模具生产技术准备时间大为缩短,避免由于模具用户对产品的修改及因产品的工艺性不好,延长模具生产的准备时间,甚至造成多次反覆生产的现象。

模具设计的主要工作目前已可以用计算机来完成。使用计算机辅助设计(CAD)可使原来要用几周及至几个月的手工设计时间缩短为几天。CAD技术已在中国模具行业中逐步普及,现在的主要问题是CAD软件的正确选用、熟练运用以及与本企业情况的良好结合。在模具CAD工作中,积累经验,将知识电子化,建设数据库等都十分重要。现在,部分企业已开始采用CAD快速设计技术,它是在现在一般CAD技术基础上发展起来的一项新技术,与一般CAD设计相比,可缩短设计周期一半左右。采用模具专用软件要比采用通用软件好,采用三维设计要比采用二维设计好。一方面是尽量将设计工作往前推,另一方面是善用CAD这个武器,才能有效缩短模具设计时间。

关键在信息化和数字化

信息社会和经济全球化的不断发展,猛烈地冲击着模具企业的传统体制和生产模式,依赖普通的加工设备和钳工的技能已不能适应飞快发展的社会和用户对模具生产周期越来越苛求的模具市场。为了适应新形势,模具企业必须用信息化、高新技术和先进适用技术来改造自己。除了模具CAD之外,计算机辅助加工(CAM)技术、计算机辅助分析(CAE)技术、计算机辅助工艺设计(CAPP)技术及计算机产品数据管理(PDM)等技术,及至这些技术的集成化、一体化(如C3P、C4P)技术和基于知识的工程(KBE)技术、模具柔性制造(FMS)技术、模具集成制造(CIMS)技术等,对现代的模具企业至关重要。例如对复杂形状的汽车覆盖件进行计算机仿真分析,预测其成形过程的一系列复杂的工艺参数,进行识别、确定,可使模具生产周期大为缩短。对注塑模具进行CAE分析也能取得很好效果。只有运用这些技术及网络,才能更有效地实施逆向工程、并行工程、敏捷制造和虚拟制造(包括虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配乃至组成虚拟企业及虚拟现实)。企业内应用适合于单件生产方式及模具生产特徵的管理技术和INTERNET、ERP、MPR、MIS等信息技术及模具制造电子商务系统(EC),使各种业务过程、沟通过程、管理过程等都实现信息化,不但能有效缩短模具生产周期,而且能提高整个企业的经营管理水平和效率、效益。除了企业的信息化之外,有些模具工业发达的城市应用模具信息化系统,实行模具信息化管理,能提高包括缩短模具生产周期在内的整个行业的水平,提高效率和效益。

模具数字化制造不但能缩短模具生产周期,而且可提高加工精度和减少加工过程中的人为失误,还有利于企业向集约型发展并提高市场竞争力。除了上述信息技术之外,模具数字化制造技术还应该包括可制造性设计(DFM),即在设计时考虑和分析可制造性,保证工艺的成功和在数字化技术指导下处理解决试模过程中和制件生产中出现的问题。

有人将企业信息化和数字化的各种因素的影响归纳为:三分技术、七分管理、十二分基础数据、二十分人的素质,这是很有道理的。“经营国际化、设备精良化、技术集成化、生产数字化、管理信息化、模具品牌化”以及模具生产信息化、数字化、无图化、精细化、自动化,已成为许多模具企业的建设目标和发展方向。

采用高新和先进适用技术

高速加工已被模具企业公认为缩短模具生产周期的有效方法。高速加工包括高速切削和高速电加工。统计资料表明,高速切削与传统切削相比,其去除单位馀量的能耗少,大大提高能源和设备利用率,而且可将粗、半精及精加工集中在一台机床上完成,结合CAD/CAM技术,模具的制造周期可缩短约40%。实现高速加工是一个系统工程,必须协调好各方面,机床的选择是最基本的一个方面,机床附件和刀具、电极的正确选用也十分重要,相应的软件和人员配置更是十分关键。除了这些以外,各种工艺参数确定和材料的选用及相互匹配和协调也必须注意。

高速切削、干切削及五轴高速加工,国内已有一些企业采用,而高速电加工方面,国内应用尚少。据国外资料,CNC EDM附设机器人可减少成本30%,提高生产率50%;用机械手安装工件,增加无人操作比例也能有效缩短模具加工周期。使用耐腐蚀低损耗的电极材料,在电介液中加入导电粉末,用气体代替普通电介液及加工非导电材料等电加工新技术,对缩短模具生产周期也都有效果。

快速成型(RP)技术和快速制模(RT)技术已被广泛应用,两者相结合,将RP/RT技术应用于模具生产,可使模具生产周期大为缩短。基于RP技术,结合相应的特种加工工艺,快速制造电加工的电极,也能有效缩短模具生产周期。

采用新材料对缩短模具生产周期也有显着的作用。一是采用易切削金属材料,如铝合金,可大大加快切削速度。现在采用铝合金生产模具在国外已越来越多,特别在注塑模方面。二是采用树脂,有些树脂可直接制成模具使用。采用可加工塑料来替代过去的油泥、木材或某些金属,对缩短模具生产周期也十分有效,特别是对缩短汽车覆盖件模具的生产周期更为明显。

用叠层法来制作大型型腔模具和使用复合加工等先进技术,对缩短模具生产周期也十分有效。

抓好光整加工和装配调试

钳工在模具生产中起着十分关键的作用,没有高级钳工就难以生产出合格的好模具来,这也是模具行业的共识。然而,这种过份依赖于人的情况近年来已开始变化。九五期间,不少模具的机加工与钳工的比例大致为7:3,现在已变为8:2,有些精密模具的钳工作业量已降到不足10%。钳工比例不断降低,这是一种趋势,也是一种进步。在员工比例上,国外多数模具企业的钳工人数为全员的10%左右,而中国多数在40%左右。这不但反映了模具加工的精度和设计的可靠性,也反映在模具生产周期上。随着高速、高精加工的发展,人工研抛和装配调试时间随之减少是显而易见的。虽然模具光整加工和装配调试时间在整个模具生产周期中所占的比重正在逐渐下降,但目前仍占较大比例,在许多模具中,往往还要占到30%左右的时间。模具的光整加工和装配调试大多数企业目前仍旧主要依靠人工。

“人与机器都能干的事,要想办法尽量让机器去干;机器和计算机都能干的事,要想办法尽量让计算机去干;要创造条件使计算机和机器尽量多干事。”这一说法对整个模具生产过程都适用,而对光整加工尤为重要,因为光整加工用的人工太多。在光整加工中,除了必不可少的手工外,应尽量采用各种机具和技术,直至自动化。现在市场上有各种各样的光整加工机具、设备、工艺和技术可供选择,数控自动抛光也已被应用,机器人自动弹性抛光技术也已有成果。复合化、自动化、智能化已成为模具光整加工的发展方向。

装配调试方面,由于加工精度的提高和设计更加合理,“只装不配”和“少修少调”及一次试模成功已成为发展方向,并正在成为事实。对于汽车覆盖件模具,采用液压高速试验压力机和采用多连杆的拉伸机械压力机可有效缩短试模时间。

标准化、社会协作及其他

统计资料表明,搞好模具标准化工作,广泛采用模具标准件,可使模具生产周期缩短30%~40%。也有资料表明,占3%左右生产成本的刀具,如果能合理选用,可提高工效25%左右。先进的定位和装夹系统的采用,对提高工效和缩短模具生产周期也同样十分有效。至于大力开展社会专业化协作和社会化协同作战(如模具项目的总包与分包、工艺协作、零部件及工序协作等)对缩短模具生产周期的效果更是显而易见的。

从小处着手也能有效缩短模具生产周期。除刀具外,夹具、电加工介质、原材料检验等,这些看似小事,也往往易被忽视,然而它们却对模具生产周期和质量有着很大的影响。一般发现,不合适的刀具、夹具及电加工介质,严重影响模具的加工速度和质量,一旦使用了高质量和合适的刀具、夹具及电加工介质,情况就立时改变,在原材料投入加工之前对其进行必要的检验,可避免因废料(或次料)错投所产生的返工。

针对特定用户单独设计、单件制造是模具生产的特点之一。由于不同模具有不同要求,需要有不同工艺及装备,因此,模具生产企业某些装备利用率不高和某些环节存在瓶颈现象就比较普遍。对此,企业的管理就应该注意分析并采取相应措施来尽量消除瓶颈和提高设备利用率。瓶颈的不断消除相对应的就是模具生产周期的不断缩短

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