圖1 PTS 2500的(de)標配為一個Z軸,也可(kě)以根據應用要求配置X軸、Y軸和C軸。 應用於汽(qì)車工業中的部件生產已經可(kě)以使用(yòng)24把刀具同時進行加工。
對一種成功的產品(pǐn)來說,包裝的重要性怎麽(me)被誇大都不(bú)為過。 包裝很大程度上影響著許多客戶的購買決策力。 因此,許多不同領域的公司對包裝設計的研發越(yuè)來越精心。例如,通過壓花突出包裝的外觀。 然而,所需(xū)的壓花衝頭的製造卻對工具和模具製(zhì)造商提出了額外的要求。 作用到包裝上的衝頭具有非常(cháng)精細(xì)的浮(fú)雕和圖案。 同時還必須調試穩定才能使生產的工(gōng)藝過(guò)程具有成本效益。 怎樣有效地生(shēng)產這些部件(jiàn)呢?位於德(dé)國Gaildorf 的EMAG ECM 有限公司采用電子化學加(jiā)工(ECM)的方法,為包裝行業和其他領域提(tí)供一種能夠替(tì)代今天最常用的兩(liǎng)種加(jiā)工方法:研磨雕刻法或 EDM 法的另外一種極具吸引力的方(fāng)法。 這種新型技術的應用將極大地降低各種檔次的生產成本。
隻要看看包裝行業最常使用的壓花工具就會立即明白此類工具要求非同尋常(cháng)的金屬加(jiā)工的精度。首先要在衝頭表麵需要(yào)繪製複雜的3D 圖案或文字。每一個細節都要加工(gōng)進(jìn)工具鋼中,加工精度需要達到微米的程(chéng)度(dù)。之後才能使嵌入到紙板箱或包裝紙表麵的圖案達到要求(qiú)的精確細(xì)致(zhì)。然而,除了較軟的包(bāo)裝材(cái)料,對數以百萬計的筆劃進行非常(cháng)迅速的處理最終會導致加工工具達到其極限,尤其是使(shǐ)用研磨或電火花(huā)加工工具(jù)時。導致這種現象的原因可(kě)以在加工方法中找到:銑削加工會導致形成毛刺,因此必須在後續的加工步(bù)驟中去除這些毛刺(cì)。如(rú)果使用EDM法,很高的溫度會對壓花衝頭材料的結構造成影響。這(zhè)樣就不能(néng)避免在模具中產(chǎn)生細微裂紋的風險。
提高了工件的穩定性
出於這些需要考慮的因素(sù),製造壓(yā)花工(gōng)具、模具、和衝頭的替代方法引起(qǐ)了合同製造商和包裝專家的關注。精密的電子化學加工(gōng)(PECM)在這方麵提(tí)供了(le)非常好的機(jī)會(huì),按照 EMAG ECM公司執行經理 Richard Keller 的說法:“多年來,我們(men)一直在使用這種方法,在汽車工業和航空領域(yù)不斷地取得成功,同時我們正在不斷地改進PECM方法。通過新的 PTS 係(xì)列方(fāng)法,現在我們開辟了全新(xīn)的使用空間。即使加(jiā)工要求嚴格的(de) 3D 結(jié)構,也能在這些機器上順利完成,而刀具幾(jǐ)乎沒有磨損。 這樣大大降(jiàng)低了刀具的成(chéng)本(běn),且生產出(chū)的工件的穩(wěn)定性也隨之得到極大提高。”
高品質的表麵
電化學(xué)工藝以非常溫(wēn)和的方式(shì)去除材料。工件(jiàn)變成正極,而工具變(biàn)成(chéng)負極。 電解質溶液在兩者之間流動,金屬離子從工件中分離出來。由(yóu)於陰極(工具)是反(fǎn)向繪(huì)製的(de)圖案,因此僅(jǐn)在所需的位置去除工(gōng)件材料。 高強度的合金,如(rú)鎳基(jī)合金和硬(yìng)質材料,通常可以使用 ECM 方法進行加工,不會有任何困難(nán)。 最終的加工(gōng)效果就是(shì)獲得高品質的表麵,並且沒有毛刺,不會引起(qǐ)材料結構的變化。EMAG工程師們已經對 PECM(精密電化學加工)的工藝技術進行了改進。例如(rú),電解質溶液的流動間隙可(kě)以變得異常狹窄。除此之外,通過振動機械運動,優(yōu)化了電解質的輸送。這樣就(jiù)確保了特別(bié)有效和精確地去除材料。
圖2 EDM 利於加工樣品,因為它(tā)涉及的(de)機(jī)械設備較為簡單並且鑽機和(hé)電極複(fù)雜性(xìng)較低。由於單(dān)位(wèi)數量增加,ECM 方法因其對工具的磨損較(jiào)低並能產生較長的使用壽命而具有(yǒu)顯著的(de)優勢(shì)。
自2014年年底以來,正是這些優勢,EMAG 為一(yī)直使用 PTS 2500 機器製造壓花工具的中國的工具(jù)製造商創造了極大的效益。“開始(shǐ),客戶隻是給我們發送了(le)一個需要進行壓花(huā)的黃銅的陰極(jí)圖案。我們將其作為 PECM 的實際陰極,使用 PECM 加工第一批壓花成品模具。 這使得我們的(de)中國客戶在技(jì)術和經濟影響方麵有了一個非常準確的認識,這種方法非常適合他們的(de)應用領域(yù)。之(zhī)後他們便對PTS 2500青(qīng)睞有(yǒu)加,”Keller 解釋說。
實踐中(zhōng)的成本利器
顯而(ér)易見,在生產成本和生產質量方麵具有決定性的優勢: 在 PECM加工過程中幾乎不涉及陰極磨損,所以與銑削加工或 EDM 加工相比成本大幅度降低。 因此幾乎不需要更換加工工(gōng)具(陰極)。 同(tóng)時,生產(chǎn)出的壓花工具、模具和衝(chōng)頭的穩定性和(hé)質量也大大提高,這是因為加工出的所有零部件都具有很高的(de)表麵品質,沒有(yǒu)毛(máo)刺,不會改變材料結構。PECM 法比較而言速度也(yě)很快,對於中(zhōng)國製造商來說,PTS 2500 對材(cái)料的去除率達(dá)到每秒0.15到0.2毫米。“對此(cǐ)類應用來說,這是一個巨大的數字,” Keller說。 “一定記住(zhù),電化學在(zài)加工時,整個表麵的材(cái)料同時被均勻地去除掉。另一(yī)方麵,雕刻銑刀需要一行(háng)一行地清除材料,因此完成這個作業需要的時間相對較長。”
模塊(kuài)化概念提供了更多的可能性
在 AMB 2014 展(zhǎn)會上,來自 EMAG ECM 公司的專家們第一次向公眾展出了PTS平台。 隨(suí)後,該係列產品繼續在各個領域續寫成功的故事。EMAG 集團的綜合機械專業知(zhī)識已經在市場上確立了(le)決定性的優勢。其優勢表現在產品創新,如Mineralit機(jī)身、智能軟(ruǎn)件和硬件接口以及(jí)高效的自動化係統中。另(lìng)外在許多應用領域,高性能的刀具進(jìn)給裝置:高達四軸的配置,可同時並列加工20至30個零件等都卓顯其超(chāo)群的技術特性。這樣使成本效益從中級單位數量提高到高級單位數量。“總而(ér)言之,我們對目(mù)前的發展很(hěn)滿意(yì),”Keller針(zhēn)對(duì)目前的情況總結說。
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