先进的模具加工方案

在过去的几年里，世界范围内的模具制造业都得到了飞速的发展。数控机床和刀具技术的进步极大地提高了模具制造的速度和精度，这样的结果是10年以前所无法想象的。今天，CAD/CAM已经普及，高速加工也已经得到了广泛的应用，并已成为模具制造的必备技术之一。

近年，模具制造业发生了以下变化：

1．1990年，模具的一般交货周期是24个月，5年后则要求少于12个月的交货期，而今天则要求9个月甚至6个月的交货周期。

2．模具的形状更加复杂，尺寸更大，质量更重。大的模具可以达到5500mm×3000mm，重量35t。

3．模具的设计全部采用CAD设计，模具的型面全部为数学模型，模具的形状的检测要求与数学模型吻合，意味着必须用数控机床保证型面的几何精度，手工打磨必须避免或极大程度的减小。

4．实型铸造技术已广泛应用，模具的制造商提供准确的3D铸造模型，由专业的铸造厂完成精密铸造，使得铸造毛坯的精度越来越高，意味极大程度地减小了粗加工的余量。

5．刀具技术的进步使得刀具的切削速度提高，模具加工的切削线速度可以达到300～1200m/min。

6．机床、电主轴、刀具、计算机等方面的技术进步以及编程工具的日益强大为10年来高速加工的广泛应用积累了大量的经验，10000～20000r/min转速下的高速加工已经成为模具制造必备的技术。

JOBS提供了新的形势下模具加工的新的方案，这种方案建立在JOBS 20余年的五轴高速机床的制造和经验，为大量模具制造用户提供整体的解决问题方案以及高可靠性和高质量的JOBS高速加工机床的基础上。

BUSS主轴自动更换系统

在大众-斯克达工厂运转着世界先进的模具加工柔性制造系统（图1），那是高效模具加工设备的一个典型的示例，也是BUSS系统最成功的案例之一。

该柔性系统由两台JOMACH245/BUSS组成，每个机床带有16-HSK63+16-ISO50刀库，每台设备带有6个附具头，带有6个托盘的柔性托盘把两个机床连接起来。高效的加工来源于JOBS公司独有的BUSS主轴更换系统，它由可以自动更换的多个主轴头组成。

刚性非常好的3轴头具有45kW的切削功率，用于2D的粗加工，可以使用φ160mm的面铣刀，90°铣头可加工模具的侧面。强力的五轴头同样具有45kW，可以使用φ52mm的平头刀对于3D的型面做粗加工，它还可以用于加工各种空间位置的孔系。然后利用25kW、16000r/min的高速五轴头对模具进行半精加工和精加工，对于模具的外部采用25或20mm的球头刀，内侧用10mm的球头刀进行半精加工。在做精加工时刀具的切深小于0.3步距小于 0.5mm，平均进给速度可以达到12m/min，模具表面的残余高度小于0.01mm。250mm直径的加长杆用于深腔部位的加工，避免了加长刀杆带来的震动，250mm的90°加长铣头用于加工导向槽的侧面，可以保证导向槽的精度。由于采用了交换托盘，机床的主轴转动时间大大提高，可以达到6000h/年。

当然，并非所有的工厂都会投资如此先进的柔性制造系统。选择配有BUSS系统的单一设备（如JOMACH243BUSS或JOMACH245BUSS）也是一个非常好的选择，这样同样可以在一次装卡完成从粗加工到精加工的全部工序。如果将机床的床身加长一倍，可以在一侧加工，另一侧装卡，同样可以提高主轴的运行效率。目前，世界上已经运行着十几套这样的机床了。

JIMS高效高速加工系统

JIMS是JOBS公司推出的另一套高效高速加工方案（图2、图3 ），它是电主轴的更换系统，它可以半自动更换38kW、200Nm、6000r/min的主轴，31kW、125Nm、10000r/min的主轴，40kW、55Nm、18000r/min的主轴。建立在粗加工分开的加工概念基础之上，JIMS解决方案是模具型面加工的全部方案。与一般的单主轴高速加工机床相比，JIMS有以下特点：