五轴铣床提高模具车间产能

模具制造商和注塑商Zero Tolerance公司于2011年由共同所有者Steve和Jamie Michon在堪萨斯州创立，次年将公司迁回故乡密歇根州。Zero Tolerance公司占地9,500平方英尺，拥有14名员工，每年生产50个中小型注塑模具，通常有一到四个型腔和大量侧面动作，用于直接注塑和两次注塑/二次注塑。最初，该公司生产注塑模具，偶尔也生产铸锌、铝或镁的模具。然而，在2019年，该公司赢得了一项需要模具制造和注塑成型服务的工作，自此以后，该客户的零件一直在持续生产。

现在，Zero Tolerance公司配备了两台注塑机（分别为100吨和138吨，最大注塑量为6盎司/177立方厘米），每年可接受300-100万个零件的定制注塑任务，注塑聚合物从烯烃到高温聚酰胺。八台数控加工中心支持模具制造工作，其中6台为三轴加工中心，2台为五轴加工中心，1台三轴数控加工中心专门用于加工公司2台沉降片电火花加工机的电极。另外1台线切割放电加工机和1台放电加工钻孔机也是关键设备。

此外，该公司还提供工具和零件设计服务、工程变更和模具维修。公司还为当地商店提供沉降片、线切割和电火花钻孔服务。

该公司还设计和打印其手动末端工具，Steve说，这将成型吞吐量提高了50%。此外，Zero Tolerance公司还设计了具有保形冷却功能的金属3D打印的滑块，这些滑块由外部服务公司打印，然后在公司内部进行精加工并安装到公司的模具中。

Michons 夫妇还拥有 Sunspot 工具系统公司。现在，Sunspot与Zero Tolerance公司同在一栋大楼内，销售用于沉降片和线切割放电加工的电极和小型镶件的工具、夹具和安装组件。战略合作伙伴Dane Spotting + Benching公司也在同一幢大楼内，该公司为Zero Tolerance公司提供所有抛光和台架加工服务，并为当地其他工具制造商提供服务。

减少设置，扩大产能

由于厂房面积有限，团队规模虽小，但人才济济，Michons夫妇必须在不突破预算或无需购置新厂房的情况下，战略性地增加产能和发展业务。大约在 2021年，Steve开始寻找新的五轴数控铣床。

该团队已经有1台五轴机床，事实证明它在减少设置时间和提高产量方面非常有用。但是，由于加工包络面较小，这台机床无法切割零公差公司通常用于模具的12×12×4 英寸/305×305×102mm的模块。因此，该机床只能切割小型镶件和滑块细节。尽管如此，Steve对下一次购买数控机床的愿望清单已经成形，他希望立式铣床具有真正的五轴功能，既能加工方形块和钻孔水线，又有足够的刚性进行粗铣，同时还能精确地对块体进行精铣。

简而言之，他希望一台机器就能完成所有工作，减少设置并提高精度。由于Michons计划更换一台旧的三轴机床，新机床必须保持零公差的严格尺寸，以满足医疗、国防和汽车行业客户的需求。最后，它还必须足够紧凑，以适应有限的地面空间。

Steve评估了五家行业领先的机床公司的产品。但是，没有一家公司能满足他的全部要求，直到他开始与永进机械工业有限公司（YCM）密歇根/西南安大略销售经理Keith Kauzlarich进行交谈。

快速、精确、灵活

YCM于1954 年在中国台湾成立，在中国大陆、马来西亚、越南、欧洲和美国设有技术和销售中心及子公司，其加工中心以其精度、刚性和可靠性而闻名全球。该公司是太平洋地区最大的两家CNC机床原始设备制造商之一，提供70多种不同的品牌/型号，包括三轴和五轴立式和卧式加工中心、龙门立式加工中心和车削中心。

YCM 每月生产250台数控机床，据说是该地区最大的发那科控制器用户，此外还拥有该地区为数不多的铸造厂之一，获准使用获得专利的Meehanite工艺生产高强度、高一致性的铸铁件，以满足苛刻的应用要求。因此，YCM实现了从铸造到生产主轴、智能自动化控制和物联网 (IoT) 平台的垂直整合。YCM Alliance通过专门的经销商网络，为多个行业的模具、通用零部件和超高速加工应用提供加工解决方案。

作为质量领先企业，YCM是首家通过ISO 9001和ISO 14001认证的台湾机床原始设备制造商。该公司对所有铸件进行应力消除，并以手工刮削方式实现100%的高精度连接尺寸，在气候受控的条件下制造所有设备，并在生产部件时对每个部件进行测试。该公司自20世纪70年代以来一直在北美销售，仅在密歇根州就安装了1000多台机床，Kauzlarich解释说，他与 Michons夫妇密切合作，了解他们的要求，帮助他们找到合适的机床，满足他们当前和未来的需求。

Kauzlarich说：“五轴机床是我们的重点，因为这是市场的发展方向，而且设置减少了，无人化操作大大增加了，因此，当您安装一台五轴机床时，最多可以抽出4台立式机床，此外，如果您增加一个自动化单元，您可以抽出8台机床，而且仍然可以以更少的资源完成更多的工作。”你通常可以减少监控每台机器所需的操作员数量。在企业努力寻找熟练工人并在全球市场上保持竞争力的时候，这是一件大事。这与你拥有多少台机床无关，而是要找到合适的机床，而这首先要问“你的主轴利用率是多少？”

Kauzlarich说，大多数公司都不知道这个问题，而那些知道的公司大多在50-60%的范围内，而不是在80%以上的范围内。如果他们的利用率很低，他们可能需要重新评估他们的流程，以确定五轴和自动化如何简化他们的制造操作。“如今，模具制造商不能犯错，”他继续说，“他们必须找到适合当前工艺和未来发展方向的机器。“

Michons 夫妇选择了一台带有耳轴工作台的五轴YCM RX65（其他地区为 UV 650）立式铣床。他们升级到60刀位刀库，以确保有足够的刀具进行粗加工、精加工和钻孔，选择了高性能的15000rpm主轴，增加了冷切屑冲洗冷却系统，以更好地控制热膨胀；他们还选择了发那科控制器，因为他们的其他设备也使用该系统。

这台紧凑型机床设计用于铣削中小型工件（最大520×330mm，300kg），包括硬金属和铝，无论是粗铣还是精铣，都能保持严格的公差（万分之几英寸），并能在非常苛刻的条件下工作。Michons 夫妇最初的计划是淘汰1台三轴机床，为新的五轴铣床腾出空间，但YCM占地面积小，这意味着他们可以同时使用2台机床。更妙的是，他们在2022年IMTS展会上购买了这台机床，这意味着他们不必再等半年时间来建造和运输新机床。新机器已于去年11月安装完毕。