正确的CMM/EDM设置提高CPI应用水平

Roembke Mfg. & Design公司创建于1977年，是北美地区领先的模具设计和制造厂商之一，其生产的模具主要用于从LSR橡胶到高稳定性能人造橡胶材料的模压成型，如EPDM、FKM和Vamac等人造橡胶。以这类模具模压成型的零件主要应用于汽车工业和一些要求较高的医疗生产等领域。

这是一个家族式的企业，共有60多名雇员和6套加工单元。这家具有ISO 9001标准资质的公司拥有约62000in2的(1in2=6.45×10-4m²，下同)现代化厂房，位于Ossian Industrial Park，距离印第安纳州Fort Wayne城南约15mile（1mile=1609.344m，下同）。

Roembke Mfg.制造公司的大部分模具，无论是无飞边转换模具、开口环模具、冷热转换罐、冷流道平板，还是带有阀门浇口的液态注塑模，其设计背后的驱动力在于精密的飞边控制。

按照执行副总裁Gregory J. Roembke先生的说法：“客户的要求是会变化的，包括从带有延伸飞边的零件到只有0.002in(1in=25.4mm，下同)延伸飞边的零件，前者的飞边易于去除，后者的飞边直接由模具形成（见图1）”。

图1 开口环式无飞边模具设计

“飞边控制对于零件的质量十分关键，特别是壁厚或边缘易于脆裂的零件，在强力去除飞边的过程中易于受损。经过飞边控制的零件可以在模压成型以后直接发运，节约了二次操作所需的时间和费用。”

在Roembke公司生产的模具中往往发现有很多内部形状复杂的模具，其对设计自由度的要求，如采用普通的加工工艺，即采用旋转式工具或工件的方式实际上是不可能达到这些要求的。

因此，EDM线切割机床和EDM沉模加工机床是该公司业务操作中不可缺少的加工设备。EDM机床加工每个模具的元件数量变化很大，因为每个模具的型腔可以从1~2500个。所使用的材料一般是440不锈钢，经热处理后达到58~60HRC。

八年前，该公司作出了一个决策，决定大部分EDM加工业务由公司内部完成，以便尽可能对整个加工工艺采取最精密的控制。从那候起，EDM就一直成为提高Roembke公司连续加工工艺水平（CPI）的主要手段。

EDM需要提高等级

最先出炉的EDM解决方案达不到Roembke先生所要求的生产效率，这是完全可能的。按照Roembke公司开发部主任Scott Shutt先生的说法：“当初我们在公司内开始从事EDM加工生产时，显然碰到了许多障碍。首先是EDM机床需配置固定的电磁卡盘。在操作过程中，电磁卡盘产生了热量，从而使介质液体温度升高，引起卡盘热膨胀，最终影响到零件和精密的公差尺寸（有些零件的公差尺寸保持在±0.0001的范围之内）”。

此外，很明显地发现整个工艺运动极为缓慢。Shutt先生经过观察以后说：“与机床相比，我们已经习惯于EDM机床的‘爬行’工作速度。实际上，烧蚀工艺是非常有效的，但是看到每次烧蚀前EDM缓慢地探寻每一工件位置的动作时，实在让人着急。”

速度缓慢的第二个因素是，在电磁卡盘延长零件的安装过程中，EDM机床处于空转的状态。这个过程包括排放介质液体、关闭电磁卡盘的开关、卸下加工好的工件、清洁电磁卡盘、安装新的一套工件、加满介质液体，再次打开电磁卡盘的开关。

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