正確進(jìn)行數(shù)控研磨工藝,，有效降低模具采購成本

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模具研磨在鈑金制造業(yè)中，早已經(jīng)不是一個(gè)新鮮的話題了,，國內(nèi)大部分的鈑金企業(yè)早已有了通過研磨來延長數(shù)控沖床模具的使用壽命的舉措和體系了,，但是很少有企業(yè)系統(tǒng)性的考察和研究過如何正確的使用研磨技術(shù)來有效提高模具的壽命,，部分企業(yè)甚至在研磨過程中導(dǎo)致了模具的退火,，反而進(jìn)一步的縮短了模具的有效使用時(shí)間,。因此，本文的宗旨試圖通過對以下幾個(gè)概念的分析和討論中,，與國內(nèi)的鈑金企業(yè)一起共同促進(jìn)模具使用成本的進(jìn)一步降低：

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* 數(shù)控沖床模具的可研磨長度；

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可研磨長度實(shí)際上是模具使用過程當(dāng)中最重要的考察參數(shù),，但是也是被國內(nèi)企業(yè)最容易忽略的地方,，這里面最主要的原因在于國內(nèi)鈑金企業(yè)對于研磨工藝的忽視。在這里,，我們可以首先來考察一下何為研磨量,，從而以此為基礎(chǔ)來分析模具的其他性能。

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# 刃口總長度(SBR：Straight Before Radius)

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刃口總長度是考察模具基本性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù),，它指的是從沖芯的刃尖到刃端發(fā)生弧度變化的位置的直線部分的高度,。

刃口總長度是計(jì)算可研磨量的最重要的長度基礎(chǔ)，是考察不同品牌沖芯的重要參考值之一,，以MATE 模具為例,，超能TEC 的刃口總長度達(dá)到了18.9 毫米，而原始型模具的刃口總長度則只有17.9 毫米,，至于部分其他品牌的沖芯,，則甚至連15 毫米也不到。

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因此,，在模具總長不可能發(fā)生變化的這個(gè)基本情況下,，不同品牌的刃口總長度則直接決定了各品牌模具的理論可用壽命。

# 下模穿透度(DP: Die Penetration)

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下模穿透度指的在沖壓過程中,，沖芯深入進(jìn)下模內(nèi)的最大路程,。

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下模穿透度是在鈑金行業(yè)中最容易讓人誤解的一個(gè)機(jī)床設(shè)定值,，很多國際和本土中端品牌的下模都建議下模穿透度要達(dá)到3‐4 毫米，從而可以有效地解決廢料帶料問題,；而許多低端下模的制造者對此的要求比較模糊,，部分無良品牌甚至為了避免下模加工對心度不足對沖芯產(chǎn)生潛在的啃刀影響，故意制造了一個(gè)制造理論誤區(qū),，甚至建議客戶把沖芯穿透度定為1 毫米甚至不到,，他們在引導(dǎo)操作工的時(shí)候宣稱，沖芯穿透入下模的深度如果越淺,，沖床的加工效率就會(huì)越高,。因此，不少?zèng)_床操作工受此錯(cuò)誤的理論的指導(dǎo),，把下模的穿透度調(diào)整得非常小,。

但是實(shí)際上我們通過簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在高速?zèng)_壓過程當(dāng)中,，沖芯來回運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的6 毫米的行程在不同沖床的高達(dá)200‐400 米/小時(shí)的沖壓速度面前產(chǎn)生的多余耗時(shí),，與板材在臺(tái)面上的位移耗時(shí)和轉(zhuǎn)塔的換刀耗時(shí)相比，簡直是微乎其微,；而與此同時(shí),，由于入模太淺從而造成的帶料問題，卻給企業(yè)帶來了大量的板材浪費(fèi),，造成了巨大的損失,。因此，我們需要擊破這個(gè)謊言,，從而幫助鈑金企業(yè)真正的去解決讓人頭疼的廢料帶料問題,。

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# 退料板厚度 (SLT: Stripping Land Thickness)

退料板厚度也是一個(gè)經(jīng)常被人遺忘的角落，業(yè)界一直認(rèn)為退料板是模具當(dāng)中最容易制造的產(chǎn)品,，因此價(jià)格之低讓人對其嗤之以鼻,。但是幾乎沒有人意識(shí)到，如果你可以有效地減少退料板的厚度,，就可以通過少量的模具投資增額換取巨量的沖芯壽命延長的節(jié)約成本,。

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以厚轉(zhuǎn)塔沖床模具為例，一款人人都能生產(chǎn)的原始型的退料導(dǎo)套厚度為8 毫米,，一款世面較為流行的可拆卸式退料板厚度則在7‐8 毫米之間,，但是一款MATE 生產(chǎn)的A, B 工位超能TEC 退料板由于采用的是M2 材質(zhì)的高速鋼，因此其沖芯環(huán)繞部分的厚度通過削薄的方式則可以達(dá)到3.99 毫米,，這也就意味著,，同樣一把沖芯，如果放在了MATE 的超能TEC 系統(tǒng)內(nèi),，則可以平白增加了3‐4 毫米的可研磨量,。由此我們可以很容易的比較出微量的退料板投入與沖芯可研磨量巨大產(chǎn)出之間的比例關(guān)系,。

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# 板材厚度 (ST: Sheet Thickness)

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板材厚度無需過多解釋，但是它同樣是計(jì)算模具可研磨量的重要參數(shù),，之后我們會(huì)

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通過表單數(shù)據(jù)來闡述這個(gè)現(xiàn)象,。

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# 可研磨量計(jì)算公式(Grind Life)

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通過對以上技術(shù)參數(shù)的闡述，我們在這里就可以得到?jīng)_芯可研磨量的計(jì)算公式:

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Grind Life=SBR‐DP‐SLT‐ST,

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即：沖芯可研磨量=刃口總長度‐下模穿透度‐退料板厚度‐板材厚度

為了讓大家對此更加理解,，我們以MATE 自身生產(chǎn)的兩款產(chǎn)品在沖壓1.5mm 冷軋板時(shí)候的數(shù)據(jù)來對此進(jìn)行解釋： A 工位超能TEC 模具系統(tǒng)中,，超能TEC 沖芯的刃口總長度為18.9mm, 建議下模穿透度為3mm, 退料板厚度3.99mm, 板材厚度1.5mm, 我們就可以得出，其可研磨長度=18.9mm‐3mm‐3.99mm‐1.5mm=10.41mm;

A 工位原始型模具系統(tǒng)中,，原始型沖芯的刃口總長度為17.9mm, 建議下模穿透度3mm, 退料板厚度8mm, 板材厚度1.5mm, 我們則可以得到可研磨長度=17.9mm‐3mm‐8mm‐1.5mm=5.4mm

由此,，我們就可以非常明顯的看出，不同的模具系統(tǒng),，對于模具使用成本的巨大影響,，讀者如果有興趣，也可以將自己廠家的模具和相應(yīng)的模具系統(tǒng)測量后進(jìn)行計(jì)算,，從而得到自己目前使用的模具系統(tǒng)下,，沖芯的可研磨量。

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下圖是MATE 的超能TEC 和WILSON 的HP 模具系統(tǒng)下,，針對不同厚度的板材的沖芯的可研磨長度比較圖,，供大家參考計(jì)算。

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* 數(shù)控沖床模具的維護(hù)保養(yǎng)準(zhǔn)則及其重要性,；

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理解了模具可研磨量之后,，我們就可以進(jìn)一步來研究對數(shù)控沖床模具的維護(hù)保養(yǎng)的重要性了。
在此之前,，我們需要先再了解一個(gè)概念，那就是在什么時(shí)候需要去研磨模具,。MATE 在在對國內(nèi)數(shù)百家廠家的拜訪中發(fā)現(xiàn),，70%的廠家，特別是小型的私營鈑金加工工廠,，根本就不在意研磨模具的這個(gè)問題,，他們會(huì)把這個(gè)模具反復(fù)使用，直到其無法再?zèng)_壓出一個(gè)像樣的孔洞為止,，并以此作為衡量模具壽命的標(biāo)準(zhǔn),，同時(shí)再以此作為衡量沖床模具的性價(jià)比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
! {6 m- X: u) l/ b事實(shí)確實(shí)如此么,？

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為了讓大家正確掌握研磨的時(shí)間點(diǎn),，我們首先需要弄清楚兩個(gè)概念：

1. 如何判斷模具是否需要研磨；

實(shí)際上,，按照我們生活的常識(shí)來看,，模具如果每隔幾天在使用前,，就可以稍微研磨一下了，正所謂“磨刀不誤砍柴工”,，這個(gè)流傳千年并口口相誦的諺語,，卻被大部分的鈑金企業(yè)所忽略了。在條件允許的情況下,，盡可能多的頻繁研磨,，肯定會(huì)大大的延長模具的使用壽命。

而按照目前鈑金制造業(yè)界的經(jīng)驗(yàn),，如下圖所示,，當(dāng)沖芯刃口出現(xiàn)半徑為0.25 毫米的時(shí)候，我們一般就認(rèn)為模具必須要進(jìn)行研磨了,。如果大家對半徑0.25 毫米沒有概念的話,，那么還有兩個(gè)竅門：一種是那就是當(dāng)你用手指去觸摸沖芯刃口，能夠明顯感覺出來刃口邊緣有圓角的時(shí)候,，就是模具不得不磨得時(shí)候了,；另外一種則是通過聆聽沖床沖壓時(shí)候產(chǎn)生的噪聲，如果非常沉悶且噪雜的時(shí)候,，也是到了必須研磨的時(shí)候了,。

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2. 如何才能充分延長模具的使用壽命

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接下來，我們進(jìn)行一個(gè)反面分析,，即,，如果你不去頻繁研磨，將會(huì)有什么后果,。

下圖則是一個(gè)理論分析對照表,。

需要注意的是，該圖是以MATE 超能TEC 的每次研磨間的理論可沖數(shù)目為基礎(chǔ)的,，并不是確切的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。 如果其他廠家想對本廠使用的模具進(jìn)行類似分析的話，需要根據(jù)自身的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對此進(jìn)行相應(yīng)的增減,。該表格的右側(cè)對超能TEC 沖芯正常的研磨頻率進(jìn)行了分析,，如果每當(dāng)沖芯刃口出現(xiàn)0.25mm 圓角的時(shí)候都能保質(zhì)保量的進(jìn)行研磨的話，那么每次研磨之后,，都能達(dá)到相應(yīng)的10 萬次沖壓數(shù),，那么經(jīng)過了4 次研磨，模具刃口共被磨掉了1mm,，而此時(shí)模具可進(jìn)行40 萬次的沖壓,。

該表格的左側(cè)則對很多廠家的不好的使用習(xí)慣做了模擬。當(dāng)?shù)谝粋�(gè)0.25mm 半徑出現(xiàn)時(shí),，模具屬于被正常的使用,，因此可以達(dá)到10 萬次的沖壓次數(shù),；如果此時(shí)并不去而是聽之任之的話，模具表面遭到破壞,，加速了模具的磨損,，因此當(dāng)圓角擴(kuò)大到0.5mm 的時(shí)候，只能達(dá)到額外的5 萬次的沖壓次數(shù),；如果繼續(xù)任由其繼續(xù)沖壓,，圓角半徑擴(kuò)大到0.75mm,甚至1mm 的時(shí)候，其可以提供的沖壓次數(shù)成幾何級(jí)數(shù)下降,，那么當(dāng)模具表面出現(xiàn)近1mm 的毛刺面的時(shí)候,，一把昂貴的超能TEC 沖芯理論上僅僅只能可以沖壓18 萬次左右。

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需要注意的是,，其危害性不僅在此,。如果按照第一種方式頻繁研磨，模具始終保持良好的平面和側(cè)面品質(zhì),，那么一把超能TEC 沖芯按照單次0.3mm 研磨量來計(jì)算的話,，針對1.5 毫米的談鋼板，實(shí)際上可以達(dá)到的理論沖壓值為：10 沖萬/次 x (10.4mm) 可研磨量 / (0.3mm/次) =340 萬次,；而如果按照第二種方式來使用同一把模具的話,，那么當(dāng)模具出現(xiàn)2 毫米深的毛刺的時(shí)候，這把模具基本上就可以廢棄了,，那么實(shí)際上可以達(dá)到的沖壓次數(shù)按照幾何基數(shù)遞減的法則,，則最多可以達(dá)到25 萬次，該把超能TEC 沖芯基本就已經(jīng)報(bào)廢,。這時(shí)我們再來比較兩種方式的時(shí)候,，我們就會(huì)吃驚的發(fā)現(xiàn)，由此產(chǎn)生的差距竟然達(dá)到了10 倍之多,。,。。因此,，我們可以很容易的看出,，頻繁研磨對于降低沖床模具成本的革命性的意義了,。

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@ 刃口平面的粗糙度對于模具壽命的影響,；

" E  c: C, A8 m1 y: Z0 h" R2 X4 x) r7 c當(dāng)我們了解了頻繁研磨的重要性之后，我們要來解決第二個(gè)問題,，即如何才能提高每次研磨之間的沖芯和下模的可沖壓次數(shù)。由此我們通過分析以下幾個(gè)方面的力學(xué)現(xiàn)象,，從而理解刃口平面的粗糙度對于有效延長模具壽命的重要性：

@ 模具的有效作用面積

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粗糙度是機(jī)械加工學(xué)上最為常見的技術(shù)參數(shù)之一,，它描述了工件表面的研磨和拋光質(zhì)量,。粗糙度越高，表明了工件表面凹凸不平,，從而導(dǎo)致了較小的有效受力面積的,；

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粗糙度越小，表明了工件表面趨于平坦,，可以獲得較大的有效受力面積,。至于判斷粗糙度大小的標(biāo)準(zhǔn)非常簡單，我們只需打量研磨后的刃口平面的光亮度,，

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基本上就可以看出粗糙度是高是低了,。

下圖的三種研磨后模具均可以通過目視檢查來判斷其研磨質(zhì)量的好壞。

; {: {* I( y! Q* C' Y4 W最左側(cè)的研磨后模具表面暗淡無光,，正是因?yàn)槠浯植诙忍���,，�?dǎo)致了陽光在其表面發(fā)生了漫反射，使得沒有足夠的陽光進(jìn)入人們的視線之中,；而最右邊的研磨后的模具光亮有致,，甚至可以照出人臉，說明其研磨的高質(zhì)量和低粗糙度,。
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而反映到有效接觸面積這個(gè)問題上來的時(shí)候,，我們就可以為以上的三種研磨效果進(jìn)行排序，由此可以認(rèn)定：

% 最左邊的模具研磨后,，實(shí)際有效接觸面積只占理論接觸面積的大約 60%;

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% 中間的模具研磨后,，實(shí)際有效接觸面積大約占理論接觸面積的 85%；

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% 最右邊的模具研磨后,，實(shí)際有效接觸面積大約要占理論接觸面積的 97%以上

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@ 理論強(qiáng)度 vs 實(shí)際壓強(qiáng)

通過以上的計(jì)算,，我們就可以引入實(shí)際壓強(qiáng)這個(gè)數(shù)值。材料力學(xué)中最簡單的原理告訴我們,，工件在某種壓強(qiáng)下還能保持其原本物理結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生斷裂或破碎的特性,，我們稱之為材料的剛度。

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而工件之所以不會(huì)產(chǎn)生斷裂的前提條件就是：工件承受的實(shí)際壓強(qiáng)小于工件的剛度,，由于針對某種特定的模具,，其剛度是它隨身所帶的特性，是一個(gè)常數(shù),，因此在這種情況下,，如下圖所示，我們?nèi)绻�想對工件的斷裂做進(jìn)一步的分析時(shí),，工件承受的實(shí)際壓強(qiáng)成為了唯一的可變因素,。

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我們知道壓強(qiáng)實(shí)際上等于作用力除以實(shí)際有效接觸面積，當(dāng)沖床的作用力噸位數(shù)固定的情況下，實(shí)際有效接觸面積越大,，其產(chǎn)生的實(shí)際壓強(qiáng)值就越小,，工件就越不容易斷裂；實(shí)際有效接觸面積越小,，其產(chǎn)生的實(shí)際壓強(qiáng)就會(huì)成倍增加,，工件就很容易斷裂，如果工件是沖芯的話,，那么其刃口表面的毛刺就會(huì)如同多米諾骨牌一樣,，成幾何級(jí)數(shù)的迅速垮塌，從而制造了新的毛刺,，進(jìn)一步減少了有效接觸面積,，進(jìn)一步加大了實(shí)際作用壓強(qiáng)，形成了惡性循環(huán),，最終導(dǎo)致模具的整體報(bào)廢,。

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因此，我們可以很容易的得出這樣一個(gè)結(jié)論：在研磨過程中,，刃口研磨后的粗糙度的好壞,，將直接決定了該模具在兩次研磨之間的可沖壓次數(shù)，并間接影響了該模具的總體使用壽命,！

那么在接下來的章節(jié)里,，我們就需要討論，如何才能提高研磨的質(zhì)量和效率,。
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* 普通平面磨床的研磨技巧和注意事項(xiàng),；

MATE 通過對于國內(nèi)鈑金廠家的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除了70%的對模具從不研磨的廠家之外,，大約有25%的鈑金企業(yè)是采用廠內(nèi)自行配備的萬能型平面磨床來對模具進(jìn)行不定期的研磨的,。在這種情況下，MATE 給出了如下的建議：
1. 要注意敷料的正確選擇敷料對于研磨后的模具表面粗糙度相當(dāng)?shù)闹匾�,，如果用錯(cuò)了敷料,，那么技術(shù)再好的老師傅，也無法磨出讓人滿意的效果,，從而惡化了模具的使用環(huán)境,，造成了模具的提前報(bào)廢。
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2. 要注意砂輪的研磨方向下圖就是一個(gè)很明顯的例子,，如果砂輪與模具處于同一平面,，那么就會(huì)造成過大的刨削區(qū)域，一方面大大浪費(fèi)了模具的可研磨量,，另外一方面也造成了模具非常差的平面度,。正確的方式是，磨輪所處的平面需要和模具所處的平面垂直,，這樣才能較為精確的控制給進(jìn)量,，有效地節(jié)約模具可研磨長度。

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3. 要注意砂輪步進(jìn)量和手動(dòng)輪步進(jìn)量的協(xié)調(diào)配合下圖就是一個(gè)砂輪和手動(dòng)輪之間配合不協(xié)調(diào)的反例,，砂輪在模具表面上的某處停留時(shí)間過長,，產(chǎn)生的摩擦熱無處散開，從而轉(zhuǎn)換成了形變能量,，在模具表面形成了波紋結(jié)構(gòu),，大大減少了模具表面的有效接觸面積，加速了模具的磨損乃至報(bào)廢,。

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4. 要注意充分的潤滑潤滑液的選擇和補(bǔ)給相當(dāng)?shù)闹匾��?/div>
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如果選擇了錯(cuò)誤的潤滑液,，那么就會(huì)造成了研磨的表面粗糙度效果

而如果沒有補(bǔ)給足夠的潤滑液，那么就會(huì)造成模具在研磨過程當(dāng)中直接退火,，造成了模具的硬度失效,，從而提前報(bào)廢。

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5. 要注意對磨床工人的技術(shù)水平和職業(yè)道德的培養(yǎng)實(shí)際上,，在使用平面磨床研磨模具的過程當(dāng)中,，這才是最重要的一點(diǎn)。傳統(tǒng)磨床對于操作員工的技術(shù)熟練水平有著非常高的要求,，因此,，往往一個(gè)高素質(zhì)的平面磨床操作員工的工資水平將是相對于其他工種而言屬于比較高的。

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如果鈑金企業(yè)對此比較介意,，為了節(jié)約人力成本,，從而只是隨隨便便安排一個(gè)技術(shù)水平較為低劣，或者職業(yè)道德素養(yǎng)較差的工人來進(jìn)行模具研磨工作的話,，其給企業(yè)帶來的損失,，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通過這種用工方式節(jié)約下來的人力成本。

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因此,，企業(yè)就可以很容易得在以下的兩種情況下,，做出正確的判斷：

% 要么，采用工資較低的新手來進(jìn)行研磨,，從而浪費(fèi)了大量的模具可研磨量,，甚至導(dǎo)致模具報(bào)廢，引起了企業(yè)的高模具使用成本,；

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% 要么,，聘請高工資高水平的磨床操作工，從而保證了精確的研磨深度,，優(yōu)質(zhì)的表面粗糙度,，充分的研磨潤滑,，有效地節(jié)約了模具的使用成本。

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* 手動(dòng)型研磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

但是,，在目前較為激烈的人力資源競爭過程當(dāng)中,，高水平的磨床工人一直是鈑金以及機(jī)加工企業(yè)的搶手資源，因此其流失率非常大,。因此,，最令企業(yè)頭疼的往往就是，好不容易培養(yǎng)出來一個(gè)符合資質(zhì)要求的磨床工人的時(shí)候,，卻被他人輕易地挖走了,。因此，我們必須找出一條盡可能不依靠人力因素來保證研磨質(zhì)量的方案,。

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MATE 生產(chǎn)的手動(dòng)式ValueGrind,，TRUMPF 生產(chǎn)的手動(dòng)式磨刀機(jī)，則在這方面,，向各個(gè)鈑金企業(yè)提供了相應(yīng)的解決方案,，從而盡可能的幫助企業(yè)擺脫對于人力資源的依賴，簡化了沖床模具的研磨難度,，有效地保證了模具的研磨后的使用壽命和沖壓次數(shù),。

上圖就是一臺(tái)MATE 生產(chǎn)的ValueGrind 手動(dòng)式研磨機(jī)，其操作方式簡單易學(xué),，把復(fù)雜的兩輪雙手復(fù)合操作的形式改成了簡單的單手搖擺操作,，同時(shí)由于磨輪此時(shí)變成了水平旋轉(zhuǎn)，因此只需通過手動(dòng)調(diào)節(jié)即可完成精確的0.02 毫米的步進(jìn)量,，從而只需設(shè)置一名普工,，即可完成復(fù)雜的研磨任務(wù)。

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此類研磨機(jī),，目前已經(jīng)被不少國內(nèi)廠家非法復(fù)制了若干種型號(hào)并進(jìn)行了低價(jià)傾銷,，MATE只能對國內(nèi)的用戶提起以下在使用過程中的忠告：

% 請務(wù)必注意砂輪的敷料，因?yàn)槠渲苯佑绊懥搜心サ拇植诙龋?/div>

% 請注意下行步進(jìn)量的有效調(diào)節(jié),，從而確保最經(jīng)濟(jì)的完成研磨總量,；

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% 請注意研磨機(jī)是否裝配的有效地潤滑液循環(huán)裝置，是否能夠在研磨過程中供給足夠的乳化液,，避免模具的退火,；

% 是否能夠有效地固定待磨模具，且不傷害其外表面

% 請注意砂輪及其砂輪敷料的有效壽命,，避免高昂的置換和運(yùn)行成本

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此外,，還有非常重要的一點(diǎn)，各個(gè)鈑金企業(yè)需要千萬注意,，即對于手動(dòng)研磨機(jī)的操作工人的職業(yè)道德培養(yǎng)和工作強(qiáng)度的設(shè)定,。

使用手動(dòng)研磨機(jī),，由于其單次步進(jìn)量大多在0.02mm 左右，如果想要磨去0.3 毫米的毛刺,，那么每個(gè)模具的實(shí)際研磨耗時(shí)要在15‐20 分鐘左右,，這也就意味著每班次可以研磨的模具總數(shù)不應(yīng)該超過30 個(gè)。

有些鈑金企業(yè)如果忽視這個(gè)規(guī)律,，強(qiáng)行規(guī)定每班次要研磨更多的模具的時(shí)候，操作工人為了能夠準(zhǔn)時(shí)下班,，必然會(huì)要么加快研磨搖擺頻率,，要么草草研磨數(shù)下之后便進(jìn)一步加大研磨下壓步進(jìn)量，而這兩者都會(huì)對磨輪及其敷料造成巨大的傷害和磨損,。

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以MATE 的ValueGrind 為例,，以每日8 小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算的話，ValueGrind 的CBN 磨輪實(shí)際的設(shè)計(jì)使用壽命應(yīng)該是至少2 年,，在潤滑充分的情況下,，甚至3 年也無需更換。但是,，MATE 遇到的極端情況是,，有部分企業(yè)2，3 個(gè)月就會(huì)更換一個(gè)昂貴的磨輪,，后來經(jīng)現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),，其工人為了盡快完成每日的工作量，不顧磨床的使用說明,，強(qiáng)行快速研磨,，同時(shí)加大每次的下壓步進(jìn)量，造成磨輪敷料的過載,，導(dǎo)致了磨輪的迅速報(bào)廢,。

這個(gè)反例提醒了大家，手動(dòng)式研磨機(jī)雖然可以降低了研磨過程的機(jī)床操作難度,，但是由于人為因素仍然存在,，從而造成了研磨質(zhì)量的下降和研磨機(jī)磨輪壽命的顯著縮短。

這兩點(diǎn)在目前中國現(xiàn)有的企業(yè)管理水平下,，是非常難以改變和提高的,。

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* 數(shù)控研磨機(jī)的使用環(huán)境，研磨原理和技術(shù)優(yōu)勢

前面我們對兩種傳統(tǒng)的研磨方式進(jìn)行了分析和比較后我們就能發(fā)現(xiàn),，傳統(tǒng)平面磨床對于高技術(shù)水平的操作人員依賴性大且效率低下,；手動(dòng)研磨機(jī)雖然可以解決對于技術(shù)的依賴性，卻依然無法解決其效率低且易遭惡意磨損的缺點(diǎn),，在這種情況下,，業(yè)界則推出了自動(dòng)數(shù)控研磨技術(shù)的概念,。

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那么我們首先要界定，在什么情況下我們將適合使用自動(dòng)數(shù)控研磨機(jī),。

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如果從數(shù)量上來考慮,，我們認(rèn)為，當(dāng)一家鈑金制造企業(yè)擁有4 臺(tái)數(shù)控沖床設(shè)備的時(shí)候,，就基本到了需要考慮自動(dòng)研磨的時(shí)候了,。因?yàn)榇藭r(shí)每天實(shí)際上每臺(tái)沖床上已經(jīng)產(chǎn)生近15 個(gè)以上的待磨模具，按照西方的制造理念,，此時(shí)該企業(yè)需要每天研磨超過60 個(gè)模具用以保證模具的高壽命,。而根據(jù)我們之前的計(jì)算結(jié)果，手動(dòng)式研磨機(jī)每班次的最高產(chǎn)能也不過30 個(gè)左右,，已經(jīng)無法滿足4 臺(tái)沖床的研磨需求了,。

如果從質(zhì)量上來考慮，我們認(rèn)為,，當(dāng)一家企業(yè)使用的是進(jìn)口或者國產(chǎn)中高端模具的時(shí)候,，手動(dòng)平面磨和手動(dòng)研磨機(jī)的研磨質(zhì)量已經(jīng)成為了其有效增加研磨間可沖次數(shù)的質(zhì)量瓶頸口，此時(shí),，高質(zhì)量的數(shù)控研磨可以保證卓越的研磨粗糙度,，從而進(jìn)一步提高了進(jìn)口模具的性價(jià)比，達(dá)到了物有所值,。從降低工作重復(fù)性和提高企業(yè)精益化生產(chǎn)的角度,，也需要利用自動(dòng)研磨工藝來取代枯燥乏味的擺臂動(dòng)作，從而避免了自然勞動(dòng)力由于疲倦和無聊導(dǎo)致的生產(chǎn)責(zé)任事故,。

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在以上提到的三種情況下,，自動(dòng)研磨機(jī)將起到積極的輔助和推動(dòng)作用。接下來我們可以就MATE 生產(chǎn)的MPG 系列研磨設(shè)備為例,，來了解一下自動(dòng)數(shù)控研磨設(shè)備的機(jī)械和電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,。

研磨機(jī)的工作主體部分是由電機(jī)在絲杠上上下驅(qū)動(dòng)的磨輪組成。

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不同品牌的主體部分的區(qū)別在于：

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% 電機(jī)是否可變速,，從而在不同的研磨階段達(dá)到最合適的研磨或者拋光速度,；

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% 磨輪是否為優(yōu)質(zhì) CBN 敷料磨輪；

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% 研磨的起始點(diǎn)定義的方法,，機(jī)械式,，光電式，手動(dòng)式,，以及如何在系統(tǒng)中消除時(shí)間滯后參數(shù),。

% 研磨的起始點(diǎn)定義的精度，從而保證了磨輪在正確的起始位置上開始研磨

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% 研磨機(jī)的輔助部分包括：

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% 數(shù)控電路系統(tǒng)

% 潤滑泵壓系統(tǒng) % 轉(zhuǎn)盤輔助研磨驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

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但是實(shí)際上,，最重要的則是研磨機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng),，即模具的裝卡系統(tǒng),。目前市面上流行的仿制研磨機(jī)，有的只能研磨下模,，有的可以研磨少量工位的厚轉(zhuǎn)塔沖芯,，但是一旦某家鈑金企業(yè)既擁有數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖，又擁有村田,，或者通快,，或者薩瓦尼尼系列沖床的時(shí)候，大部分的仿制機(jī)型則只能望洋興嘆,，自動(dòng)放棄了,。

因此，在數(shù)控研磨設(shè)備里面,，實(shí)際最為核心的設(shè)計(jì)know‐how,，就是針對不同系統(tǒng)模具的單一型或者萬能型的沖芯及下模裝卡系統(tǒng),，否則,，即使購置了仿制機(jī)型，也無法對本廠的模具進(jìn)行有效研磨,。

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除此之外,，如果仿制研磨機(jī)型如果采用三爪卡鉗式的緊固方式來固定下模或者沖芯的話,， 也會(huì)在高速研磨過程中,，在較大的旋轉(zhuǎn)力矩的影響下，對待磨模具的外表面,，同心度造成了巨大的損傷,，使其喪失了研磨后的沖壓過程中的表面光潔度和對心度，得不償失,。

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因此,，我們從而可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：一臺(tái)質(zhì)量優(yōu)越的自動(dòng)化數(shù)控研磨設(shè)備必須具備以下的這些特征：

% 馬力強(qiáng)勁的變速電機(jī)；

% 精度有保證的光機(jī)電一體化的研磨起始點(diǎn)探測系統(tǒng),；

% 優(yōu)質(zhì)的大尺寸CBN 磨輪,，用以研磨0.6mm‐160mm 尺寸的沖芯與下模;

% 高精度可編程數(shù)控系統(tǒng)，用以對不同的模具系統(tǒng)研磨過程進(jìn)行高效的設(shè)定和管理,；

% 流量充足的潤滑泵壓和噴嘴系統(tǒng),，從而保證最大限度的研磨深度；

% 能充分保證定位裝卡精度的萬能型或者單一型沖芯&下模固定系統(tǒng),；

% 轉(zhuǎn)盤角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)用以斜刃刀或者屋頂?shù)兜难心?/div>

只有一臺(tái)數(shù)控研磨設(shè)備擁有以上特征的時(shí)候,，才值得鈑金企業(yè)對其進(jìn)行投資使用，并從而獲得應(yīng)有的投入產(chǎn)出效益,。

* 數(shù)控研磨帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益

在了解了數(shù)控研磨的硬件要求后,，我們來看一下,，數(shù)控研磨設(shè)備能給企業(yè)帶來哪些直接的經(jīng)濟(jì)效益。毫無疑問,，我們首先需要來考察的就是通過數(shù)控研磨設(shè)備所帶來的有效可沖總次數(shù)的增長量,。下面我們通過使用前后的兩張統(tǒng)計(jì)圖表的對比，從而可以讓讀者非常容易比較出數(shù)控研磨工藝帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)效益,。第一張圖表顯示了不同的模具如果并不能頻繁的研磨的話,，他們實(shí)際可以產(chǎn)出的可沖壓總次數(shù)。

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在這種情況下,，我們可以非常輕易地得出一個(gè)結(jié)論,，國產(chǎn)模具的性價(jià)比明顯優(yōu)于進(jìn)口的沖床模具。但是事實(shí)真的如此么,？那么就讓我們來看一下,，在采用了數(shù)控研磨工藝后，不同模具之間的可沖次數(shù)的對比,。

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由此我們可以驚詫的發(fā)現(xiàn),，國產(chǎn)與進(jìn)口品牌之間的可沖次數(shù)的差值,，從之前的2 倍,，激增到了3.4 倍；而切邊刀的可沖次數(shù)差值,，則從之前的5 倍激增到了8.5 倍,。

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于此同時(shí),，即使是國產(chǎn)的模具，只要其材料品質(zhì)過硬,，沒有內(nèi)部裂紋和氣泡等質(zhì)量問題的話,，同樣也從之前的18 萬次的壽命激增到了1 百萬次的沖壓壽命，同樣得到了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益,。

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換句話說,，僅此一項(xiàng)，企業(yè)根據(jù)不同的模具品牌,，每年即可節(jié)約至少50%的模具采購成本,。各家企業(yè)可以自行套用各自的年度消耗量，從而得到相應(yīng)的數(shù)據(jù),。初次意外,，數(shù)控研磨工藝同樣也帶來了其他的直觀的經(jīng)濟(jì)效益，我們可以通過下表來做具體的描述和分析不同品牌數(shù)控研磨設(shè)備的性能表現(xiàn),。

從上表我們不難分析出,，一臺(tái)優(yōu)秀的數(shù)控研磨設(shè)備，基本上可以滿足4‐8 臺(tái)數(shù)控沖床的每日研磨需求，同時(shí)可以取代近8 臺(tái)平面磨床的產(chǎn)能,，而且客戶回饋的數(shù)據(jù)表面,，一個(gè)工人最多可以同時(shí)操控3 臺(tái)數(shù)控研磨設(shè)備，也就是說,，最大可以滿足12‐20 臺(tái)數(shù)控沖床的模具研磨任務(wù),，由此我們可以清楚地看到，數(shù)控研磨設(shè)備可以大大解放了模具間的研磨維護(hù)保養(yǎng)效率,，真正的體現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)品牌模具性價(jià)比,，從而詮釋了“磨刀不誤砍柴工”這句話的真諦。

* 數(shù)控研磨產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益,；

除此以外,，數(shù)控研磨工藝同時(shí)還能產(chǎn)生了一系列的其他的間接經(jīng)濟(jì)效益，為了方便讀者理解,，我們同樣也列出了相應(yīng)的圖表,，列舉出了各個(gè)品牌數(shù)控研磨設(shè)備給生產(chǎn)使用者帶來的其他經(jīng)濟(jì)效益，其中需要解釋的TTT(Thick Turret Tooling)厚轉(zhuǎn)塔沖床模具的縮寫,。

如果需要對這些經(jīng)濟(jì)效益做一個(gè)歸納總結(jié)的話,，那么以下幾點(diǎn)就是數(shù)控研磨設(shè)備給企業(yè)帶來的最重要的經(jīng)濟(jì)效益：

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% 有效成倍延長了數(shù)控沖床模具的使用壽命；

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% 降低了對模具間操作工的資質(zhì)要求和職業(yè)素養(yǎng)要求,，從而徹底擺脫了模具研磨質(zhì)量對熟練工的依賴性,；

% 企業(yè)不再因?yàn)橥鈪f(xié)研磨所導(dǎo)致的漫長的等待周期而被迫備2 到3 套相同的模具,，從而避免了庫存浪費(fèi),；即使采用外協(xié)研磨，如果外協(xié)供應(yīng)商也使用數(shù)控研磨設(shè)備的話,，同樣可以加速研磨服務(wù)速度,，幫助企業(yè)節(jié)省相應(yīng)模具的庫存資金；

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% 同時(shí)由于模具的表面質(zhì)量的提高,，從而減少了拖料和退料現(xiàn)象,，從而有效地減少了材料報(bào)廢率和不合格率，幫助企業(yè)堵住了生產(chǎn)浪費(fèi)的缺口,。

* 數(shù)控研磨產(chǎn)生的間接質(zhì)量效益

4 `' H, o6 S9 I" L% x, t這其中的優(yōu)點(diǎn)就不用多闡述了,，鋒利的模具必然可以保證了孔洞的沖壓質(zhì)量，避免了沖床液壓系統(tǒng)的長期過載,，于此同時(shí)減少了沖芯在沖壓過程中不能及時(shí)退料的影響因素,，保證了沖壓生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

* 數(shù)控研磨產(chǎn)生的間接生產(chǎn)效率效益

數(shù)控研磨工藝對于生產(chǎn)效率提高的推動(dòng)效應(yīng)是極其巨大的,，我們可以從以下幾個(gè)方面分別來分析其推動(dòng)效果：

# 沖床設(shè)備有效運(yùn)營時(shí)間的提高

3 F- L5 z/ f* c( T" X5 n$ J3 V7 x5 w毋庸置疑,，一旦企業(yè)形成了行之有效的研磨保養(yǎng)體制后，每日操作工人只需要將當(dāng)日研磨裝配好的模具放入沖床設(shè)備后,，便可以放心大膽的任由其進(jìn)行連續(xù)沖壓,。由于刀口始終保持了鋒利的狀態(tài),，在充分潤滑的前提下，基本上可以保證不再會(huì)有沖芯無法及時(shí)退料,，或者造成空洞毛刺過多導(dǎo)致的停機(jī)保養(yǎng)事件的發(fā)生,。而且如果模具得到了高質(zhì)量的研磨之后，其每次研磨間的可沖次數(shù)得到了成倍的增長,，同時(shí)也避免了模具使用后期,，操作工被迫頻繁停機(jī)，檢查沖壓質(zhì)量和頻繁更換模具的事件,，大大提高了沖床的有效運(yùn)營成本,，從而保證企業(yè)進(jìn)一步提高了生產(chǎn)第一線的盈利能力。
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# 沖床設(shè)備的高速?zèng)_壓

一旦模具得到了高質(zhì)量的研磨,，那么憑借其鋒利的沖芯刃口,，在得到?jīng)_床系統(tǒng)充分的潤滑下，可以避免產(chǎn)生大量的無效摩擦熱,，并通過潤滑液有效帶走熱量,，模具的溫度始終控制在一個(gè)合適的水平，在這種情況下,，操作工就可以開啟沖床的高速?zèng)_壓模式,，進(jìn)一步的提高沖床的生產(chǎn)效率。

# 沖床模具的緊急修補(bǔ)

這一點(diǎn)對于生產(chǎn)第一線尤其重要,，由于數(shù)控研磨設(shè)備簡單易學(xué),，一旦中班或者夜班出現(xiàn)模具崩刃或者折斷現(xiàn)象，一個(gè)普通的操作工人,，也可以在2‐10 分鐘之內(nèi),，將此模具優(yōu)質(zhì)高速的進(jìn)行研磨修補(bǔ)，從而避免了整條生產(chǎn)線的停工等待,，保證了生產(chǎn)活動(dòng)的有效進(jìn)行,。由此可見，數(shù)控研磨設(shè)備將會(huì)給鈑金企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用,，幫助企業(yè)進(jìn)一步的增產(chǎn)節(jié)約,。

* 選擇數(shù)控研磨機(jī)時(shí)需要考慮的重要參數(shù)最后，我們也會(huì)給讀者提供在選購數(shù)控模具研磨設(shè)備時(shí)候一些建議,，供讀者進(jìn)行參考,。

# 電機(jī)功率和種類（是否可編程，是否可變速）

電機(jī)的功率基本上決定了研磨速度的高低,，也決定了研磨的效率,。一臺(tái)MPG 研磨機(jī)的電機(jī)功率達(dá)到了3.3KW, 而一臺(tái)仿制的研磨機(jī)的功率卻只有1.1KW 左右，從而在基礎(chǔ)硬件上，產(chǎn)生了絕大的生產(chǎn)效率差值,。初次之外,，電機(jī)是否可以變速，是否可以進(jìn)行數(shù)控編程同樣很重要,。實(shí)際上,，整個(gè)研磨過程分成三段，即快速粗磨,，慢速精磨,，勻速拋光。只有通過這樣的速度組合,，才能最有效且最高質(zhì)的對模具進(jìn)行有效的研磨,。因此，讀者如果有意選購數(shù)控研磨設(shè)備的話,，電機(jī)的功率和種類將是選購時(shí)候重要的參數(shù),。

平均研磨速度 （空駛速度；粗磨速度,；精磨速度,；拋光速度）

/ `" Z/ X& d; w" }$ j$ |正如上文所說，電機(jī)的品質(zhì)決定了加工效率,，并體現(xiàn)在研磨速度上,。以MATE 的MPG 研磨機(jī)為例，粗磨時(shí)候的最高步進(jìn)速度甚至可以達(dá)到0.4mm/min, 平均研磨步進(jìn)速度則達(dá)到了0.15mm/min, 這也意味著,，研磨一個(gè)D 工位的下模的平均純加工耗時(shí)僅僅只有2 分鐘,！這一切都?xì)w功于一個(gè)強(qiáng)勁的電機(jī)和穩(wěn)定的機(jī)械系統(tǒng)。

# 磨輪尺寸

磨輪尺寸同樣相當(dāng)重要,。磨輪如果過小,，那么它可以加工的模具的尺寸就會(huì)偏小,，碰到C,D,E 工位的大型模具,，仍然還要拿到平面磨床上去緩慢且低質(zhì)的研磨加工，失去了采購的意義,。因此,，讀者在采購研磨設(shè)備的時(shí)候，一定要注意研磨磨輪的尺寸,，以直徑200mm為最優(yōu)化尺寸,。

# 研磨加工范圍 (最小尺寸，最大尺寸,，最大研磨高度)

) ~' p; J0 U4 Z3 j6 `0 R) i磨輪的品質(zhì),，整套系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，電機(jī)的功率大小，其組合因素最終體現(xiàn)在研磨的加工范圍上,，最理想的研磨設(shè)備,，需要可以研磨小到0.6mm 的厚轉(zhuǎn)塔多子模沖針，大到320mm 的巨型薩瓦尼尼模具,，以及原始型的厚轉(zhuǎn)塔A,B 工位沖芯,，如果能夠做到這幾點(diǎn)，那么這臺(tái)數(shù)控研磨設(shè)備就物有所值了,。

# 操作維護(hù)保養(yǎng)難度

之前我們說過,，數(shù)控研磨設(shè)備一定要屬于“傻瓜”機(jī)型設(shè)計(jì)，一定要讓所有的操作工包括普工,，可以毫不費(fèi)力的上手操作,，并且采用各種措施，避免其誤操作帶來的人身傷害和工件損害,。因此,，數(shù)控設(shè)備無論是維護(hù)保養(yǎng)，還是在設(shè)計(jì)上做到最方便快捷,，從而保證了設(shè)備的高效正確使用,。

# 拋光效果

最后一點(diǎn)是最重要的，也是很多廠家忽視的一點(diǎn),。在前面我們就已經(jīng)闡述過,，模具刃口表面的粗糙度越小，那么其有效壽命必然越高,，研磨的性價(jià)比就越高,。因此，最后一道的拋光工藝是必不可少的用來提高研磨質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。但是很多設(shè)備廠家為了降低設(shè)備的制造成本,，有意無意的忽略了這道工藝的加入，從而無法保證高品質(zhì)的完成模具刃口表面的最終加工,，使得自動(dòng)研磨與手動(dòng)研磨的最終效果相差不多,，并沒有很好的起到提高性價(jià)比的作用。

在此,，我們也把市面上較為流行的幾款數(shù)控研磨設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對比一下,，供讀者在選購的時(shí)候進(jìn)行參考。

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老鷹

我剛才都調(diào)好格式了，別再動(dòng)了,。