五轴精加工流程砍掉三步:德国工具厂如何周省一周交付周期

发布时间:2026-04-20 08:53  点击:1次
五轴精加工流程砍掉三步:德国工具厂如何周省一周交付周期

Bernd Krebs从1989年创立toolcraft AG至今,一直紧盯着这家企业。五年前他把日常运营交给更年轻的团队,自己转任监事会主席。如今这家位于德国纽伦堡Spalt的企业拥有近500名员工,业务涵盖高精度切削、增材制造、机器人自动化、注塑成型以及本地90人的模具车间。

Bernd Krebs认为,企业持续向好的核心动力是内部的高激励与高信任文化。他直言:“只有氛围对了,员工才能释放全部潜力,提出真正推动进步的好点子。”这种氛围不仅体现在困难时期的亮眼业绩上,更体现在员工脸上那种发自内心的笑容里。

模具车间团队负责人Johannes Herzog对此深有体会。这位模具机械师兼工业主管特别欣赏雇主的创新态度:“Bernd Krebs和董事会对现代技术投资始终敞开大门,只要设备能让我们变得更强。”

2024年,这种信任转化为实际行动。toolcraft斥巨资购入一台Kern Micro HD高精度五轴加工中心。这并非一时冲动,而是十年合作的结晶。自2019年Kern Micro HD上市以来,双方联系日益紧密,Johannes Herzog多次前往Eschenlohe的Kern总部考察。他回忆道:“那里的员工同样充满干劲,彼此尊重,氛围**。每次参观都让我们信心倍增。”

性能演示结束后,团队迅速达成共识:这台五轴中心是模具车间的**选择。唯一的小遗憾是工作台尺寸略小,无法容纳320×320毫米的整板。但Kern Micro HD能处理直径达350毫米的单个零件,并支持坐标磨削,这足以打消所有疑虑。

狭小空间里的设备布局创新

2024年3月做出采购决定,五个月后设备正式投产。由于Spalt车间空间局促,安装过程充满挑战。最典型的例子是主轴冷却单元:原本独立放置在地面或混合单元旁的设备,被Kern工程师设计成悬挂在带式过滤器上方。最终,整台设备连同自动化系统和必要的操作通道,仅占用约5×5平方米的面积。

Johannes Herzog认为,这充分证明了与Kern的卓越合作。“机器技术领先是一回事,Kern Microtechnik始终如一的工艺支持让整体方案****。”

目前,这台Kern Micro HD负责90%的硬轮廓零件铣削与磨削。加工材料涵盖广泛,主要是模具钢,也包括不锈钢、钛合金、铜、高速钢和硬质合金。仅在需要极高表面质量时,才用于电极加工。

模具与工装制造对精度要求极高。toolcraft常需达到Ra 0.015微米表面粗糙度及1.5微米尺寸精度。Johannes Herzog强调,可选配的磨削单元对稳定达成这些指标至关重要:“我们最关注精度。零件每减少1微米,就能节省成本和缩短周期。”特别是针对易产生毛刺的液态硅胶模具,Micro HD能对顶针和型芯孔进行坐标磨削。这种“研磨”工艺显著降低了顶针磨损。

工序缩减三步:交付周期缩短超一周

Johannes Herzog最自豪的是加工流程的优化。过去,团队制作典型零件需六到七道工序:五轴粗铣、淬火、五面平面磨削、二次铣削(两次装夹)、线切割打孔、放电加工,最后还需大量手工修整。

“现在只需四到五步,省去了繁琐的平面磨削。”Johannes Herzog笑道。如今,粗铣和淬火后,零件在Kern Micro HD上仅需两次装夹即可完成全部铣削,包括外轮廓和坐标磨削的孔。若铣削和磨削无法满足要求,再进行放电和线切割。手工修整几乎不再需要。

“我们将交付周期缩短了至少一周。”团队负责人算了一笔账:以滑块为例,省去平面磨削节省约4小时机时,线切割又省4小时。更重要的是,员工无需对每个零件重新编程和装夹,大幅降低工时。虽然单件节省看似不多,但考虑到toolcraft各工序负荷饱和,设备常因等待而闲置,这种效率提升直接转化为产能释放。

温控、微隙技术与磨削包定义新标准

问及Kern Micro HD的独特之处,Johannes Herzog列举多项优势。他特别强调:“整机温控系统与45000转/分钟波浪冷却主轴的组合****。”此外,Kern专利的线性轴微隙技术同样关键。Kern销售顾问Barbara Bergmann补充道:“工程师成功将所有创新完美融合。”她还指出,配合磨削包使用油铣工艺,进一步提升了过程安全性,适应各种材料加工。

为最大化设备利用率,toolcraft为Kern Micro HD配备了Erowa ERC-80自动化系统。该单元可容纳11个ITS50/72托盘和48个ITS148托盘,连续运行超150小时已成常态。近乎24/7无人值守运行成为可能,员工只需关注单班制。这在当前人才短缺背景下,无疑是巨大优势。

德国精密制造领域正面临劳动力成本上升与技能缺口双重压力。toolcraft通过引入高度自动化与工艺集成的解决方案,不仅提升了交付速度,更优化了人力资源配置。这种“以设备换人力、以工艺换时间”的模式,或许正是中国精密模具企业应对类似挑战的可行路径。当国内工厂还在为多工序衔接头疼时,德国同行已用五轴联动与智能磨削,把“一周”的交付周期变成了日常标准。

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