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模具制造一直是一种艰难、竞争性强的业务。近来，随着高档的运输与通讯技术产业全球收缩的影响，以及政府授权的倡导自由贸易的影响，使得模具制造业更加艰难。
芝加哥模具工程公司(St. Charles, Illinois)的CEO Ralph Oswald说，“全球竞争是残酷的；加拿大很近也很方便，还有中国是如此的便宜。” 芝加哥模具工程公司(简称CME公司)是由德国移民Eric Ozzie Oswald在1944年用500美元创建的。该公司发展到现在拥有40,000平方英尺的生产、设计与办公场地，并且有员工70人。
CME公司生产用于热塑与热固应用的大型单型腔与复杂的多型腔模具，为汽车、娱乐、电子消费品与家用器皿行业的制造商服务。用其模具生产出的产品涵盖烤面包机、私人游艇、汽车照明零件以及为美国国家足球联盟生产的橄榄球帽盔等多个行业领域。通过大型复杂模具制造项目的承担与成本效益管理，CME 公司在海外与国内的竞争者中脱颖而出。 （图片） 小型的烤面包机模具与大型的汽车保险杠模具都必须正确地加工出零件尺寸与形状。使用任意一种规格模具的客户都希望他们的模具能在确定的时间内送达。无论如何，制作大型模具的确体现了独特的挑战与风险。拿CME公司为私人游艇船壳制造的模具来举例。这个模具是深22英尺、宽5英尺、长10英尺，重大80,000磅。Oswal先生说，加工这种大型的模具，需要一个明确的计划。“你不希望这块毛坯料被搬动太多的次数”，他说。“你必须在每台设备上完成尽可能多的加工。不管是铣削还是EDM，你必须保持设定调整时间最小。”
Oswal先生说，虽然存在所需模具超过一付的场合，但是大多数公司的模具是一个品种一付模具。通常，制作一个模具所提供的费用仅允许加工一个样品。
除了加工大型模具之外，CME公司探索出了很多公司处理不了的复杂项目的经验。多色模具是该公司的专长之一。在多色周期里，一种颜色的热塑料被注入模具并硬化，然后旋转模具并且注入第二种颜色，完成零件的加工。
为保证最终浇铸的零件在功能与形状上的正确性，CME公司常规地把公差控制在正负0.001英寸。Oswal先生说，“对于某些汽车照明零件，其光学表面的实际公差为零。”
经济高效地处理挑战性强的项目，要求公司一直紧跟模具加工的技术进步。随着机床技术的发展以及计算机取代了绘图板，CME公司为了获得最大的效用与生产率，增添了新的机床，使用先进的切削刀具技术与高级的设计制造软件包。
例如，大约4年之前，CME公司购买了一台Makino (Mason, Ohio) SN64型石墨高速加工中心为其EDM加工生产石墨电极。在公司的CAD模具设计小组评估了许多用于生成刀具路径的3D加工软件包后，CME选择了Delcam国际公司(Windsor, Ontario, Canada)提供的PowerMill软件包。
“我们信任机床操作工人的输入，”Oswald先生说。“Delcam的程序对于高速加工表现更好；机床上的切入切出过程更平稳。”
CME还在新添的FPT(Canton, Michigan)五轴卧式镗削中心上使用 PowerMill软件，而且它还在3年前购买的Fidia(Troy, Michigan)五轴加工中心使用该软件包。“几乎每个模具都有某些型面最适合于在多轴机床上切削，Oswald先生说。“使用五轴机床能显著减少装夹调整，缩短加工时间并提高质量。”
CME公司技师、网络管理员Chris Saragaglia说，“你能生成不同的轮廓、轨迹与不同的刀具路径。PowerMill在曲面与平面的切削边界生成方面是精确的，而且它能让你混合使用小直径与大直径的刀具。其结果是获得精度更高的工件与更少的后续抛光工序。”
操作工Bill Kloskowski说，编程时采用所有可用的选件会花费更多的时间。但他补充道：“在编程上多花15分钟能够在切削时间上缩短1个小时。我的经验是当加工大型模具时，仅仅一条刀具路径就能节约数小时。”
CME公司在车间里使用的PowerMill是Delcam的PowerShape，它是一种能让操作工人增加或删除CAD特征，为最高效的加工而定制模具设计的3D建模程序。Mr. Saragaglia说，他在车间里使用PowerShape来修改设计。例如，“修补”细节将由EDM生成。“在车间里拥有PowerShape之前，我们必须把设计送回楼上，“他说。”工程师将不得不停下手边的工作，并且完成一个小的修补通常最少需要半个小时。”
操作工Ben Harkins说，“在车间里使用CAM软件，让设计部门与加工车间之间的通讯问题与误解最小化。”
芝加哥模具工程公司正不断地探寻挑战性的任务，同时也在努力获取能使他们更有效工作的制造技术。
11/23/2004
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