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双工位龙门加工中心在模具模架批量生产中的应用案例

2025-09-20

某大型模具制造企业专注于汽车覆盖件模具、家电模具的生产，其加工的模具模架（材质 S50C，尺寸 1200×800×300mm）需满足 “批量大（月需求 500 套）、精度高（平面度≤0.02mm/m，导柱孔位公差 ±0.015mm）、工序多（需铣削、镗孔、钻孔、攻丝）” 的要求。传统单工位龙门加工中心存在三大痛点，引入我们的双工位龙门加工中心（型号 GMC-1510）后，通过 “双工位并行 + 自动化配置”，彻底解决上述痛点

某大型模具制造企业专注于汽车覆盖件模具、家电模具的生产，其加工的模具模架（材质 S50C，尺寸 1200×800×300mm）需满足 “批量大（月需求 500 套）、精度高（平面度≤0.02mm/m，导柱孔位公差 ±0.015mm）、工序多（需铣削、镗孔、钻孔、攻丝）” 的要求。传统单工位龙门加工中心存在三大痛点：① 加工与装夹串行，单台设备日均加工仅 8 套，需 20 台设备才能满足需求，设备投入成本高；② 多台设备加工导致精度一致性差，模架装配时需人工修配，延长生产周期；③ 人工装夹频繁，单班需 30 名操作人员，人力成本高。

引入我们的双工位龙门加工中心（型号 GMC-1510）后，通过 “双工位并行 + 自动化配置”，彻底解决上述痛点：

1. 产能翻倍：双工位并行消除设备闲置

设备配备两个 1500×1000mm 工作台，采用 “加工 - 装夹并行” 模式：

A 工位加工：搭载 18000r/min 高速主轴与 40 刀位链式刀库，完成模架的全工序加工：粗铣上下表面（单次切削深度 10mm，进给速度 1200mm/min）→ 精铣平面（平面度控制在 0.015mm/m）→ 镗导柱孔（孔位公差 ±0.01mm）→ 钻孔、攻丝（M16 螺纹孔，精度 6H），单件加工时间 25 分钟；
B 工位装夹：操作人员同步完成模架毛坯装夹（采用气动夹具，装夹时间 8 分钟）与成品下料，工作台通过线性导轨快速切换（切换时间 28 秒），实现 “无缝衔接”。

单台设备日均加工量从 8 套提升至 22 套，仅需 8 台设备即可满足月需求 500 套，较传统方案减少 12 台设备投入，节省设备采购成本 1800 万元。

2. 精度稳定：同步补偿 + 在线检测保障一致性

（1）双工位精度同步

设备搭载西门子 840D sl 数控系统，配合光栅尺全闭环反馈，双工作台定位精度达 ±0.005mm/1000mm。系统内置 “双工位同步补偿功能”：通过激光位移传感器实时检测两个工作台的位置偏差（如 A 工位较 B 工位偏差 0.003mm），自动调整 B 工位的刀具补偿值，确保双工位加工的模架尺寸误差≤±0.008mm。

（2）在线检测防错

在 A 工位末端设置在线检测站，配备三坐标测量探头（精度 ±0.001mm），加工完成的模架自动进入检测站：

检测平面度、导柱孔位公差、螺纹孔精度等关键参数；
检测数据实时上传至智能平台，若出现超差（如孔位公差 ±0.016mm），系统自动分析原因（如刀具磨损），并调整下一件模架的加工参数（如增加刀具长度补偿 0.002mm），避免批量报废。

应用后，模架废品率从传统设备的 6% 降至 1.1%，月减少废品损失（每套模架成本 5000 元）约 9.8 万元；同时，模架精度一致性提升，装配时无需人工修配，每套模架节省修配时间 2 小时，月节省人工成本 12 万元。

3. 成本优化：自动化降本 + 能耗管控

（1）人工成本降低

8 台双工位设备仅需 8 名操作人员（单班 4 人，每人负责 2 台设备），较传统方案（20 台设备 30 人）减少 22 人。按人均月薪 8000 元计算，月节省人工成本 22×8000=17.6 万元，年节省 211.2 万元。同时，操作人员无需频繁进行装夹、换刀等重复性工作，仅需监控设备运行与处理异常，工作强度降低 60%，人员流失率从 15% 降至 5%。

（2）能耗成本优化

设备搭载智能能耗管理系统，实现 “按需供能”：

加工阶段：根据工序自动调整功率输出，粗铣时主轴满负荷运行（功率 50kW），精铣时降至 30kW，避免能源浪费；
待机阶段：待机超 10 分钟自动进入低功耗模式，能耗从 15kW 降至 5kW，单台设备日均待机能耗减少 120kWh；
协同节能：双工位交替作业减少设备空转时间，8 台设备日均总能耗较传统 20 台设备降低 45%，按工业电价 0.8 元 /kWh 计算，月节省电费约 6.8 万元，年节省 81.6 万元。

（3）刀具成本节省

自适应切削系统通过实时监测切削力，动态调整进给速度与切削深度：当检测到模架材质硬度不均（如局部硬度达 HRC30）时，自动将进给速度从 1200mm/min 降至 1000mm/min，避免刀具崩刃；刀具寿命管理系统记录每把刀具加工套数，接近寿命阈值（如标准刀具加工 80 套模架）时自动提醒更换，减少因刀具过度磨损导致的废品。应用后，刀具寿命从加工 60 套模架提升至 80 套，月节省刀具采购成本约 3.2 万元，年节省 38.4 万元。