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| 淺析“線切割-電脈沖”等電火花機(jī)床在模具行業(yè)中的應(yīng)用 |
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點(diǎn)擊次數(shù)：5617 更新時(shí)間：2011-03-23 |
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日益加劇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求模具制造周期越來(lái)越短，工業(yè)產(chǎn)品零件大型化和精度的不斷提高要求模具日趨大型化和精密化。電火花加工技術(shù)亦要跟上這些要求。因此，快速、大型、精密、大厚度切割等都是電火花加工機(jī)床今后的發(fā)展方向。當(dāng)然，不斷提高電火花加工機(jī)床的可靠性、繼續(xù)降低電極損耗、進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作、提高自動(dòng)化程度及降低機(jī)床成本，仍舊是電火花加工機(jī)床的發(fā)展方向。高速銑削技術(shù)的發(fā)展促使電加工機(jī)床能加工更復(fù)雜、更精密及微細(xì)的型面和關(guān)鍵零件。
現(xiàn)在，電火花加工技術(shù)與模具制造已密不可分。一方面是電火花加工技術(shù)的發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，另一方面是模具工業(yè)的發(fā)展，向電火花加工提出了越來(lái)越高的要求，促使電火花加工技術(shù)的發(fā)展。兩者相輔相成，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。近年來(lái)，中國(guó)模具行業(yè)每年新增加的電加工機(jī)床都在1萬(wàn)臺(tái)以上，它們?cè)谀＞吖I(yè)中發(fā)揮著極其重要的作用。在現(xiàn)在的模具生產(chǎn)中，大約三分之一的加工工作是由電火花加工機(jī)床完成的。由此可見(jiàn)它們?cè)谀＞吖I(yè)中的重要作用。
當(dāng)前，電火花線切割加工的精度已達(dá)到2微米，*加工表面粗糙度可低於RA0.3微米，這對(duì)諸如IC引線框架模等精密模具的加工具有十分重要的意義。由於大錐度（已可達(dá)到±30度－40度有的甚至能作90度的切割）和大厚度（已有可切割1米厚度的機(jī)床）方面的技術(shù)進(jìn)展，以及自動(dòng)穿絲、自動(dòng)定位等技術(shù)的進(jìn)步，電火花切割加工在塑料和鋁型材料擠出模及沖壓模制造中充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。精密電火花線切割加工和研磨、拋光相結(jié)合的加工方式，在模具加工中正在不斷發(fā)展。由於鏡面電火花加工技術(shù)的發(fā)展，精密電火花成形機(jī)床在精密型腔模具加工方面，起著越來(lái)越重要的作用。有的電火花成形機(jī)的加工表面粗糙度可達(dá)RA0.1微米。電加工雖然已受到高速銑削的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，但它仍舊有廣泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄縫、溝糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法難以替代的作用。“電火花銑削加工”、“混粉加工”、“模糊控制”、“微細(xì)電火花加工”等技術(shù)的發(fā)展和直線電機(jī)及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機(jī)床繼續(xù)保持良好的發(fā)展。數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)性能的不斷提高使它的用途越來(lái)越廣。
高速走絲線切割機(jī)床是中國(guó)的機(jī)床。它自60年代以來(lái)經(jīng)過(guò)30多年的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)已成為模具加工*的裝備，也是中國(guó)模具生產(chǎn)企業(yè)中裝備數(shù)量zui多的電火花加工機(jī)床。目前它的切割速度有的已超過(guò)250MM2／MIN，加工精度達(dá)到±0.01MM，工件表面粗糙度為RA1.25微米，因而可以在較低的價(jià)位上滿足一般模具加工的需要。但隨著模具制造的要求越來(lái)越高和面對(duì)低速走絲線切割機(jī)床的高性能，它就面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢(shì)。今后高速走絲切割機(jī)床的發(fā)展策略應(yīng)該是揚(yáng)長(zhǎng)避短，以發(fā)展中低檔機(jī)床為主，使機(jī)床向適當(dāng)?shù)募庸ぞ取⒘己玫募庸し€(wěn)定性和容易操作及優(yōu)良的性能價(jià)格比的方向發(fā)展。為此，高速走絲線切割機(jī)床應(yīng)在基於PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)方面、數(shù)字自適應(yīng)脈沖電源、加工參數(shù)的優(yōu)化及自動(dòng)選取、人工智能技術(shù)的運(yùn)用、機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、螺距誤差與間隙補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用、多次切割工藝的應(yīng)用進(jìn)行研究，以及計(jì)算機(jī)軟件的不斷改進(jìn)來(lái)提高機(jī)床的整體加工性能。
目前低速走絲電火花線切割機(jī)床和電火花成形機(jī)床的進(jìn)口量很大，特別是數(shù)控電火花加工機(jī)床，中國(guó)機(jī)床*較低。對(duì)比國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品，中國(guó)設(shè)備與*設(shè)備之間確實(shí)存在較大差距。根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展情況和國(guó)內(nèi)外主要電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)狀況，展望未來(lái)，首要將發(fā)展重點(diǎn)放在中低檔普及型數(shù)控電加工機(jī)床上。這一方面是因?yàn)榇罅康膫€(gè)體經(jīng)營(yíng)及股份制模具生產(chǎn)企業(yè)正大量需要，另一方面，這是中國(guó)電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)力所能及并占有一定優(yōu)勢(shì)。為了保證機(jī)床的穩(wěn)定可靠，一些關(guān)鍵部件和元器件可采用高質(zhì)量的國(guó)外產(chǎn)品。為了提高數(shù)控電火花加工機(jī)床的工藝水平，今后在脈沖電源（例如節(jié)能型無(wú)電阻電源、毫微秒級(jí)高峰值電流電源、微細(xì)加工電源、新型等能量脈沖電源、超精加工電源、輔助電源等）及電源波形檢測(cè)、處理、控制技術(shù)等方面，在包括穩(wěn)定性技術(shù)、適應(yīng)控制技術(shù)、能量控制技術(shù)、各類加工工藝技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等綜合技術(shù)的專家系統(tǒng)方面，在剛度、熱平衡、主軸頭等的設(shè)計(jì)、個(gè)性化、集成化及造型和外觀設(shè)計(jì)方面，在工作液的改進(jìn)及其環(huán)保處理方面，在走絲系統(tǒng)和穿絲技術(shù)的改進(jìn)方面等，都應(yīng)加強(qiáng)研究和開(kāi)發(fā)，以求不斷進(jìn)步。
細(xì)微電火花加工和電火花高速精微小孔加工機(jī)床以其*的*性而呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景，在今后的模具加工中的作用將逐漸增大。微進(jìn)給機(jī)構(gòu)和電火花微細(xì)加工伺服系統(tǒng)及微型傳感器的研制、細(xì)小電極的制作、微小型電火花加工狀態(tài)檢測(cè)等，都是發(fā)展細(xì)微電火花加工的關(guān)鍵。中國(guó)生產(chǎn)的D703型數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)床的工藝指標(biāo)已達(dá)到先進(jìn)水平，加工的小孔深徑比已超過(guò)1000：1，可加工不鋼、硬質(zhì)合金、銅、鋁等各種導(dǎo)電難加工材料，可從斜面和曲面穿入，直接使用自來(lái)水工作液等特點(diǎn)，zui高加工速度可達(dá)60MM／MIN。DS703、SP200、SD1等高速電火花小孔加工機(jī)床也都具有良好的加工性能，很具發(fā)展前景。
模具技術(shù)的發(fā)展使型面更加復(fù)雜，微細(xì)型腔更多，而且隨著對(duì)模具壽命要求的不斷提高，模具材料隨之更硬。對(duì)此，電火花加工機(jī)床有其*的*性。隨著環(huán)保要求的提高和綠色制造戰(zhàn)略的提出，綠色電火花加工的概念已被提上議事日程，并且已被提到電火花加工的可持續(xù)戰(zhàn)略的高度。綠色電火花加工主要包括節(jié)能脈沖電源、提高脈沖電源的電磁兼容性和“三廢”處理及防火防爆等內(nèi)容。展望未來(lái)，中國(guó)在綠色電火花加工方面必須有突破，才能使電火花加工機(jī)床獲得可持續(xù)發(fā)展并適應(yīng)加入WTO后的新形勢(shì)。綜上所述，電火花加工機(jī)床不但在過(guò)去和現(xiàn)在在模具工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，而且今后也必將發(fā)揮其重要作用。 |
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