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| 淺析“線切割-電脈沖”等電火花機床在模具行業(yè)中的應(yīng)用 |
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點擊次數(shù)：5591 更新時間：2011-03-23 |
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日益加劇的市場競爭要求模具制造周期越來越短，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床今后的發(fā)展方向。當(dāng)然，不斷提高電火花加工機床的可靠性、繼續(xù)降低電極損耗、進一步簡化操作、提高自動化程度及降低機床成本，仍舊是電火花加工機床的發(fā)展方向。高速銑削技術(shù)的發(fā)展促使電加工機床能加工更復(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，共同發(fā)展。近年來，中國模具行業(yè)每年新增加的電加工機床都在1萬臺以上，它們在模具工業(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床完成的。由此可見它們在模具工業(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米厚度的機床）方面的技術(shù)進展，以及自動穿絲、自動定位等技術(shù)的進步，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。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，精密電火花成形機床在精密型腔模具加工方面，起著越來越重要的作用。有的電火花成形機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)展和直線電機及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機床繼續(xù)保持良好的發(fā)展。數(shù)控高速電火花小孔加工機性能的不斷提高使它的用途越來越廣。
高速走絲線切割機床是中國的機床。它自60年代以來經(jīng)過30多年的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)已成為模具加工*的裝備，也是中國模具生產(chǎn)企業(yè)中裝備數(shù)量zui多的電火花加工機床。目前它的切割速度有的已超過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越高和面對低速走絲線切割機床的高性能，它就面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢。今后高速走絲切割機床的發(fā)展策略應(yīng)該是揚長避短，以發(fā)展中低檔機床為主，使機床向適當(dāng)?shù)募庸ぞ取⒘己玫募庸し€(wěn)定性和容易操作及優(yōu)良的性能價格比的方向發(fā)展。為此，高速走絲線切割機床應(yīng)在基於PC的開放式數(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)化及自動選取、人工智能技術(shù)的運用、機床整體結(jié)構(gòu)的改進、螺距誤差與間隙補償技術(shù)的運用、多次切割工藝的應(yīng)用進行研究，以及計算機軟件的不斷改進來提高機床的整體加工性能。
目前低速走絲電火花線切割機床和電火花成形機床的進口量很大，特別是數(shù)控電火花加工機床，中國機床*較低。對比國內(nèi)外產(chǎn)品，中國設(shè)備與*設(shè)備之間確實存在較大差距。根據(jù)中國模具工業(yè)發(fā)展情況和國內(nèi)外主要電加工機床生產(chǎn)企業(yè)狀況，展望未來，首要將發(fā)展重點放在中低檔普及型數(shù)控電加工機床上。這一方面是因為大量的個體經(jīng)營及股份制模具生產(chǎn)企業(yè)正大量需要，另一方面，這是中國電加工機床生產(chǎn)企業(yè)力所能及并占有一定優(yōu)勢。為了保證機床的穩(wěn)定可靠，一些關(guān)鍵部件和元器件可采用高質(zhì)量的國外產(chǎn)品。為了提高數(shù)控電火花加工機床的工藝水平，今后在脈沖電源（例如節(jié)能型無電阻電源、毫微秒級高峰值電流電源、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、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、個性化、集成化及造型和外觀設(shè)計方面，在工作液的改進及其環(huán)保處理方面，在走絲系統(tǒng)和穿絲技術(shù)的改進方面等，都應(yīng)加強研究和開發(fā)，以求不斷進步。
細(xì)微電火花加工和電火花高速精微小孔加工機床以其*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。微進給機構(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)檢測等，都是發(fā)展細(xì)微電火花加工的關(guān)鍵。中國生產(chǎn)的D703型數(shù)控高速電火花小孔加工機床的工藝指標(biāo)已達(dá)到先進水平，加工的小孔深徑比已超過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，直接使用自來水工作液等特點，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，而且隨著對模具壽命要求的不斷提高，模具材料隨之更硬。對此，電火花加工機床有其*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，中國在綠色電火花加工方面必須有突破，才能使電火花加工機床獲得可持續(xù)發(fā)展并適應(yīng)加入WTO后的新形勢。綜上所述，電火花加工機床不但在過去和現(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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