冲压模与 ^中走丝 电火花线切割加工技术的相关介绍.doc

冲压模与%中走丝&*电火花线切割加工技术的相关介绍我国先进水平的冲压模现状标志着冲压模先进水平的是高精度、长寿命、多工位级进模，它具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长、生产效率高和低耗材耗能的特点，是我国重点发展的精密模具品种之一。近年来，我国模具工业有了长足的进步。2005年模具产值为610亿人民币，2006年约720亿，平均每年以20%25%的速度增长。模具的技术水平同样有显著提高，一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平，而这些优质模具大多数为塑料模和冲压模。冲压模的加工离不开中走丝电火花线切割机床（WEDM）。据统计，我国约有80%的WEDM用于冲压模加工。WEDM模具加工技术的展望中走丝随着多工位级进模的不断发展，由单排级进模技术向双排多列级进模技术发展；而且多工位级进模的功能越来越复杂。以电机铁芯自动叠片多工位级进模为例，有铁芯大规格自动叠片、铁芯双排扭槽叠片、多排直槽叠片、大回转叠片、双回转叠片等。因此，模具结构越来越复杂、制造难度越来越大、精密加工的要求越来越高，为了满足模具发展的需要，推动了WEDM向更高层次的发展，而代表WEDM高层次发展方向的应属LSWEDM。在LSWEDM的加工过程中，为了减少人的干预，保证达到预期的工艺指标，自动化、信息化是LSWEDM的发展方向。 在顶级机、高档机完善的专家系统及电极丝自动交换（多工位自动穿丝、双丝切割自动换丝）的基础上，进一步实现工件自动交换（AWC），以自动完成全部加工过程，减少人的干预，以达到预定的加工目标。 瑞士阿奇的AGIE VISON CNC系统与机器人或装卸装置及与网络功能相配合，组成智能化的制造系统。例如，美国的Chelar工模具公司的瑞士阿奇EVOLUTION 3 LSWEDM，配用能安装10个工件托盘的SD10型机械手及PROWN&SHARPE CMM测量机后，实现全自动无人看管运行，机床年运行工时已达6800h。 瑞士夏米尔公司千禧版的CNC系统是基于WINDOWS NT操作系统，在ROBOFIL240CC/440CC上控制内装的QCRW型机械手，具有能装卸重达100kg工件的托盘。此外，CNC系统具有接入局域网（LAN）的标准配置，机上还装有一个RJ-45接口和以太网卡。 在自动化、信息化方面，还有日本沙迪克公司CNC系统、日本三菱的64位CNC系统等，有了这些功能完备的系统，配以标准化机械接口，通过3R系统或EROWA系统的机械手，可方便地实现工件（托盘）的自动交换。有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模，精度达2 m，步距精度达3 m，双回转精度1 ，拼块精度1 m，表面粗糙度Ra0.10.4 m，寿命1亿次；美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模，精度为1 m，步距精度2 m，模具寿命2亿次。虽然精度已接近国外先进水平，但寿命有一定差距。 高水平的空调器翅片多工位级进模，精度达2 m，凸、凹模的工作面近千处，冲裁间隙为0.01mm的达300多处，一次冲出翅片数达36列，模具寿命2亿次以上；日本日高精机、美国OAK、意大利GBS公司制造的3672列数翅片级进模，精度达2 m，步距精度3 m，寿命5亿次以上。同样，精度已接近国外先进水平，但模具寿命有较大差距。体现高难度成形的彩管电子零件（G5）25工位硬质合金级进模，精度达2 m，模具在高速冲床上应用，冲制0.245mm厚的无磁不锈钢，经各道工序后，制品精度达5 m，模具寿命3千万次以上；日本东芝、日本日立等公司制造的彩管电子枪零件级进模，精度为2 m，步距精度3 m，模具寿命5千万次以上。同样模具寿命有差距。高性能的集成电路框架32工位级进模，精度达2 m，在高速冲床上冲速达350500次/分，寿命为3千万次以上；日本山田、美国奥伯格等公司制造的100条脚以上的集成电路框架模，精度达2 m，步距精度3 m，模具寿命1亿次。还有如自主创新的手机连接器50工位级进模，精度达2m，步距精度3m，模具寿命2亿次；数码相机弹簧片18工位级进模、接插件46工位级进模等都达到了较高的水平。综上可以看出，具有代表性的我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平（精度、表面粗糙度等）已接近或达到国外先进水平，而以上这些模具的型孔、定位孔等关键部位基本上都依靠精密WEDM进行加工，说明我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的技术进步与WEDM技术进步密切相关。我国的WEDM分为低速走丝电火花线切割机（LSWEDM）及高速走丝电火花线切割机（HSWEDM）两类。精密、高效、复杂、长寿命冲压模一般由LSWEDM进行加工。LSWEDM国内外现状及其在冲压模中的应用总体来说，LSWEDM的技术含量在机床行业属高新技术产品，但从国内外发展情况来看，它本身的技术水平大致可分为：顶级、高档、中档三个层次。 顶级机 这种LSWEDM代表了当前最高水平，但基本上都是瑞士和日本的产品。这种线切割机床的最大切割速度为400500mm2/min，最高加工精度可达1 m，表面粗糙度Ra为0.05 m，加工表面无变质层，具有0.02mm的细丝切割功能，功能齐全，自动化程度高。例如：瑞士阿奇的AGIE CUT VERTEX系列机床，其加工工件的轮廓精度Tkm(Tkm最大值最小值/2)为1 m，Ra为0.05 m，加工表面无变质层；瑞士夏米尔的ROBOFIL2050TW、6050TW双丝切割机床，最高加工精度1 m，Ra为0.05 m，具有完美的加工表面质量；还有如日本三菱、牧野、沙迪克生产的相关机床。 这类线切割机床最大特点是不但加工精度高，而且表面无变质层，可以直接完成模具的精密加工，所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。 中档机（入门机） 瑞士、日本在中国的独资（合资）企业为了适应中国市场的需要，同时也生产一些中档机床。如：日本沙迪克特种（苏州）生产的有关型号机床；大连三菱FA系列中有关型号的机床；瑞士夏米尔ROBOFIL380、390机床以及北京阿奇夏米尔生产的XENON机床等。这些机床一般在6080万元/台（中档规格）。台湾及台湾在大陆生产的企业一般也在生产中档水平的LSWEDM。 中档机床一般都具有无电阻、防电解电源、切割速度为300400mm2/min，加工精度可达5 m，Ra为0.40.5 m。应该指出，根据国外所提供的机床资料，各公司加工精度的评价方法不尽相同，用于评价加工精度的加工工件材料、形状、尺寸也不同，因此，关于顶级机、高档机、中档机的表述仅供参考。由于LSWEDM精密加工技术与加工表面完整性技术的结合，使LSWEDM加工技术上了一个新台阶，并推动了精密、复杂、长寿命冲压模加工技术的进步，使LSWEDM在精密冲压模加工中具有不可替代的作用。随着模具工业的迅速发展，LSWEDM的市场也在不断扩大，2003年LSWEDM国内年产量仅800台，至2004年已达1800台，2005年达2400台，2006年初步统计约3500台，产值约2530亿人民币。预计今后还有更大的发展空间。 高档机（标准机） 这类线切割机床一般都具有自动穿丝功能，无电阻防电解电源，有的也有细丝（0.03mm）切割功能，最大切割速度400500mm2/min，加工精度一般在3 m（精度定义不尽相同），Ra为0.20.3 m，这类机床基本上也由瑞士和日本公司生产。例如：瑞士阿奇的AGIE CUT EXCELLENCE系列，其加工精度（Tkm)1.5 m，Ra为0.1 m，具有较高的水平；又如：瑞士阿奇的AGIE CUT PROGRESS系列机床，第一次切割加工，其切割速度为350500mm2/min的情况下，Ra可达0.8 m，具有很大的实用价值，这在高档机中属佼佼者。具有高档机水平的机床还有瑞士夏米尔、日本三菱、沙迪克、牧野生产的相关机床。这类机床也广泛用于精密冲压模加工，但有的还需研、磨配合加工。HSWEDM的技术进步 HSWEDM同样用于冲压模加工，但一般以中、低档模具为主。由于它的实用性、经济性，所以在国内有较大的市场，目前年产量达3.54.0万台/年左右，产值约14亿人民币。模具制造企业基本上都装备了这类机床，有的多达1520台，可是这类机床加工精度较低（尺寸精度0.015mm），加工表面质量较差，但近来HSWEDM技术水平有了较大的进步。根据LSWEDM多次切割实现精密加工的原理，开始对HSWEDM进行多次切割技术的研究，并有所突破。如上海大量、苏州新火花等一些企业开发生产了多次切割HSWEDM新产品，提高了加工精度，改善了表面质量。实现多次切割加工技术，主要解决的问题是：加工过程中电极丝空间形位变化的控制，为此，采用高耐磨性的导向装置、恒张力的控制机构以及采用走丝速度程控调节等措施，这是实现多次切割的基本条件；窄脉宽、高峰值电流的新型脉冲电源是提高多次切割工艺水平的重要保证；又如：采用短程往复走丝、改变跟踪控制方法、进行系统工艺试验开发多次切割软件等；提高机床的运动精度对多次切割的HSWEDM显得更为重要。 多次切割提高了HSWEDM的加工工艺水平。例如：苏州新火花公司的多次切割HSWEDM，在三次切割后表面粗糙度Ra1.2m时，平均加工速度50mm2/min，加工工件表面光泽，无切割条纹。机床的最大切割速度190mm2/min，最佳表面粗糙度Ra0.8m；上海大量TP系列的多次切割HSWEDM，