沖模具的型孔、定位孔等關鍵部位基本上都依靠精密WEDM進行加工,說明我國精密、復雜、高效、長壽命沖
壓模的技術進步與WEDM技術進步密切相關。
我國的WEDM分為低速走絲電火花線切割機(LSWEDM)及高速走絲電火花線切割機(HSWEDM)兩類。精密、高效、復雜、長壽命沖壓模一般由LSWEDM進行加工。
LSWEDM國內外現狀及其在沖壓模中的應用
總體來說,LSWEDM的技術含量在機床行業屬高新技術產品,但從國內外發展情況來看,它本身的技術水平大致可分為:頂級、高檔、中檔三個層次。
◆ 頂級機
這種LSWEDM代表了當前最高水平,但基本上都是瑞士和日本的產品。這種機床的最大切割速度
為400~500mm2/min,最高加工精度可達±1 m,表面粗糙度Ra為0.05 m,加工表面無變質層,具有φ0.02mm的細絲切割功能,功能齊全,自動化程度高。例如:瑞士阿奇的AGIE CUT VERTEX系列機床,其加工工件的輪廓精
度Tkm(Tkm=±[最大值-最小值]/2)為±1 m,Ra為0.05 m,加工表面無變質層;瑞士夏米爾的ROBOFIL2050TW、6050TW雙絲切割機床,最高加工精度±1 m,Ra為0.05 m,具有完美的加工表面質量;還有如日本三菱、牧野、沙迪克生產的相關機床。
這類機床最大特點是不但加工精度高,而且表面無變質層,可以直接完成模具的精密加工,所加工的模具壽命已達到機械磨削水平。
◆ 高檔機(標準機)
這類機床一般都具有自動穿絲功能,無電阻防電解電源,有的也有細絲(φ0.03mm)切割功能,最大切割速
度400~500mm2/min,加工精度一般在±3 m(精度定義不盡相同),Ra為0.2~0.3 m,這類機床基本上也由瑞士和日本公司生產。例如:瑞士阿奇的AGIE CUT EXCELLENCE系列,其加工精度(Tkm)±1.5 m,Ra為0.1 m,具有較高的水平;又如:瑞士阿奇的AGIE CUT PROGRESS系列機床,第一次切割加工,其切割速度為350~500mm2/min的情況下,Ra可達0.8 m,具有很大的實用價值,這在高檔機中屬佼佼者。具有高檔機水平的機床還有瑞士夏米爾、日本三菱、沙迪克、牧野生產的相關機床。
這類機床也廣泛用于精密沖壓模加工,但有的還需研、磨配合加工。
◆ 中檔機(入門機)
瑞士、日本在中國的獨資(合資)企業為了適應中國市場的需要,同時也生產一些中檔機床。如:日本沙迪克特種(蘇州)生產的有關型號機床;大連三菱FA系列中有關型號的機床;瑞士夏米爾ROBOFIL380、390機床以及北京阿奇夏米爾生產的XENON機床等。這些機床一般在60~80萬元/臺(中檔規格)。臺灣及臺灣在大陸生產的企業一般也在生產中檔水平的LSWEDM。
中檔機床一般都具有無電阻、防電解電源、切割速度為300~400mm2/min,加工精度可達±5 m,Ra為0.4~0.5m。
應該指出,根據國外所提供的機床資料,各公司加工精度的評價方法不盡相同,用于評價加工精度的加工工件材料、形狀、尺寸也不同,因此,關于頂級機、高檔機、中檔機的表述僅供參考。
由于LSWEDM精密加工技術與加工表面完整性技術的結合,使LSWEDM加工技術上了一個新臺階,并推動了精密、復雜、長壽命沖壓模加工技術的進步,使LSWEDM在精密沖壓模加工中具有不可替代的作用。隨著模具工業的迅速發展,LSWEDM的市場也在不斷擴大。
HSWEDM同樣用于沖壓模加工,但一般以中、低檔模具為主。由于它的實用性、經濟性,所以在國內有較大的市場,目前年產量達3.5~4.0萬臺/年左右,產值約14億人民幣。模具制造企業基本上都裝備了這類機床,有的多達15~20臺,可是這類機床加工精度較低(尺寸精度0.015mm),加工表面質量較差,但近來HSWEDM技術水平有了
較大的進步。
根據LSWEDM多次切割實現精密加工的原理,開始對HSWEDM進行多次切割技術的研究,并有所突破。如上海大量、蘇州新火花等一些企業開發生產了多次切割HSWEDM新產品,提高了加工精度,改善了表面質量。實現多次切割加工技術,主要解決的問題是:加工過程中電極絲空間形位變化的控制,為此,采用高耐磨性的導向裝置、恒張力的控制構以及采用走絲速度程控調節等措施,這是實現多次切割的基本條件;窄脈寬、高峰值電流的新型脈沖電源是提高多13-3-222/2次切割工藝水平的重要保證;又如:采用短程往復走絲、改變跟蹤控制方法、進行系統工藝試驗開發多次切割軟件等;
提高機床的運動精度對多次切割的HSWEDM顯得更為重要。
多次切割提高了HSWEDM的加工工藝水平。例如:蘇州新火花公司的多次切割HSWEDM,在三次切割后表面粗糙度Ra≤1.2μm時,平均加工速度≥50mm2/min,加工工件表面光澤,無切割條紋。機床的最大切割速度190mm2/min,最佳表面粗糙度Ra0.8μm;上海大量TP系列的多次切割HSWEDM,在進行三次切割后Ra≤1.0μm,加工精度(尺寸差)≤6.0μm。以該公司加工的八方工件為例,說明多次切割技術在HSWEDM上的應用,使HSWEDM加工工藝水平有較大提升。
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