近年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。2005年模具產(chǎn)值為610億人民幣，2006年約720億，平均每年以20%～25%的速度增長(zhǎng)。模具的技術(shù)水平同樣有顯著提高，一些國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而這些優(yōu)質(zhì)模具大多數(shù)為塑料模和沖壓模。沖壓模的加工離不開電火花線切割機(jī)床（WEDM）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)約有80%的WEDM用于沖壓模加工。
　　我國(guó)先進(jìn)水平的沖壓?，F(xiàn)狀
　　標(biāo)志著沖壓模先進(jìn)水平的是高精度、長(zhǎng)壽命、多工位級(jí)進(jìn)模，它具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、精度高、壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)效率高和低耗材耗能的特點(diǎn)，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種之一。
　　有代表性的電機(jī)鐵芯自動(dòng)疊片硬質(zhì)合金多工位級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2m，步距精度達(dá)3m，雙回轉(zhuǎn)精度1，拼塊精度1m，表面粗糙度Ra0.1～0.4m，壽命1億次；美國(guó)奧伯格、日本黑田、法國(guó)寶捷時(shí)等電機(jī)鐵芯雙排自動(dòng)疊片模，精度為1m，步距精度2m，模具壽命2億次。雖然精度已接近國(guó)外先進(jìn)水平，但壽命有一定差距。
　　高水平的空調(diào)器翅片多工位級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2m，凸、凹模的工作面近千處，沖裁間隙為0.01mm的達(dá)300多處，一次沖出翅片數(shù)達(dá)36列，模具壽命2億次以上；日本日高精機(jī)、美國(guó)OAK、意大利GBS公司制造的36～72列數(shù)翅片級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2m，步距精度3m，壽命5億次以上。同樣，精度已接近國(guó)外先進(jìn)水平，但模具壽命有較大差距。
　　體現(xiàn)高難度成形的彩管電子槍零件（G5）25工位硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2m，模具在高速?zèng)_床上應(yīng)用，沖制0.245mm厚的無(wú)磁不銹鋼，經(jīng)各道工序后，制品精度達(dá)±5m，模具壽命3千萬(wàn)次以上；日本東芝、日本日立等公司制造的彩管電子槍零件級(jí)進(jìn)模，精度為2m，步距精度3m，模具壽命5千萬(wàn)次以上。同樣模具壽命有差距。
　　高性能的集成電路框架32工位級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2m，在高速?zèng)_床上沖速達(dá)350～500次/分，壽命為3千萬(wàn)次以上；日本山田、美國(guó)奧伯格等公司制造的100條腳以上的集成電路框架模，精度達(dá)2m，步距精度3m，模具壽命1億次。
　　還有如自主創(chuàng)新的手機(jī)連接器50工位級(jí)進(jìn)模，精度達(dá)2μm，步距精度3μm，模具壽命2億次；數(shù)碼相機(jī)彈簧片18工位級(jí)進(jìn)模、接插件46工位級(jí)進(jìn)模等都達(dá)到了較高的水平。
　　綜上可以看出，具有代表性的我國(guó)精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命沖壓模的制造水平（精度、表面粗糙度等）已接近或達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，而以上這些模具的型孔、定位孔等要害部位基本上都依靠精密WEDM進(jìn)行加工，說(shuō)明我國(guó)精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命沖壓模的技術(shù)進(jìn)步與WEDM技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)。
　　我國(guó)的WEDM分為低速走絲電火花線切割機(jī)（LSWEDM）及高速走絲電火花線切割機(jī)（HSWEDM）兩類。精密、高效、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命沖壓模一般由LSWEDM進(jìn)行加工。
　　LSWEDM國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其在沖壓模中的應(yīng)用
　　總體來(lái)說(shuō)，LSWEDM的技術(shù)含量在機(jī)床行業(yè)屬高新技術(shù)產(chǎn)品，但從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看，它本身的技術(shù)水平大致可分為：頂級(jí)、高檔、中檔三個(gè)層次。
　　◆頂級(jí)機(jī)
　　這種LSWEDM代表了當(dāng)前最高水平，但基本上都是瑞士和日本的產(chǎn)品。這種機(jī)床的最大切割速度為400～500mm2/min，最高加工精度可達(dá)±1m，表面粗糙度Ra為0.05m，加工表面無(wú)變質(zhì)層，具有φ0.02mm的細(xì)絲切割功能，功能齊全，自動(dòng)化程度高。例如：瑞士阿奇的AGIECUTVERTEX系列機(jī)床，其加工工件的輪廓精度Tkm(Tkm＝±[最大值－最小值]/2)為±1m，Ra為0.05m，加工表面無(wú)變質(zhì)層；瑞士夏米爾的ROBOFIL2050TW、6050TW雙絲切割機(jī)床，最高加工精度±1m，Ra為0.05m，具有完美的加工表面質(zhì)量；還有如日本三菱、牧野、沙迪克生產(chǎn)的相關(guān)機(jī)床。
　　這類機(jī)床最大特點(diǎn)是不但加工精度高，而且表面無(wú)變質(zhì)層，可以直接完成模具的精密加工，所加工的模具壽命已達(dá)到機(jī)械磨削水平。
　　◆高檔機(jī)（標(biāo)準(zhǔn)機(jī)）
　　這類機(jī)床一般都具有自動(dòng)穿絲功能，無(wú)電阻防電解電源，有的也有細(xì)絲（φ0.03mm）切割功能，最大切割速度400～500mm2/min，加工精度一般在±3m（精度定義不盡相同），Ra為0.2～0.3m，這類機(jī)床基本上也由瑞士和日本公司生產(chǎn)。例如：瑞士阿奇的AGIECUTEXCELLENCE系列，其加工精度（Tkm)±1.5m，Ra為0.1m，具有較高的水平；又如：瑞士阿奇的AGIECUTPROGRESS系列機(jī)床，第一次切割加工，其切割速度為350～500mm2/min的情況下，Ra可達(dá)0.8m，具有很大的實(shí)用價(jià)值，這在高檔機(jī)中屬佼佼者。具有高檔機(jī)水平的機(jī)床還有瑞士夏米爾、日本三菱、沙迪克、牧野生產(chǎn)的相關(guān)機(jī)床。
　　這類機(jī)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(jī)（入門機(jī)）
　　瑞士、日本在中國(guó)的獨(dú)資（合資）企業(yè)為了適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的需要，同時(shí)也生產(chǎn)一些中檔機(jī)床。如：日本沙迪克特種（蘇州）生產(chǎn)的有關(guān)型號(hào)機(jī)床；大連三菱FA系列中有關(guān)型號(hào)的機(jī)床；瑞士夏米爾ROBOFIL380、390機(jī)床以及北京阿奇夏米爾生產(chǎn)的XENON機(jī)床等。這些機(jī)床一般在60～80萬(wàn)元/臺(tái)（中檔規(guī)格）。臺(tái)灣及臺(tái)灣在大陸生產(chǎn)的企業(yè)一般也在生產(chǎn)中檔水平的LSWEDM。
　　中檔機(jī)床一般都具有無(wú)電阻、防電解電源、切割速度為300～400mm2/min，加工精度可達(dá)±5m，Ra為0.4～0.5m。
　　應(yīng)該指出，根據(jù)國(guó)外所提供的機(jī)床資料，各公司加工精度的評(píng)價(jià)方法不盡相同，用于評(píng)價(jià)加工精度的加工工件材料、外形、尺寸也不同，因此，關(guān)于頂級(jí)機(jī)、高檔機(jī)、中檔機(jī)的表述僅供參考。
　　由于LSWEDM精密加工技術(shù)與加工表面完整性技術(shù)的結(jié)合，使LSWEDM加工技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階，并推動(dòng)了精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命沖壓模加工技術(shù)的進(jìn)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(yè)的迅速發(fā)展，LSWEDM的市場(chǎng)也在不斷擴(kuò)大，2003年LSWEDM國(guó)內(nèi)年產(chǎn)量?jī)H800臺(tái)，至2004年已達(dá)1800臺(tái)，2005年達(dá)2400臺(tái)，2006年初步統(tǒng)計(jì)約3500臺(tái)，產(chǎn)值約25～30億人民幣。 預(yù)計(jì)今后還有更大的發(fā)展空間。
　　HSWEDM的技術(shù)進(jìn)步
　　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(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，所以在國(guó)內(nèi)有較大的市場(chǎng)，目前年產(chǎn)量達(dá)3.5～4.0萬(wàn)臺(tái)/年左右，產(chǎn)值約14億人民幣。模具制造企業(yè)基本上都裝備了這類機(jī)床，有的多達(dá)15～20臺(tái)，可是這類機(jī)床加工精度較低（尺寸精度0.015mm），加工表面質(zhì)量較差，但近來(lái)HSWEDM技術(shù)水平有了較大的進(jìn)步。
　　根據(jù)LSWEDM多次切割實(shí)現(xiàn)精密加工的原理，開始對(duì)HSWEDM進(jìn)行多次切割技術(shù)的研究，并有所突破。如上海大量、蘇州新火花等一些企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)了多次切割HSWEDM新產(chǎn)品，提高了加工精度，改善了表面質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)多次切割加工技術(shù)，主要解決的問(wèn)題是：加工過(guò)程中電極絲空間形位變化的控制，為此，采用高耐磨性的導(dǎo)向裝置、恒張力的控制機(jī)構(gòu)以及采用走絲速度程控調(diào)節(jié)等措施，這是實(shí)現(xiàn)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次切割工藝水平的重要保證；又如：采用短程往復(fù)走絲、改變跟蹤控制方法、進(jìn)行系統(tǒng)工藝試驗(yàn)開發(fā)多次切割軟件等；提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度對(duì)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(shí)，平均加工速度≥50mm2/min，加工工件表面光澤，無(wú)切割條紋。機(jī)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(jìn)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(shuō)明多次切割技術(shù)在HSWEDM上的應(yīng)用，使HSWEDM加工工藝水平有較大提升。
　　WEDM模具加工技術(shù)的展望
　　隨著多工位級(jí)進(jìn)模的不斷發(fā)展，由單排級(jí)進(jìn)模技術(shù)向雙排多列級(jí)進(jìn)模技術(shù)發(fā)展；而且多工位級(jí)進(jìn)模的功能越來(lái)越復(fù)雜。以電機(jī)鐵芯自動(dòng)疊片多工位級(jí)進(jìn)模為例，有鐵芯大規(guī)格自動(dòng)疊片、鐵芯雙排扭槽疊片、多排直槽疊片、大回轉(zhuǎn)疊片、雙回轉(zhuǎn)疊片等。因此，模具結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、制造難度越來(lái)越大、精密加工的要求越來(lái)越高，為了滿足模具發(fā)展的需要，推動(dòng)了WEDM向更高層次的發(fā)展，而代表WEDM高層次發(fā)展方向的應(yīng)屬LSWEDM。在LSWEDM的加工過(guò)程中，為了減少人的干預(yù)，保證達(dá)到預(yù)期的工藝指標(biāo)，自動(dòng)化、信息化是LSWEDM的發(fā)展方向。
　　在頂級(jí)機(jī)、高檔機(jī)完善的專家系統(tǒng)及電極絲自動(dòng)交換（多工位自動(dòng)穿絲、雙絲切割自動(dòng)換絲）的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)交換（AWC），以自動(dòng)完成全部加工過(guò)程，減少人的干預(yù)，以達(dá)到預(yù)定的加工目標(biāo)。
　　瑞士阿奇的AGIEVISONCNC系統(tǒng)與機(jī)器人或裝卸裝置及與網(wǎng)絡(luò)功能相配合，組成智能化的制造系統(tǒng)。例如，美國(guó)的Chelar工模具公司的瑞士阿奇EVOLUTION3LSWEDM，配用能安裝10個(gè)工件托盤的SD10型機(jī)械手及PROWN&SHARPECMM測(cè)量機(jī)后，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人看管運(yùn)行，機(jī)床年運(yùn)行工時(shí)已達(dá)6800h。
　　瑞士夏米爾公司千禧版的CNC系統(tǒng)是基于WINDOWSNT操作系統(tǒng)，在ROBOFIL240CC/440CC上控制內(nèi)裝的QCRW型機(jī)械手，具有能裝卸重達(dá)100kg工件的托盤。 此外，CNC系統(tǒng)具有接入局域網(wǎng)（LAN）的標(biāo)準(zhǔn)配置，機(jī)上還裝有一個(gè)RJ-45接口和以太網(wǎng)卡。
　　在自動(dòng)化、信息化方面，還有日本沙迪克公司CNC系統(tǒng)、日本三菱的64位CNC系統(tǒng)等，有了這些功能完備的系統(tǒng)，配以標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械接口，通過(guò)3R系統(tǒng)或EROWA系統(tǒng)的機(jī)械手，可方便地實(shí)現(xiàn)工件（托盤）的自動(dòng)交換。

相關(guān)文章

相關(guān)產(chǎn)品