模具技术进步促进电加工机床性能的提升

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模具技术进步促进电加工机床性能的提升
1 引言
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近年来模具行业的迅猛发展，对模具技术提出了新的挑战。电火花加工一直以来都是模具技术的核心部分，尤其是在注塑模制造中发挥着举足轻重的作用。目前高速铣削技术的进步已经替代了模具制造中一些电火花加工工序，因此有人认为其发展趋势将替代电火花加工。但如果对这两大模具成形技术各自的优势及不足给予认真分析就可以发现，高速铣加工由于受铣削加工方式本身特点的制约，它在模具加工中并不能替代电火花加工。像深槽窄缝、内清角、棱边清晰的加工，细微、复杂、精密的加工，深型腔的加工，还有超硬材料的加工，这些都是高速铣加工能力所欠缺之处，相反电火花加工却占有绝对优势。另外，电火花加工在目前数控技术发展新形势的影响下，朝着更深层次、更高水平的数控化方向快速发展。如今新型数控电火花机床层出不穷，各种品牌的数控电火花机床的性能有了全面提升。下文以北京ACTSPRK数控精密电火花机床的新款SA系列产品为例（图1），来介绍数控电火花机床在模具制造中取得的性能提升。

! Z$ y' N9 R% [' Q图1 ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列

5 }8 L. K2 I3 @5 B2 C( U# X2 数控电火花机床在模具制造中取得的性能提升
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2.1 加工精度的提高

模具行业大幅度的发展，对模具精度的要求越来越高。高精密模具如微型接插件、IC塑封模、手机、CD盒等，已成为市场上非常热门的模具品种。这些模具电火花加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值要求小于0.03mm，加工表面粗糙度要求低至Ra0.3μm，甚至要求镜面加工。模具电火花加工精度的提高，完全受益于数控电火花机床精度的提高。因为使用机床进行加工，加工精度无法超越机床精度。因此一般放电机床难以胜任完成高精度的电火花加工，选择好的放电机床是保证加工精度的前提。ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列采用 Agie Charmilles 集团核心技术，大大提高了数控电火花加工的质量。机床刚性好，短C 形设计保证了精准的放电间隙；瑞士脉冲电源能实现小间隙条件下的稳定加工；X、Y、Z直流电机驱动保证了高精度的定位，高性能的伺服控制系统能把加工深度误差控制在最小限度达到高精度加工；丰富的平动方式用来精确的补偿型面轮廓尺寸；精加工中电极损耗小，精加工模块满足镜面加工要求，能加工出高品位的表面；数控自动加工极大地降低了加工精度对人为的依赖。

( v9 e8 t: V. g3 o2.2 加工效率的提高
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现代模具要求电火花加工在保证精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求将大面积工件的放电时间大幅缩短，同时又要降低粗糙度。有些模具要求放电后不再进行手工抛光处理，这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质。这些效率方面的要求对数控电火花机床的性能提出了更高的要求。ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列采用纯瑞士进口脉冲电源使加工的生产率大幅度提高。AEP全自动编程系统强化了加工条件的检索功能，可以进行多段加工条件的切换，通过进行多段加工条件的切换，可以进行各条件下最佳余量的加工，可以缩短加工时间，提高加工精度。如用Φ20㎜的紫铜电极在4Cr5MoSiV1钢料上加工0.5㎜深，达到镜面效果（约Ra 0.1μm）仅用时3.5小时（图2）；横向加工哈夫笔模一腔粗加工用时0.8小时，精加工达到Ra0.8μm的光洁度仅用时1.2小时。另外AEP全自动编程功能减少了编程的辅助时间，友好的人机界面使操作变得十分快捷，在一定程度上也提高了加工效率。高效率的数控电火花机床是模具企业扩大市场空间、提升市场竞争力的资本，其开发而成的新产品、新技术亦愈受欢迎。

9 D$ ?+ n$ W5 m3 y& x6 e8 A5 X图2 镜面加工样件

7 q$ Q( [4 a) o# o/ M! o9 w; j图3 加工哈夫笔模

9 L) {6 z# K7 \2.3 自动化程度的提高
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1 z" N# ^9 g; l: }0 J; m2 X目前先进数控电火花机床的自动化性能有了全面提高。ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列可选配AEC（电极自动交换装置）和快速装夹定位系统（EROWA、3R），这样整个电火花加工只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，便能自动运转，使用基准球和测头进行定位，加工中自动执行电极和工件位置的测量和修正，监测加工，无需人工操作，打破了传统加工繁琐的操作模式。另外机床具备的自动找外中心、找内中心、找角、电极自动找平行、C 轴旋转坐标系无需校正工件、多工件的连续加工等功能都体现了数控电火花机床高水平的自动化性能。自动化性能降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率，提高了加工精度。

2.4 智能化程度的升级
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新型数控电火花机床大多采用了智能控制技术。随着市场对电火花加工要求的提升，智能化技术也在不断地升级。ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列的NC 软件基于WINDOWS XP平台, 人机界面友好,智能化程度高，易学易用。AEP自动编程系统采用人机对话方式，编程过程中，只要按系统提示步骤创建相对零点、创建加工位置、创建放电加工就可以实现程序的自动生成，无须记忆任何代码；创建放电加工过程中只要合理输入或选择工艺数据就可在丰富的工艺参数库中自动检测最佳加工条件，如选择平动方式、电极与工件材质、目标粗糙度值，输入加工深度、电极底面积、锥度值、电极缩放量等指标；AEP自动编程系统具有丰富的加工策略，可得到理想的加工效果，如可选择标准、低损耗、高效率放电模式，又可分为标准、标准无冲液、尖点、窄缝、穿孔等工艺类型；当加工变截面电极时，可根据加工面积及加工深度的变化，自动选择加工条件；编制好程序后可以进行程序的模拟，并且可以通过图象显示来检查；加工过程中由计算机监测判定电火花加工间隙的状态，随加工深度的变化实现自适应抬刀，实现加工过程的智能控制。智能化程度的升级使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。
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5 L8 b. r, {9 d3 l; R2.5 其它性能方面的提升
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数控电火花机床性能的提升还包括很多其它方面。ACTSPRK数控精密电火花机床SA系列在拓展应用方面可以实现四轴四联动加工，如可以加工外螺纹、内螺纹、三维螺旋面等复杂的工件；安全方面采用了防火自动检测装置，液面检测装置，防止碰撞功能；节能方面特别显著，同类产品容量为10～15KVA，而SA功率只有 3.7KVA，节约了一半以上的电能。
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0 q3 x8 F4 }9 n9 B  q( B4 |! |- j% M3 结束语
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在模具技术快速发展的新形势下，数控电火花加工技术已取得了突破性的进展。电火花加工机床的性能也得到了全面的提升，在高速铣技术发展的影响下，电火花机床生产厂家将不断对生产技术予以改进，极大地提高数控电火花机床的加工质量、加工效率，使这一特种加工技术在模具制造中立于不败之地。