今天佃贞，為了在全球市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)采郎，許多美國(guó)模具制造商正在利用不同的EDM加工能力苔悦，使它們?cè)谖⑿湍＞咧圃鞓I(yè)中能夠發(fā)揮更大的作用。由于其所生產(chǎn)的零件具有復(fù)雜和精密的特點(diǎn)骇扇，因此那些愿意采用必要技術(shù)可靠地生產(chǎn)微型模具的廠家為這個(gè)市場(chǎng)打開了大門摔竿，并為這個(gè)正在發(fā)展中的市場(chǎng)提供了服務(wù)。

　　許多廠家認(rèn)為少孝，微型模具的生產(chǎn)只不過是簡(jiǎn)單地采用一種很小的電極來生產(chǎn)元件继低。但事實(shí)上，還有一個(gè)更精確的定義稍走，就是其使用的電極應(yīng)小于0.1in×0.1in(1in=25.4mm)袁翁，并且應(yīng)包含一些細(xì)節(jié)，例如模具上的一些文字說明现辰，很細(xì)的加強(qiáng)筋等盔雷。此外，在納米技術(shù)中不斷增加的投資也促進(jìn)了微型模具技術(shù)的開發(fā)托捆，以生產(chǎn)出各個(gè)領(lǐng)域中所需要的元件篱汤。

 
圖1 元件的微型化及精密的幾何形狀，促使制造商必須開發(fā)越來越小的模具媒卑，
以保證能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品

測(cè)量時(shí)的挑戰(zhàn)

　　在處理這么微小的零件時(shí)铃越，生產(chǎn)微型模具的車間必須有能力精確地測(cè)量這些微小零件，以保證制造出正確的模腔经馍。首先切锈，該零件應(yīng)該可以從機(jī)床上卸下來，然后送到CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上進(jìn)行測(cè)量父绿。但是尿旅，如果一個(gè)微型模具不能燒蝕加工到正確的深度，那么要以切削加工代替它加工到足夠的精度是極其困難的畅廷。即使偏差量?jī)H有0.0001in捕阅，也會(huì)使這個(gè)微型模具受到很大的影響泉钮，引起模具損壞，導(dǎo)致零件報(bào)廢秃臣。

　　比較可靠的方法是使用卡盤瞻润。如果將零件安裝在托盤上，然后再放置在機(jī)床的卡盤內(nèi)夾緊甜刻。那么，測(cè)量時(shí)零件可以從卡盤上卸下正勒，然后再重新準(zhǔn)確的夾持到機(jī)床原來的位置上進(jìn)行二次燒蝕加工得院。今天的高精度卡盤可以保證這個(gè)系統(tǒng)順利完成加工任務(wù)，但費(fèi)用較高章贞。

　　在不增加卡盤系統(tǒng)投資的情況下祥绞，為了能夠精確、可靠地測(cè)量零件鸭限，可以選用一臺(tái)裝有內(nèi)置測(cè)量探針的EDM加工機(jī)床蜕径，這種探針對(duì)零件尺寸和切削深度的測(cè)量精度均可達(dá)到0.000 001in，而且不需要將零件從機(jī)床上卸下來進(jìn)行測(cè)量败京。

保持恒定溫度

　　微型模具制造過程中極高精度的要求兜喻，使得某些因素變得比它們?cè)谡DM環(huán)境下更為重要。特別是溫度冒侧，它對(duì)于能否生產(chǎn)出可靠的零件起著至關(guān)重要的作用硫缓。即使是機(jī)床或生產(chǎn)環(huán)境所產(chǎn)生的微小溫度變化，也足以影響機(jī)床的鑄鐵床身和所生產(chǎn)零件的精度阿赞，導(dǎo)致零件報(bào)廢恭隧。

許多微型模具制造商為了解溫度變化的問題，設(shè)計(jì)并建造了現(xiàn)代化的全氣候控制工作區(qū)域漩跋。這是一個(gè)理想的解決方案啃极，一個(gè)全氣候控制室不會(huì)暴露于陽(yáng)光之下，室內(nèi)溫度保持在±1 F范圍內(nèi)阁檀。

　　機(jī)床設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)步使得加工車間內(nèi)的機(jī)床可以獲得較高水平的熱穩(wěn)定性≌抽牛現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了一種在微型模具生產(chǎn)中使用的機(jī)床雙重?zé)岱€(wěn)定性系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以監(jiān)控電介質(zhì)溫度声屯，然后通過電介質(zhì)冷卻空氣惫饲，從而使機(jī)床保持恒定的溫度。電介質(zhì)本身也通過工作臺(tái)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)去园，防止在電介質(zhì)注入時(shí)發(fā)生熱沖擊現(xiàn)象裤础。這種系統(tǒng)有助于微型模具制造商生產(chǎn)出更加可靠的產(chǎn)品。

 
圖2 在微型模具制造中蜓谋，采用一種小于0.1in×0.1in的電極來生產(chǎn)齒輪梦皮、
微型芯片和醫(yī)療設(shè)備元件等，而且在零件上還帶有類似于數(shù)字和字母之類的微小細(xì)節(jié)

電極方面的考慮

　　除了溫度和外界環(huán)境對(duì)機(jī)床的影響之外，微型模具制造商還必須考慮熱量會(huì)對(duì)電極性能產(chǎn)生怎樣的影響剑肯。在傳統(tǒng)工藝中捧毛，美國(guó)的EDM機(jī)床都采用石墨電極。但實(shí)踐證明让网，這類電極并不適合于微型模具的制造呀忧，因?yàn)檫@種加工工藝會(huì)很快造成復(fù)雜細(xì)節(jié)處的磨損。正因?yàn)檫@個(gè)原因溃睹，必須采用純銅電極而账，但這又會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　石墨電極幾乎不會(huì)因受熱而膨脹因篇，但純銅電極卻不是這樣泞辐。因?yàn)榭紤]到這個(gè)問題，所以需要使用多種電極竞滓。微型模具制造商可以使用不同的電極咐吼，分別用于粗加工、精加工和超精加工瞧佃，以避免在電極的某點(diǎn)上聚積熱量搔献，導(dǎo)致電極在加工零件時(shí)超過公差范圍。

　　在微型模具的生產(chǎn)過程中演茂，材料的熱特性并不是選擇電極所要考慮的惟一問題灼址。微型模具制造中的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)EDM加工所需的費(fèi)用。它們的生產(chǎn)件银，要求機(jī)床具有比傳統(tǒng)銑床更高的主軸轉(zhuǎn)速肤轿、精度和可靠性。如果電極不是依靠外協(xié)生產(chǎn)的話郊片，那么這應(yīng)該是加工車間需要考慮的一個(gè)重要問題度籍，考慮是否需要加入到微型模具制造之中。

避免錯(cuò)誤的技術(shù)投資

　　在考慮微型模具生產(chǎn)時(shí)焚惰，許多制造商最初可能考慮的是購(gòu)置一臺(tái)帶有添加劑的EDM加工機(jī)床碌掩。從表面上看，這好像是一個(gè)明智的選擇蛆存，因?yàn)檫@種新技術(shù)既可以降低電極的磨損步氏，又可以提高切削速度和表面質(zhì)量。但是徒爹，微型模具的微小細(xì)節(jié)一般比混合添加劑的粒度還小荚醒。這就意味著要生產(chǎn)更精密的圓角或半徑是不可能的。盡管這種技術(shù)可以為某些模具制造領(lǐng)域帶來很多利益隆嗅，但是對(duì)微型模具制造來說界阁，則可能是一個(gè)錯(cuò)誤的選擇侯繁。

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