EDM(電加工)和高速銑作為模具制造領(lǐng)域中最主要的兩種加工設備杭攻,在模具制造過程中一直扮演著不同的角色家夺,雖然有關(guān)二者在模具制造過程中孰強孰弱的爭論由來已久钝侠,但是越來越多的模具制造企業(yè)已經(jīng)意識到二者的合理結(jié)合才更能發(fā)揮其整體效能该园。
二者并存于模具加工
周永泰先生:從時間上說,EDM進入中國模具行業(yè)的時間較早帅韧,很普及里初,絕大多數(shù)模具制造企業(yè)都會用到它。而高速銑的歷史比較短忽舟,現(xiàn)在好一些的企業(yè)已經(jīng)開始采用双妨,但在模具行業(yè)還沒有普及。這其中有很多原因叮阅,首先從成本上來講刁品,高速銑比較昂貴;另外是操作技術(shù)問題帘饶,電加工的操作技術(shù)相對簡單蟹梗,而高速銑操作比較復雜,想要充分發(fā)揮它的作用比較困難疯煮,很多工人操作不好尚稍。
當然高速銑也有很多優(yōu)點。在國外曾有一種爭論特掀,就是高速銑能不能代替電加工竭珊。這個可能性并不是沒有人蕊,但至少從目前情況來看還不可能全部代替,尤其是在我國更是如此震头,即使是長期的話也不能完全代替锤镀,例如模具加工過程中的窄槽、深溝殊青、盲孔手索、拐角和精細的小型腔等地方還是需要電加工的,它有其獨特的地方酣婶,特別是加工高硬度的材料唱枝。所以說這兩種設備各有各的優(yōu)缺點。
目前國內(nèi)每年約增加5萬臺左右的電加工機床比驻。國產(chǎn)的電加工機床很便宜该溯,尤其是快走絲和線切割機床,生產(chǎn)工廠很多别惦,因此企業(yè)使用的也多狈茉,擁有幾十臺的企業(yè)很普遍。而使用高速銑的企業(yè)相對偏少掸掸,經(jīng)濟條件好的一般也只有幾臺氯庆,很少達到10臺,多數(shù)工廠也就采購一二臺高速銑猾漫。
電加工未來的發(fā)展方向就是要進一步發(fā)揮它的特點:
1.不斷提高EDM的加工速度和效率点晴、自動化程度和加工表面的光整性。
2.不斷提高精度和表面質(zhì)量悯周,并進行微細電加工。
3.大型化型腔模陪竿。不斷向大型化發(fā)展就要求電加工機床也向大型化方向發(fā)展禽翼,此外還有雙軸、雙絲及電加工中心等播窒。
4.綠色可持續(xù)發(fā)展硫忆,這包括高效節(jié)能和環(huán)境保護及防火防爆等。
5.更加先進的數(shù)控系統(tǒng)挨这、可控電源以及電控柜袭丛。
6.不斷提高工作穩(wěn)定性,降低電極損耗嘹冀,簡化操作以及揚長避短饲骂,吸收高速銑的優(yōu)點和進一步發(fā)揮電加工的獨特優(yōu)點。
在可預見的未來EDM被高速銑完全替代是不可能的朽突,兩者必將同時并存旋逛,也許高速銑的比例可能會越來越大矛塑,但并不會完全取代EDM。
EDM和高速銑在工模具加工中的協(xié)作優(yōu)勢
耿丙強先生:在工模具加工制造領(lǐng)域已然發(fā)生了一場翻天覆地的變化妥触。事實上媳厕,這個領(lǐng)域中的全球化跡象也的確是比其他任何領(lǐng)域都要明顯。在許多新技術(shù)被引進的同時群镰,那些勞動力密集型的工作也被轉(zhuǎn)移到了東歐和亞洲地區(qū)睬魂。這樣一來,那些工模具制造商以及銑削和放電加工機床的使用者就可以更加目的明確地使用放電加工和銑削這兩種關(guān)鍵技術(shù)镀赌。
放電加工和高速切削是目前優(yōu)質(zhì)工具和模具加工的核心技術(shù)氯哮。放電加工是用熱切割的方法來進行加工,而高速切削是用具有幾何形狀的刀刃進行切削加工佩脊。即使是從這種簡單卻也不甚明顯的對比中我們也可以發(fā)現(xiàn)蛙粘,這種基本特征決定了他們各自的適用性。
在工具和模具制造領(lǐng)域相互競爭的加工方法是電火花成形加工和高速銑削威彰。這兩種加工方法首先都可以用來制造復雜的3D型腔和模芯出牧,包括注塑模、壓鑄模歇盼、鍛模舔痕、壓模、沖模豹缀、燒結(jié)壓鑄模和吹塑模等伯复。高速加工已成為加工石墨電極和銅電極的固定方法,從這個方面而言邢笙,高速加工也是對電火花成型加工的一種補充啸如。
通過對比同類型工件的加工可以看出,電火花成形加工的運行費用與高速銑削大致相同越化。在對比中影菩,一個重要因素就是要考量各項費用,包括工具費用(銑削刀具疚逝、電極加工)猜摹、輔助材料(電解液、潤滑油)誊爵、更換部件(主軸)灿磁、廢料處理(電解液、切屑匆救、淤泥等)嫁橱。
盡管利用電極絲切割工件的慢走絲線切割機床在沖壓和剪切模具制造方面優(yōu)勢突出,電火花成形加工和高速銑削卻仍是很多應用領(lǐng)域中相互競爭的加工手段赫裂。然而晤哩,電火花成形加工和高速銑削在工具和模具加工中的優(yōu)劣依然難以定論寝话。雖然高速銑削有強大的優(yōu)勢,但是特殊幾何形狀工件的存在對它的加工范圍產(chǎn)生了極大的限制侈净。因此尊勿,這兩種先進的工藝方法就需要相互取長補短。
選擇合適的加工方法
孫曉明先生:電加工設備由于加工原理所限制畜侦,決定了它的加工速度不可能超越高速銑元扔,只能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,有效地利用加工電流旋膳、縮短抬刀過程所用的時間等以提高加工速度澎语。此外,還要考慮到零件所適合的設備验懊,應根據(jù)不同的零件選擇有利于加工的設備擅羞,例如加工盲筋、盲孔和窄縫就必須要使用火花機义图。
直線電機的速度更快减俏,比原來絲杠傳動的伺服速度快,深度也比原來的深碱工,采用直線電機伺服驅(qū)動EDM的使用可以擴大火花機的使用范圍娃承,相對加工速度也能提高,通過采用直線電機提高最理想的是過去采用EDM最難加工的地方怕篷,其他方面通過電源能量利用率的提高倒灰、縮短抬刀次數(shù)也能得到一些提高,但是提高的比例不是太大憎唯。
通過高速銑可以提高模具的加工速度茬蓝,但同時也對EDM的市場帶來了一定的沖擊,這也是很正常的筛粘。以前選用火花機進行最終加工方式的比較多贩普,現(xiàn)在的選擇方式更加豐富了。現(xiàn)在高速銑在HRC55~60的硬度下都可以進行加工付杰,但是對刀具的磨損也會增加、對不同的產(chǎn)品采用不同的加工方式叨连,對高速銑和EDM的使用沒有絕對的行或不行蚓橡,只能說針對不同任務哪種設備更適合。
如今矛唤,產(chǎn)品表面的需要是多種多樣的抠佩,火花機可以滿足這些需求,但是高速銑是達不到的怜腊,它只能做出光面肺然,因此完全替代火花機是不可能的蔫缸。另外使用什么加工設備也與加工傳統(tǒng)有關(guān)系,例如歐洲使用加工中心的比較多际起,而日本企業(yè)大多使用火花機拾碌。我認為根據(jù)傳統(tǒng)的加工方式和加工形狀以及要求,應該選擇合適的加工方法街望。
為客戶提供整體解決方案
SamAllison先生:EDM在模具加工的領(lǐng)域應用非常廣泛校翔,是模具制造業(yè)的一個重要的加工工藝,可實現(xiàn)對各種導電材料的模具加工灾前。在過去的幾年中防症,隨著許多新興材料的出現(xiàn),EDM的工藝也發(fā)生了很大變化哎甲,總體加工成本也隨之上升蔫敲,與以前有著很大的不同。
但是隨著高速銑的出現(xiàn)炭玫,一些EDM的加工被取代了奈嘿。當時有人擔心高速銑會完全取代EDM,現(xiàn)在看來這種擔心是多余的憔剂。
畢竟兩種設備在模具加工領(lǐng)域中各有其優(yōu)缺點摆螟。比如加工深度較大的零件(需要較大的刀具長徑比),有人認為切削加工的深度取決于操作員的技能及使用的機器艳拿。當然其深度與機器性能有關(guān)蒜恶,因為一般的高速銑機床,加工工件其刀具的長徑比可達4~5倍陷字;而在同樣的情況下车崔,牧野的高速銑機床其刀具的長徑比雖可達到8~10倍,但這也已到了高速銑的加工極限福吩。而EDM對此卻有很好的解決方案述尊。而且高速銑雖說加工速度快,但是也并非對所有模具制造用戶都適用扰褒,畢竟操作人員的水平漠哲、整體加工成本以及要求相對復雜等特點,影響了高速銑機器的正常效能發(fā)揮贮芹∽镄唬客戶會根據(jù)其產(chǎn)品的特色,對這兩種設備使用進行不同的搭配椭符。我們會有針對性地為客戶提出解決方案荔燎,協(xié)助他們解決問題。
至于EDM和高速銑的發(fā)展趨勢,牧野公司一直至力于這方面的研究和努力有咨。對于高速銑琐簇,讓設備更穩(wěn)定,尤其是高速高精度加工中的熱穩(wěn)定性變得尤為重要座享。此外高速加工對于主軸婉商、軸承的強度及整體匹配,甚至切削液溫度的穩(wěn)定征讲,都有提高的空間据某。
對于EDM而言,最大的挑戰(zhàn)就是如何提高加工速度诗箍。牧野最新研發(fā)了SSGR技術(shù)癣籽,可提高加工速度30%~40%,同時其加工精度可達到0.001μm滤祖。這對于EDM而言無疑是個重大的里程碑筷狼。此外,就是加工的表面粗糙度走木,尤其是大面積的鏡面加工蛛惜。
可以這么說,我們今天所做的是我們5年前想都不敢想的事情荡减,畢竟市場引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展與進步赞钧。我們的目標不但要為我們的客戶提供最好的產(chǎn)品,最好的服務搂素,而且要協(xié)助客戶降低生產(chǎn)制造成本凌蝎。
有效合作是提高整體效率的最佳手段
張朝剛先生:線切割加工最近十幾年發(fā)展得比較快,普遍高于其他機型塑汽,根據(jù)2000年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)舰缠,在整個機械加工領(lǐng)域中線切割占整個工作量的份額不少于22.5%,線切割遠大于其他的加工方式态练,位列于車銑磨之后的第四位蚣凰。2006年蘇州所的會議上,專家表示整個社會的線切割機的總保有量為70~76萬臺聪僚。
至于在加工過程中選用EDM還是高速銑坦辟,與模具的種類、大小和精度都有一定的關(guān)系章办。模具行業(yè)大致分為冷沖长窄、拉伸和熱壓。熱壓以型腔成型為主纲菌,所以它必須依賴于成型加工。它主要是依據(jù)模具的特點和企業(yè)運用嫻熟的加工工藝而定疮绷。工作人員的情況翰舌,每個企業(yè)是不同的嚣潜,根據(jù)個人習慣的不同而不同,這個選擇是從模具設計開始就決定的椅贱。
對于加工企業(yè)而言真正要達到速度快懂算、質(zhì)量好,則EDM和高速銑這兩種方式就都要用好庇麦,選好一個界限计技,在這之前用高速銑,這之后采用電加工山橄,這是一種最適合的方案综非;也有另外一種方案則正好相反,先采用放電加工傅煎,因為加工許多特定的材料琴偿、高硬度或特殊形狀時使用高速銑時間長,且成本非常高伴乐,遠大于電加工划葫;當然這也是一種新的觀點,出于效益的考慮擒抠,在時間充足的情況下可以采用后一種方法扶眼,時間緊迫的情況下采用第一種方法,也可以說“用時間換成本”瑰跳。
在實際加工中提高加工速度不僅僅是EDM的加工速度忍坯,更需要和高速銑結(jié)合得好,尋找合作的最佳的契合點是提高整體效率的最佳手段瓦统。成形加工上效率可提高的空間很有限贿妹,而線切割這幾年確實提高了不少,速度和切厚能力大概都提高了一倍金矛。
成形加工中也是近幾年將控制改成數(shù)字化芯急,數(shù)字化的控制非常準確,成形加工對波形控制得比較好驶俊,將這種優(yōu)勢用到電加工作為一種優(yōu)勢互補娶耍,這也是提高放電的一種方法,未來的發(fā)展方向是控制到每個放電脈沖饼酿。
提高效率的方法是各自完成它們最擅長的任務榕酒,對設計電極也有很大的要求,電極對效率有很大的影響故俐。提高效率要在成形加工中找到自己合適的方案想鹰,此外還要與上下工序的配合。加工工藝對效率的影響會比機床本身性能對效率的影響大得多。電加工的發(fā)展中國和世界幾乎是同時起步的辑舷,但現(xiàn)在卻落后了半步喻犁,主要是因為國家對其投入太小。
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