技術(shù)

電火花加工模具的生產(chǎn)效率低下和品質(zhì)不穩(wěn)定的缺點  
    電火花加工模具的生產(chǎn)效率低下和品質(zhì)不穩(wěn)定的缺點逐漸暴露出來

。要縮短制造周期并降低成本，必須廣泛采用先進(jìn)切削加工技術(shù)。這些

機床主要包括各種高速數(shù)控銑床、加工中心等。  

　　為實現(xiàn)模具型腔及其相關(guān)部位的高速加工，機床需要具備以下特點

：  

　?。?）大承重和高剛性這是由于模具正在向大型化方向發(fā)展，加工

設(shè)備必須具有足夠大的臺面尺寸和工作行程與之適應(yīng)?，F(xiàn)在，幾噸到幾

十噸的模具非常普遍，要求機床工作臺面能承受大重量。模具材料的強

度和硬度都很高，加上常常采用伸長量較大的小直徑端銑刀加工模具型

腔，因此加工過程容易發(fā)生顫振。為了確保零件的加工精度和表面質(zhì)量

，用于模具制造的高速機床必須有很高的動、靜剛度，以提高機床的定

位精度、跟蹤精度和抗振能力。  

　?。?）高轉(zhuǎn)速和大功率高速加工是發(fā)展方向，高速銑削在模具加工

中已顯示了極大的優(yōu)越性。為了適應(yīng)模具型腔曲面的加工，刀具的半徑

應(yīng)小于型腔曲面最小圓周半徑，以免加工過程中刀具與工件發(fā)生“干涉

”。由于刀具直徑小，因此要求主軸轉(zhuǎn)速非常高，國外高速加工機床主

軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到40000~100000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)30000~60000min

。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成，故

主軸功率要大，中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW

，有的甚至更高。  

　?。?）能多軸聯(lián)動及良好的深孔腔綜合切削能力模具型腔多為復(fù)雜

的空間6曲面及溝槽所構(gòu)成，且許多模具具有深孔腔。為了達(dá)到對3D曲

面的高精度、高速度和高穩(wěn)定性加工，機床需要多軸聯(lián)動，且具有良好

的深孔腔綜合切削能力?？梢圆捎梦遢S聯(lián)動加工中心，除了三個坐標(biāo)的

直線運動外，還有兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的進(jìn)給運動。銑頭或工作臺可以多軸聯(lián)

動進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給，從而適用于加工具有復(fù)雜型腔曲面的模具零件無

油軸承。  

　　復(fù)合加工是模具加工的發(fā)展方向之一。雖然加工中心已能將許多機

加工工序復(fù)合在一臺機床上實現(xiàn)，但這仍不能完全適應(yīng)模具加工，將機

械加工與電、化學(xué)、超聲波等不同原理加工方法進(jìn)行復(fù)合，兼?zhèn)鋬煞N以

上工藝特點的復(fù)合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。

電火花加工機床自20世紀(jì)50年代在中國誕生以來，走過了漫長而快速的

發(fā)展道路，技術(shù)日益先進(jìn)，應(yīng)用越來越廣，目前已在中國模具工業(yè)中占

有十分重要的地位，每年都有1萬多臺新的電火花加工機床進(jìn)入模具制

造領(lǐng)域。在模具型面加工中，電火花加工機床雖然受到高速銑削的嚴(yán)峻

挑戰(zhàn)，但由于其獨特性能和技術(shù)的不斷進(jìn)步，電火花加工機床今后仍將

在模具工業(yè)中發(fā)揮其獨特的作用，并獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

    20世紀(jì)50年代以前，中國模具制造基本是用手工工具配以一般通用

機床進(jìn)行。50年代后期，電加工工藝開始在模具制造中應(yīng)用。

    中國第一臺電火花加工機床誕生于1954年。1956年1月27日，營口

電火花機床廠試制成功全國第一臺便攜式電火花強化機。這是國內(nèi)最先

把放電加工技術(shù)用于生產(chǎn)的第一臺電加工裝置。1958年研制成功的

DM5540型電脈沖機床具有效率高、電極損耗小的優(yōu)點，從而開始了電加

工機床進(jìn)入以模具加工為主的時期?！颁摯蜾摗彪娂庸すに嚨难芯砍晒?/p>

解決了電極與沖頭的配合問題，這使電加工機床在模具（特別是沖壓模

具）加工中得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。電火花機床得到迅速發(fā)展。

    從60年代初開始，電火花成形機床和電火花線切割機床在模具制造

中的應(yīng)用不斷發(fā)展，促進(jìn)了模具制造技術(shù)的提高和模具工業(yè)的發(fā)展。

1964年中國開發(fā)了光電跟蹤電火花線切割機床和快速走絲電火花線切割

機床。1965年10月，營口電火花機床廠試制成D6125型電火花成型加工

機床。它是國內(nèi)最先采用液壓伺服控制系統(tǒng)，以電子開關(guān)元件為脈沖電

源的定型產(chǎn)品。這是國內(nèi)最早出口援外的電火花成型加工機床。 1969

年出現(xiàn)快速走絲數(shù)控電火花線切割機床。而晶體管脈沖電源的沖D6140

電火花成形機床拓寬了電加工在型腔模具加工中的應(yīng)用。

    可控硅電源和晶體管電源的電加工機床，在70年代得到較大的發(fā)展

，它們與不斷完善的平動頭相結(jié)合，使型腔模電火花平動工藝日趨成熟

，促進(jìn)了型腔模電火花加工的新發(fā)展。在1970年底，中國第一臺GDX-1

型光電跟蹤線切割機在蘇州三光廠制造成功了。電加工技術(shù)的不斷發(fā)展

使電加工在模具加工中所占比例逐步提高，電火花加工機床在模具工業(yè)

的應(yīng)用也越來越多。

    隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，80年代電火花機床有了新的突破，陸續(xù)出現(xiàn)

了一些高性能的數(shù)控電火花加工機床。80年代中國還自行開發(fā)了場效應(yīng)

管脈沖電源、數(shù)控平動裝置及工藝技術(shù)和低速走絲線切割技術(shù)，使中國

的數(shù)控電火花加工得到迅速發(fā)展。

   在國際機械加工行業(yè)，先進(jìn)國家早在八十年代就研制和生產(chǎn)低速走

絲電火花線切割機（俗稱慢機）而在當(dāng)時中國尚屬空白。隨著中外合資

企業(yè)生產(chǎn)電火花加工機床和引進(jìn)數(shù)控電火花加工技術(shù)及機床，中國三光

牌DK7632型低速走絲電火花線切割機于1997年研制成功。另外，90年代

生產(chǎn)的還有HCX250、DK76、CC100等，數(shù)控低速走絲線切割機床對沖壓

模具加工來說，不論從工藝、技術(shù)、功能、加工精度、效率，表面質(zhì)量

及對超硬材料的加工性能等方面都有很大提高。S205TNC、HCD400K、

GW7452、SC110、SF310、B50等一系列性能價格比極具競爭力的數(shù)控電

火花成形機床的出現(xiàn)，使中國的電火花成形機床在模具工業(yè)的應(yīng)用，更

展示了它們的多功能、高精度、穩(wěn)定可*、價格適中等優(yōu)點。

    目前，電火花線切割加工的精度已達(dá)到2微米，最佳加工表面粗糙

度可低于Ra0.3微米，這對諸如IC引線框架模等精密模具的加工具有十

分重要的意義。由于大錐度和大厚度方面的技術(shù)進(jìn)展，以及自動穿絲、

自動定位等技術(shù)的進(jìn)步，電火花切割加工在塑料和鋁型材料擠出模及沖

壓模制造中充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢。精密電火花線切割加工和研磨、拋光

相結(jié)合的加工方式，在模具加工中正在不斷發(fā)展。而鏡面電火花加工技

術(shù)的發(fā)展，使精密電火花成形機床在精密型腔模具加工方面起著越來越

重要的作用。有的電火花成形機的加工表面粗糙度可達(dá)Ra0.1微米。

    隨著高速加工在模具制造中的應(yīng)用逐步發(fā)展，電加工機床的地位受

到了挑戰(zhàn)。但它仍舊有廣泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄縫、

溝糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法難以替代的作用?！?/p>

電火花銑削加工”、“混粉加工”、“模糊控制”、“微細(xì)電火花加工

”等技術(shù)的發(fā)展和直線電機及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機床繼

續(xù)保持良好的發(fā)展。數(shù)控高速電火花小孔加工機性能的不斷提高使它的

用途越來越廣。

    現(xiàn)在，電火花加工技術(shù)與模具制造已密不可分。一方面是電火花加

工技術(shù)的發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，另一方面是模具工

業(yè)的發(fā)展，向電火花加工提出了越來越高的要求，促使電火花加工技術(shù)

的發(fā)展。兩者相輔相成，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。近年來，中國模具行業(yè)

每年新增加的電加工機床都在1萬臺以上，在現(xiàn)在的模具生產(chǎn)中，大約

三分之一的加工工作是由電火花加工機床完成的。我們有理由相信，電

火花加工機床在模具工業(yè)中的應(yīng)用不但在過去和現(xiàn)在十分廣泛，而且今

后也必將繼續(xù)發(fā)揮其重要作用。