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冲压模与电火花线切割加工技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-05-08 05:36:34 来源: 作者:用户95404    浏览次数:0    
摘要

近年来,我国模具工业有了长足的进步,平均每年以20%~25%的速度长。2005年模具产值为610亿元,2006年约720亿元。模具的技术水平同样有显著提高,一些国产优质模具的性能己接近国外同类产品的先进水平,而这些优质模具大多为塑料模和冲压模。我国模具行业以塑料模、冲压模为主,而冲压模的加工离不开电火花线切割加工(WEDM)机床。据统计,约80%的WEDM机床用于模具加工,主要是冲压模加工。 1冲...

近年来,我国模具工业有了长足的进步,平均每年以20%~25%的速度长。2005年模具产值为610亿元,2006年约720亿元。模具的技术水平同样有显著提高,一些国产优质模具的性能己接近国外同类产品的先进水平,而这些优质模具大多为塑料模和冲压模。我国模具行业以塑料模、冲压模为主,而冲压模的加工离不开电火花线切割加工(WEDM)机床。据统计,约80%的WEDM机床用于模具加工,主要是冲压模加工。

1冲压模的现有水平标志着冲压模先进水平的是高精度、长寿命、多工位级进模,它具有结构复杂、制造难度大、生产效率高和低耗材耗能等特点,是我国重点发展的精密模具品种之一。

如我国具有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模,精度达2m,步距精度达3m,双回转精度1',拼块精度1表面粗糙度Ra0. m,模具寿命1亿次;而美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模,精度为1Mm,步距精度2模具寿命2亿次。可见,这类模具的精度己接近国外先进水平,但寿命有一定差距。

高水平的空调器翅片多工位级进模,精度达2Mm,凸、凹模的工作面近千处,冲裁间隙为0. 01mm的有300多处,一次冲出翅片数达36列,模具寿命2亿次以上;日本日高精机、美国OAK、意大利GBS公司制造的36~72列数翅片级进模,精度达2Mm近国外先进水平,但模具寿命有较大差距。

体现高难度成形的彩管电子枪零件(G5)25工位硬质合金级进模,精度达2Mm模具在高速冲床上应用,冲制0.245mm厚的无磁不锈钢,经各道工序后,制品精度达*5Mm,模具寿命3千万次以上;日本东芝、日立等公司制造的彩管电子枪零件级进模,精度为2m,步距精度3m,模具寿命5千万次以上。同样模具寿命有差距。

高性能的集成电路框架32工位级进模,精度达2Mm在高速冲床上冲速达350 ~500次/min寿命为3千万次以上;日本山田、美国奥伯格等公司制造的100条脚以上的集成电路框架模,精度达2Mm步距精度3 m,模具寿命1亿次。

还有如自主创新手机连接器50工位级进模,精度达2Mm步距精度3Mm模具寿命2亿次;数码相机弹簧片18工位级进模、接插件46工位级进模等都达到了较高的水平。

可见,我国具有代表性的精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平(精度、表面粗糙度等)己接近或达到国外先进水平,而以上这些模具的型孔、定位孔等关键部位基本上都依靠精密WEDM机床进行加工,这说明我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的技术进步与WEDM的技术进步密切相关。

精密、复杂、高效、长寿命冲压模一般由低速走丝电火花线切割加工(LSWEDM)机床进行加工。

2LSWEDM机床的发展状况总体来说,LSWEDM机床的技术含量在机床行业中属高新技术产品。从国内外的发展情况来看,LSWEDM机床大致可分为**机、高档机、中档机3个层次。

这类机床代表了当前LSWEDM机床的*高水平,主要是瑞士和日本公司的产品。这种机床的*大切割速度为400 ~500mm2/min*高加工精度可达*1m,加工表面粗糙度Ra0. 05m,加工表面无变质层,具有直径0.02mm的细丝切割功能,功能齐全,自动化程度高。例如:瑞士阿奇的AGIECUTVERTEX系列机床,其加工工件的轮廓精度Tkm为*1Mm,Ra0.05Mm,加工表面无变质层;瑞士夏米尔的ROBOFIL2050TW、6050TW双丝切割机床,*高加工精度*1Mm,Ra0. 05Mm,具有**的加工表面质量;还有日本三菱、牧野、沙迪克等公司生产的相关机床也属于此类。

这类机床的*大特点是加工精度高,表面无变质层,可直接完成模具的精密加工,所加工的模具寿命己达到机械磨削水平。

这类机床一般都具有自动穿丝功能,无电阻防电解电源,有的也有细丝(直径0.03mm)切割功能,*大切割速度400~500mm2/min加工精度一般在*3Mm(精度定义不尽相同),加工表面粗糙度Ra0.2~0.3Mm这类机床基本上也由瑞士和日本公司生产。例如:瑞士阿奇的AGIECUTEXCEL-LENCE系列,其加工精度(Tkm)*1.5MmRa0.1Mm具有较高的水平;瑞士阿奇的AGIECUTPROGRESS系列机床,**次切割加工时,在切割速度为350~500mm2/min的情况下,加工表面粗糙度Ra可达0. 8Mm具有很大的实用价值,这在高档机中属佼佼者。具有高档机水平的机床还有瑞士夏米尔、日本三菱、沙迪克、牧野等公司生产的相关机床。

这类机床也广泛用于精密冲压模加工,但有的还需研、磨配合加工。

瑞士、日本在中国的独资(合资)企业为了适应中国市场的需要,同时也生产一些中档机床。如:日本沙迪克特种(苏州)生产的有关型号机床;大连三菱FA系列中有关型号的机床;瑞士夏米尔ROBOFIL380、390机床及北京阿奇夏米尔生产的XENON机床等。这些机床售价一般在60 ~80万元/台(中档规格)。

台湾及台湾在大陆的企业一般也生产中档水平的LSWEDM机床。我国大陆生产中档LSWEDM机床具有代表性的是苏州三光公司和苏州电加工研究所,售价在45~65万元/台。

中档机床一般都具有无电阻、防电解电源,切割速度300~400mm2/min加工精度可达*5Mm加工表面粗糙度Ra0.4~0.5Mm应指出,根据国外所提供的机床资料,各公司加工精度的评价方法不尽相同,用于评价加工精度的工件材料、形状、尺寸也不同,因此关于**机、高档机、中档机的表述仅供。

由于精密加工技术与加工表面完整性技术的结合,使LSWEDM技术上了一个新台阶,并推动了精密、复杂、长寿命冲压模加工技术的进步,因此LSWEDM机床在精密冲压模加工中具有不可替代的作用。随着模具工业的迅速发展,LSWEDM机床的市场也在不断扩大,2003年国内年产量仅800台,2004年达1800台,2005年达2400台,2006年达到了3 500台,产值约25~30亿元。预计今后还有更大的发展空间。

3HSWEDM机床的技术进步HSWEDM机床同样用于冲压模加工,但一般以加工中低档模具为主。由于它的实用性、经济性,所以在国内有较大的市场,目前年产量达3.5~4.0万台,产值约14亿元。模具制造企业基本上都装备了这类机床,但这类机床加工精度较低(尺寸精度0.),加工表面质量较差,但近年来HSWEDM技术水平有了较大的进步。

根据LSWEDM机床多次切割实现精密加工的原理,不少单位开始对HSWEDM机床多次切割技术进行了研究,并有所突破。如上海大量、苏州新火花等公司开发生产了多次切割HSWEDM机床,提高了加工精度,改善了表面质量。要实现多次切割加工,主要解决的问题是:加工过程中电极丝空间形位变化的控制,为此采用了高耐磨性的导向装置、恒张力控制机构及采用走丝速度程控调节等措施,这是实现多次切割的基本条件。窄脉宽、高峰值电流的新型脉冲电源是提高多次切割工艺水平的重要保证。还有采用短程往复走丝、改变跟踪控制方法、进行系统工艺试验开发多次切割软件等。而提高机床的运动精度对HSWEDM机床的多次切割显得更为重要。

多次切割技术提高了HSWEDM机床的加工工艺水平。例如苏州新火花公司的多次切割HSWEDM机床,在3次切割后表面粗糙度2Mm时,平均加工速度>50mm2/min,加工工件表面光泽无切害纹,*大切割速度190mm2/min*佳表面粗糙度Ra0.8Mm.上海大量公司TP系列机床,在进行3次切割后表面粗糙度Ra6.0Mm 4模具WEDM技术的展望随着多工位级进模的不断发展,单排级进模技术正向着双排多列级进模技术发展,且结构越来越复杂。以电机铁芯自动叠片多工位级进模为例,有铁芯大规格自动叠片、铁芯双排扭槽叠片、多排直槽叠片、大回转叠片、双回转叠片等。模具结构越来越复杂,制造难度越来越大,对精密加工的要求也越来越高,这也推动了WEDM机床向更高的层次发展。而代表WEDM机床高层次发展方向的应属于LSWEDM机床。为了减少人的干预,保证达到预期的工艺指标,自动化、信息化是LSWEDM机床的发展方向。

在**机、高档机完善的专家系统及电极丝自动交换(多工位自动穿丝、双丝切割自动换丝)的基础上,进一步实现工件自动交换(WC>以自动完成全部加工过程,减少人的干预,达到预定的加工目标。

或装卸装置以及与网络功能相配合,组成智能化的制造系统。美国Chelar工模具公司的瑞士阿奇EVOLUTION 3LSWEDM,配用能安装10个工件CMM测量机后,实现了全自动无人看管运行,机床年运行工时己达6800h.瑞士夏米尔公司千禧版的CNC系统是基于WINDOWSNT操作系统,在ROBOFIL240CC/440CC上控制内装的QCRW型机械手,具有能装卸重达100kg工件的托盘。此外,CNC系统具有接入局域网(LAN)的标准配置,机上还装有一个RJ在自动化、信息化方面,还有日本沙迪克公司CNC系统、日本三菱的64位CNC系统等,有了这些功能完备的系统,配以标准化机械接口,通过3R系统或EROWA系统的机械手,可方便地实现工件(托盘)的自动交换。

(上接第36页)4高速磨削技术的研宄高速磨削技术正为世界工业发达国家所重视,并己开始进入实用化阶段。我国在高速磨削技术研究利用方面和国外相比有较大差距,大力加强高速磨削技术的研究、推广和应用,对提高我国机械制造业的加工水平和加快新产品开发具有十分重要的意义。

高速磨削技术的研究,主要从制约切削速度的各个方面进行研究。

研制适应高速磨削的新颖砂轮,这样才能提高磨削速度。

为了尽可能降低机床在高速时由于砂轮不平衡引起的振动,应配置在线自动平衡系统,以使机床在不同转速时,始终处于*佳的运行状态。为了提高生产效率和工件的加工精度,则应采用高速、高效和高精度进给驱动系统。比如在平面磨床上采用直线电机替代丝杠螺母传动;在进行偏心磨削时,外圆磨床除了须具备高速滑台系统外,还要配备高速数控系统,以保证工件的精度及较高的生产率。

除了要注意冷却润滑液本身的化学构成外,其供给系统也十分重要。因此,在研制高速磨床时,必须配置高压的冷却润滑供给系统。

磨削速度向超音速迈进。

高速磨削应用研究的下一个目标将是冲破音速大关,把磨削速度提高到350m/s以上,进而使500m/s的磨削速度在工业应用上成为可能。当然,单就磨削速度一个参数并不能全面评价磨削过程的优劣,*佳的磨削速度应是磨削过程经济效益*好时的速度。这一*佳速度,必须经过改进机床设计,优化切削条件和配套系统等深入研究才能达到。

 
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