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EDM实现模具精密加工

发布日期:2017-12-13  浏览次数:160放大 缩小
核心提示:随着现代模具制造水平的不断发展,对模具制造的要求也越来越高。许多模具制造企业加工的产品也正在向精密模具转移。在模具行业的“十二五”中,也明确将制造精密模具定为未来5年的发展目标之一。对于制造精密模具而言,电火花加工是非常可靠、有效的加工方法。虽然现在可以利用高速加工中心加工一些模具的精细部位,但是模具中一些深窄型腔、沟槽和拐角等形状复杂的地方,还是必须有电火花来完成。尤其是对于以电子行业为代表的精密模具制造企业,电火花加工将是他们生产中所必不可少的加工设备。
        随着现代模具制造水平的不断发展,对模具制造的要求也越来越高。许多模具制造企业加工的产品也正在向精密模具转移。在模具行业的“十二五”中,也明确将制造精密模具定为未来5年的发展目标之一。对于制造精密模具而言,电火花加工是非常可靠、有效的加工方法。虽然现在可以利用高速加工中心加工一些模具的精细部位,但是模具中一些深窄型腔、沟槽和拐角等形状复杂的地方,还是必须有电火花来完成。尤其是对于以电子行业为代表的精密模具制造企业,电火花加工将是他们生产中所必不可少的加工设备。
 
CUT1000超高精密慢走丝线切割机床
 
瑞士GF阿奇夏米尔集团
 
IIC模具制造的“完整解决方案”
 
电加工机床虽然被称为特种加工,但是,经过半个多世纪的发展,已经成为业界常见的加工设备,是模具加工的必需设备。目前,无论电火花还是线切割机床,目前都已经达到微米级甚至是1μm的精度、粗糙度Ra0.05μm。而未来,最有可能的提升空间在于:(1)加工效率:这是最大的挑战,因为成本压力会越来越大;(2)运行成本:机床结构要简单可靠,尽可能的减少易损件;(3)在线服务:随着互联网的快速发展,未来无论维修服务、日常保养、机床工艺和软件升级,都可以通过互联网实现;(4)自动化和制造单元:随着人力成本和大规模生产的需要,自动化和制造单元将十分普遍;(5)专机化:未来制造技术的精细化,处于机床制造成本的考虑,将会出现越来越多的专机。
 
GF阿奇夏米尔的超高精密慢走丝线切割机床CUT1000是一款适合于精密模具,特别是电子模具加工用的EDM设备。世界上最紧凑的超高精密慢走丝线切割机床CUT1000是瑞士阿奇夏米尔集团集60年电加工机床开发制造经验推出的巅峰之作。机床全部部件集成在仅1400mm×1900mm×1970mm的全封闭空间内。机床行程220mm×160mm×100mm,床身采用MonoBloc专利床身结构,5轴X、Y、U、V、Z全部配备全闭环光栅尺和编码器双闭环系统。机床全面恒温系统控制,标配双线自动切换系统,能极大提高加工效率,可用线径0.02~0.2mm。不同线径无需更换导丝嘴,实现完全自动化加工。可根据客户不同应用要求,采用去离子水或者油作为加工介质。全数字控制的IPG脉冲电源可实现完全无电解表面质量,最佳粗糙度(生产型数据)Ra0.03μm(油),Ra0.05μm(水)。配备阿奇夏米尔集团自行研发的第五代Vision控制系统,视窗化界面,菜单式操作,是完全针对线切割机床特点而开发的。其独有的急件插入功能使车间管理更加柔性化,人性化。各种智能模块:AWO(自动丝损耗校正)、DCC(动态拐角控制,拐角加工时无需降低加工速度)、WBC(丝弯曲校正控制,实现完美正直度)、VarioCut变高度加工专家系统,可实现同高度工件相同的加工效果,实现加工精度的高一致性和可靠性。综上所述,CUT1000机床,对线切割机床四大系统,包含机械床身、电解液系统、走丝系统和放电系统都有了革命性的改进。
 
随着当今世界科技日新月异,新技术,新工艺对传统的模具加工有了更高的要求。在高精密电子领域,比如精密接插件、IC封装模、引线框架模和LED等行业,需要1μm的加工精度,
 
仅以在半导体制造链条中的封装模具(ICCavitybar)为例。总的来说,ICcavitybar的技术要求有:表面粗糙度Ra0.1~2.2μm,尺寸精度±5μm,步距精度±5~10μm,底部内角小于0.1mm。而对于引线框架的模具制造商来说,更多的支架数量、更小的支架间隙的设计趋势不断迫使引线框架产品的制造提高加工要求。
 
针对以上这些独特的加工要求,GF阿奇夏米尔的超高精密慢走丝线切割机床CUT1000的高精度、最佳表面粗糙度、加工高效率等特点能够极好地满足以上电子行业的需求。
 
下面举一个加工实例:如图所示,这是一个工件和电极。电极材料:石墨EDM4;型腔数量:288个;型腔尺寸:1.2mm×2.9mm;加工深度:0.7mm;粗糙度:Ra0.4μm(VDI12);位置精度:±2.5μm。
 
这个工件的难度或者对机床的要求在于:(1)很高的机床精度(尺寸精度0~5μm,位置精度±2.5μm),最重要的是稳定性,因为总的长度超过100cm,而且型腔很多,无论高速铣床加工电极还是电火花机床最终加工,保证众多的型腔精度是很大的挑战;(2)表面粗糙度和表面一致性。这个工件要求表面粗糙度Ra0.4μm,看上去不太高,但是有两点需要注意,一是电极材料是石墨,石墨相对铜而言,很难加工出很高的表面粗糙度。二是288个型腔要同时一次加工,保证这么多的型腔的表面粗糙度的同一性绝对不简单,所有的型腔粗糙度要保证在Ra0.3~0.5μm的公差内;(3)表面质量。上面提到,IC封装模具对表面质量达到几乎苛刻的地步,而要在288个型腔内完成这么好的表面质量,绝不简单。
 
GF阿奇夏米尔用CUT1000超精密数控慢走丝线切割机床并结合另两台机床——FO350MS精密数控电火花成形机床、MIKRONHSM500LPP超精密高速铣削加工中心,能够完美地完成以上工件加工的全部要求,呈现IC模具制造的“完整解决方案”。
 
EDAF系列高精度电火花放电机
 
牧野机床(中国)有限公司
 
IEDAF系列在精密接插件模具上的应用
 
接插件是一种连接电子线路的定位接头,分接件与插件,是一种电子元器件。随着通信终端市场、汽车产业、消费电子接插件市场在中国的快速发展,中国即将成为全球接插件增长最快和容量最大的市场,预计未来2年国内接插件市场增长率可达15%。
 
伴随着市场的整体扩张,产能将逐渐从成本驱动的中低端产品转变为技术驱动的中高端产品,以成本驱动的中低端接插件产能转移将逐步放缓,取而代之的是技术驱动的中高端接插件市场,在接插件市场放电加工面对的挑战主要体现在:
 
(1)由于电子产品正在向小型化的方向发展,所以接插件零部件也越来越小,其模具的间距也越来越窄,0.5mm、0.4mm、0.3mm或更小。
 
(2)更高的加工精度,成品零件的精度要求为±0.005mm,所以模具的精度要求约为它的一倍,±0.002mm或更小。
 
(3)更小的R角,当前普遍要求在20μm以下,个别要求到10μm以下。
 
这是因为接插件模具的尺寸变得更小,为了使成型时塑料的流动性更好,保证注塑的效果和生产率,就必须提高注塑时的温度和压力,如果在型芯和型腔间有间隙,塑料流动时就会产生飞边,导致成品零件报废,影响生产率。极佳的表面光洁度,Ra0.3μm或更好,且加工表面均匀,一致性好。对浇口尺寸精度要求较高,需达到±0.005mm或更好,且多个浇口尺寸一致性要高。
 
关键词: EDM 模具精密加工
 
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