EDM持续升级

2008-09-22 13:23:31 来源:模具网   
核心摘要:EDM作为现代精密模具和零件加工领域的传统装备,一直发挥着重要的作用。但是随着许多新技术、新装备的发展,譬如高速铣,使EDM的加工市场受到了一定的影响,对EDM而言,其对新技术、新工艺的追求一直也没有停止过。 电火花加工的最新技术 杨大勇先生:电火花加工技术是

EDM作为现代精密模具和零件加工领域的传统装备,一直发挥着重要的作用。但是随着许多新技术、新装备的发展,譬如高速铣,使EDM的加工市场受到了一定的影响,对EDM而言,其对新技术、新工艺的追求一直也没有停止过。

电火花加工的最新技术

杨大勇先生:电火花加工技术是现代精密模具和零件加工的有效方法之一,近年来,电火花成形加工涌现出许多新技术、新工艺和新设备。概括起来大概有以下几项:

首先是多轴联动数控电火花加工技术。该技术是在机床上装备分度旋转轴U轴(C轴)、V轴(B轴)、W轴(A轴),配合其他三个直线运动轴进行的多轴联动加工方法,在模具制造等领域具有非常重要的作用,特别是在加工表面形状复杂的关键性零部件的时候。

其次是镜面加工技术。随着科学技术的不断发展,对模具零件的要求不断提高,即要求加工精度高,表面质量好,而且要具有很好的耐磨性和耐蚀性。常规电火花加工工艺不易获得低表面粗糙度值的加工表面,特别是加工面积增大时,由于极间寄生电容的影响,很难获得高质量的加工表面,同时普通电火花加工会在工件表面产生一层具有残余拉应力、含有较多微裂纹的“白层”,对提高模具和零件的使用寿命不利,为此人们不得不在电火花加工后安排抛光、研磨等工序,一方面降低加工表面粗糙度值,另一方面去掉加工表面“白层”。这样势必使加工周期变长,生产成本增加,而且对一些复杂的型面或小孔、窄槽等极难进行抛光、研磨。镜面加工技术的出现较好地解决了这一问题。

还有就是高性能脉冲电源控制技术,这主要体现在三个方面即:蚀除脉冲精度的精确控制、阻断清扫脉冲的控制、稳定放电脉冲的控制。

最后就是高精度的机械装备系统和自动交换技术,该技术可以有效解决形状复杂、尺寸较小或无法加工基准面的电极制造及用于刀具库使用的电极制造等问题。

简而言之,电火花加工技术在深入研究电火花放电机理的基础上,必将利用其独有的加工特点和不断发展的新技术为模具制造工业提供先进的母机。

特征决定适用性

耿丙强先生:放电加工和高速切削是目前优质工具和模具加工的核心技术。放电加工是用热切割的方法来进行加工,而高速切削是用具有几何形状的刀刃进行切削加工。这种基本特征决定了他们各自的适用性。

对于工具和模具加工,高速切削的焦点主要在于对采用易加工材料(切削速度800~2000m/min)或经过调质、硬化的工具钢(切削速度100~500 m/min)制作的模型和电极的加工。刀具通常采用带有涂层的硬质合金材料。在工模具加工中,典型的刀具直径在0.2~16mm的范围内,其切削长度和直径的比率通常在10~15之间。

而在放电加工中电荷载体以高速撞击电极表面并将其动能转化为热能,其热量可将电极与等离子通道接触面的电极材料融化。由于电荷载体的撞击,部分融化的电极材料会蒸发或是从原有的弹坑中飞出。一旦能量供给被切断,这条等离子通道会在瞬间被破坏,其产生的低压会在这个过程中增强,而在这些低/高压的作用下,另外一些融化的电极材料也将会从原有的弹坑中脱落。这个过程的不断重复会使大量的材料几乎全部从导电电极上脱落。

电火花成型加工和慢走丝线切割加工的加工过程是有区别的。第一种加工方式是其中一个满足典型3D型腔最终几何要求的电极陷入到工件材料中;第二种加工方式是用一根可递进的电极丝将一个2D几何形状从工件毛坯中切割出来。

几乎所有导电材料都可以用电火花成型加工来加工,但根据优先实用性原则,放电加工可以不考虑材料硬度,同时在很大程度上可以不考虑工件成分。结合微小的加工能量,放电加工的加工特性使得它注定成为工具和模具加工的必要手段,而且迄今为止还没有完全替代它的加工方法。

电加工的发展趋势

孙晓明先生:为了进一步提高机床的精度,电加工机床的关键零部件采用了抗热变形更好的材料, 沙迪克大都采用精密陶瓷,一般到μ级加工时温度变化对精度影响就非常重要,精密陶瓷的热变形系数相当于花冈岩的1/4,但是抗冲击能力可以和铸铁来媲美。

从加工速度上来看,直线电机,在速度、精度、精度保持性上都具有明显的优势,直线电机运用到设备上将是一种大趋势。电加工机床用直线电机驱动更具有优势,丝杠驱动的优势是扭矩大,但直线电机驱动的火花机无需要大的扭矩,而是定位精度、重复定位精度的的准确,精度保持性的持久性。

提到电加工的复合问题现在就是慢走丝和水切割相结合。各公司采用的方法是不一样的,其实慢走丝更好的效果是在油里面,精度和稳定性比在水里的好,变质层非常的小,但是在油中的速度慢,成本高。用水和用油的走丝系统是不一样的,也有粗加工用水液,而精加工用油液的。
说到发展趋势,我认为在硬件上,如开门方式的改变。对放电的控制是竞争的核心。现在都是在做2D,很多厂家正在尝试开发3D,也就是可以不经过2D直接通过3D物体生成加工路径,减少环节、缩短周期、避免出错。

EDM的升级空间

王永利先生:作为模具制造和零件加工的重要装备,EDM的加工精度已经达到纳米级,因此单从技术的角度考虑已经达到了很高的精度,我个人认为想要从硬件上提高EDM的加工精度还是很困难的。

但这并不意味EDM的发展已经到了尽头,如要想提高其加工效率,可以采用双头设计,这就相当于双主轴,实际上就是两台机床,而成本低于两台设备价格的累加,其实也是工艺上的改进,而加工精度影响不是很大。

其次,电加工设备的发展趋势也是复合加工,如现在兴起的激光电加工、超声电加工、水切割加线切割等,因为单纯机械加工已经达到了很高的一个极限。现在用户最关心的还是加工效率、使用成本和服务的问题。与普通的电火花设备相比,这种加工方法主要是加工手段的不同,因为电火花的加工速度比较慢,但是精度高,而超声和激光加工速度特别快,这样组合可谓优势互补,如在实际加工中可以先用超声波和激光进行粗加工,然后用EDM进行精加工。

再有就是在加工过程中实现自动化控制加工,如使用机器人,采用无人操作,既可以降低人力成本,又可以提高某些环节的效率。

总之,要想提高加工效率,降低使用成本,就要从整体考虑,如工艺环节降低加工准备时间,提高EDM设备利用率(24h连续运转,过滤纸芯10 000h无需更换运行)等。#p#分页标题#e#

此外,加工过程中的环保问题也是业内比较关注的,有关这个技术领域的研发也将成为将来企业竞争的焦点之一。

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