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电火花EDM/线切割 |
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用于高速精密冲压模具制造的精密慢走丝线切割技术 |
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作者：阿奇夏米尔 张远平 来源：CMJ 中国机械与金属 |
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近几年，中国冲压模具发展较快，占国内模具生产总量的40%，其制品覆盖了汽车、电子、通讯、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范围，在汽车轻量化、新能源、自动化装备、医疗器械、航空航天、节能减排等领域的发展势头强劲。
先进的冲压模具技术
其中代表先进冲压模具技术的大型精密复杂冲模和精密多工位级进模占主流。它具有结构复杂、技术难度大、制造精度高、模具寿命长和生产效率高、附加值高、价格高等特点，是重点发展的品类模具之一。精密多工位级进模主要包括：电机铁芯自动叠片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、连接器与接插件级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模和家电零件级进模等。
图为紧密多工位级进模
工位级进模主要用于细小复杂冲压零件的批量生产，其工位数多、精度高、寿命要求长，模具细小零件和镶块多，板类零件孔位精度高、尺寸协调多。因此，多工位级进模与常规冲模相比，虽然加工和装配方法相似，但要求提高了，需要协调的地方多了，因而加工和装配更加复杂和困难。在模具设计合理的前提下，要制造出合格的多工位级进模，必须具备先进的模具加工设备和测量手段以及合理的模具制造工艺规范。与其它冲模相比，多工位级进模加工具有以下特点：
（1）工作零件、镶块件和三大板（凸模固定板、凹模固定板和卸料镶块固定板，简称三板）是多工位级进模加工难点和重点控制零件，其加工难点体现在工作零件型面尺寸和精度、三大板的型孔尺寸和位置精度。
（2）细小凸模和凹模镶块由于其形状复杂、尺寸小、精度高，采用传统的机械加工难以完成加工，必须辅以高精度数控线切割、成型磨削、曲线磨等先进加工方法方能完成（通常采用数控线切割＋成型磨削）。由于细小凸模和凹模镶块是易损件，需要更换，要有一定的互换性，所以细小凸模、凹模镶块的生产不能采用配作加工，而是有互换性的分开加工，要求图纸中不论是凸模还是凹模必须标明保证间隙的具体尺寸和公差，以便于备件生产。
（3）多工位级进模中的凸模固定板、凹模固定板和卸料镶块固定板孔位精度高、尺寸协调多，是制造难度最大、耗费工时最多、周期最长的三大关键零件，是模具精度的集中体现件。装在上面的凸模或镶块件的位置精度、垂直度等都依靠这三块板来给予保证。所以这三块板必须正确选材，确定加工方法和热处理方法，确保加工质量。三板的加工除了要使用传统的机械加工方法外，还必须使用高精度数控线切割、坐标镗、坐标磨等先进加工方法，必要时采用组合加工。
（4）多工位级进模精度要求高、寿命要求长、尺寸稳定性要求高，所以模具零件的选材除了要求高耐磨、高强度和高硬度外，还要求热处理变形量小，尺寸稳定性好。
根据多工位级进模的加工要求，多工位级进模的精加工设备以慢走丝线切割机床、精密数控磨床、坐标磨床、光学曲线磨床等高精度设备为主。特别是慢走丝线切割机床要承担半精加工、精加工的工作，有些零件的槽孔、位置还采用以割代磨、割磨相互配合的加工技术来保证尺寸、步距精度。一般来说，加工材料为淬火后的模具钢及硬质合金，要求工件加工后达到表面粗糙度：Ra0.1~0.4μm；轮廓、步距精度：<3μm。
完美的解决方案
2011年GF阿奇夏米尔推出的高端产品 CUT 1000 OilTech超精密数控慢走丝线切割机床、CUT X000超精密数控慢走丝切割机床系列就是满足高速精密多工位级进冲模高精度加工要求的慢走丝线切割机床。GF阿奇夏米尔的精密数控慢走丝线切割机床的全数字脉冲电源为加工提供优化、稳定的放电过程；可靠且功能强大的控制系统不仅编程简单，同时也能提供适合的加工工艺；其独有的细丝工艺可使用细至￠0.03mm的电极丝进行超精密加工，可使得客户用最短的时间、最少的切割次数、最小的电极丝消耗，加工出质量最佳的产品。
CUT 1000 OilTech和CUT X000融入全新理念的IPG智能电源技术，从粗加工到精加工都能保证表面完整性。CUT X000引入利于表面完整的脉冲电源，在精加工中消除了热和电解的影响避免局部腐蚀，在精加工中影响层的厚度降至1mm，能实现完美的表面粗糙度。CUT 1000 OilTech以电火花油为电介液，是世界上最精密的线切割机床之一。它可使用极细的电极丝加工出精细的表面质量，同时保证了较高的加工寿命。细至0.02mm线径的切割丝加工的内角半径可小至0.015mm。
GF阿奇夏米尔独有的双丝系统是保证其机床高加工效率的重要条件之一，CUT 1000 OilTech和CUT X000也都配有双丝系统。双丝系统可使得机床在粗加工和精加工之间切换电极丝的类型、规格，使得用户在进行电火花线切割过程中获得无与伦比的生产率和灵活性。从下图可以看出，采用CUT2000超精密数控慢走丝线切割机床对一个材料为Cr12，高度为40mm，最小半径为R0.075mm的工件进行加工，用传统工艺要用时3小时12分，而采用双丝工艺只需用时1小时26分。而采用CUT1000超精密数控慢走丝线切割机床对一个高度为50mm的钢材进行加工时，采用双丝工艺相比与传统工艺，时间节省了1小时2分，并可节省38%的电极丝。
● CUT 2000双丝加工
● CUT 1000双丝加工
工件：冲头材料是钢；工件高度是50mm；表面粗糙度是Ra 0.30μm。
标准工艺：加工时间是5小时20分；表面粗糙度是Ra 0.27μm；电极丝是 CCA Ø 0.10：3500m。
双丝工艺：总加工时间是4小时18分；表面粗糙度是Ra 0.28μm；电极丝是Berco cut Ø0.20 1000m和CCA Ø0.10 1500m。
CUT 1000双丝加工案例
工件：冲头材料是钢；工件高度是50mm；表面粗糙度是Ra 0.30μm。
标准工艺：加工时间是5小时20分；表面粗糙度是Ra 0.27μm；电极丝是 CCA Ø 0.10：3500m。
双丝工艺：总加工时间是4小时18分；表面粗糙度是Ra 0.28μm；电极丝是Berco cut Ø0.20 1000m和CCA Ø0.10 1500m。
先进的高精度慢走丝线切割加工技术的应用为提高模具的生产制造质量、缩短模具生产周期、延长模具使用寿命，以及实现模具向多功能、复杂化、组合化方向发展提供了一个可行的解决方案。
双丝系统精密慢走丝线切割机床将满足你的高精度、高品质、高效率的加工愿望。(end)
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(11/1/2011) |
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