模具制造中的高速铣削与精密电火花加工

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    高速铣削加工(HSM或HSC)一般采用非常高的铣刀转速,较快的进给量,非常小的径向与轴向铣削深度对模具进行铣削加工.在铣削时,大量的铣削热被切屑带走,因此工件的表面温度较低,工件变形小,可切削较硬的表面,给现代模具加工带来了新的加工技术.(1)改善了工件的加工精度和表面质量.高速铣床必须具备高刚性高精度等性能,同时由于铣削力低,工件热变形减少,高速铣削的加工精度很高.铣削深度较小,而进给较快,加工表面粗糙度很小,铣削铝合金时可达Ra0.4~0.6,铣削钢件时可达Ra0.2~0.4.(2)有利于加工薄壁模具和整体结构式零件.高速铣削铣削力小,有较高的稳定性,可高质量地加工出薄壁模具和整体结构式零件.如高速切削可使飞机大量采用整体结构零件,明显减轻部件重量,提高零件可靠性,减少装配工时.在数码产品或继电器产品中,薄壁模具加工困难,但采用高速铣削技术可以大大改善.能加工出壁厚0.2mm,壁高20mm的薄壁零件.(3)可加工高硬度高强度的脆性材料,代替部分电火花加工.目前,高速铣削已可加工硬度达HRC60的零件,进行硬切削.高速铣削允许在热处理以后再进行切削加工,改变了模具的制造工艺,不再是硬材料非得电火花加工的单一模式.(4)提高了模具的生产率铣削速度和进给速度的提高,就提高了材料的去除率,加工速度得到一定的提高.同时,可加工淬硬材料,表面质量达到加工要求,无需抛光或电加工,缩短了工艺路线,大大提高了生产率.
    电火花加工(EDM)又称电加工，属于特种加工的技术范畴，是广泛采用的高速铣削加工的重要补充和发展，主要包括电火花成型加工和电火花线切割加工。现代电火花加工是数字系统控制下直接利用电能加工工件的一种方法，因些与其他加工方式相比有自己独立的特点：（1）直接利用成型电极或线状的电极丝作为切削工具，不需要专门购买昂贵的刀具，可节约制造费用。（2）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件。对不同的工件只需编制不同的控制程序或加工电极，很容易实现自动加工，很适合小批量形状复杂零件、单件和试制品的加工，且加工周期短。（3）利用电蚀加工原理，电极丝或成型电极与工件不直接接触，两者之间的作用很小，故而电极丝或工具电极不需要太高的强度。（4）在高速铣削加工中，刀具硬度必须比工件大，而数控电火花加工的电极材料不必比工件材料硬，可节省辅助时间和刀具费用。（5）直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参数（脉冲宽度、间隔、伺服速度等）进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程的自动化控制。（6）工作液一般采用水基乳化液或专用火花油，可实现浸液加工，冷却状态好。（7）利用四轴或五轴联动，可加工锥度、上下面异形体或回转体、螺纹等各种零件。（8）电火花线切割加工由于电极丝比较细，可以方便地加工微细异形孔、窄缝和复杂截面的型柱、型孔。由于切缝很窄，实际金属去除量很少，材料的利用率很高。对加工、节约贵重金属有重要意义。近几年来，由于电火花加工解决了加工表面质量问题，再加上自动化智能化一系列的技术进步，电火花加工技术有了质的飞跃，其以柔克刚独特的加工性能，目前还找不到哪一种加工技术可以与之竞争。
    现代模具制造的发展方向是两者结合，取长补短.高速铣削是一项系统技术，企业必须根据产品的材料和结构特点，购置合适的高速切削机床，选择合适的切削刀具，采用最佳的切削工艺，以达到理想的高速模具加工效果。电火花加工是高速铣削加工的有力补充和坚强后盾，在高速铣削无法加工的微小区域或复杂区域电加工机床发挥着极其重要的作用。如国外将高速铣削中心与电火花机床并在一起制造，由同一系统控制，称之为模具制造中心。该模具制造中心可实现模具制造的无人化智能化加工。总之，模具企业必需充分发挥两种数控技术的各自优势，并进行优化结合，才能发挥出模具数控机床的最高效率。 ' T% l8 [ L+ f9 K- v, [( T