电火花成形加工技术的发展概况(2)

电火花成形加工技术

《电加工与模具》2010年增刊　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　综　述

μm、深200μm的微型汽车模具,并用此模具制作出了微型汽车模型。日本三菱电机公司成功地制作出了由齿顶圆直径为1.2mm的大齿轮、齿顶圆直径为0.2mm的小齿轮和直径为0.1mm的内心轴构成的、最深部的加工尺寸为270μm的齿轮铸模(图2)

。

间30min,而常规脉冲电源加工时间为41min,提

高27%。

3　中小型模具的低损耗加工

电火花成形加工在中小型模具,尤其是小型高档模具的加工方面呈现很大的优势。市场因素是机电产品的功能集成及相应的产品小型化,使其模具在小容积内包容了复杂的多个型腔,加上为提高模具寿命采用高硬度材料,对此,加工中心的高效率长项发挥不出来,相反由于需要去除的材料少,电火花成形加工相对低的材料去除效率,有一定损耗等则不成问题。型腔越小越复杂,它的优势越明显。尤其在当今金融危机下,,例如1Π4,争,甚至在小型腔。这些以电火花成形加工当前的性能水平,无需大的花销就可稳定解决。当然这并不是说加工中心面对小型复杂型腔绝对做不了,而是说在加工工时和刀具费用等方面已不合算。就是在中大型模具上,除了窄深槽和清角的工作外,如音响设备的音窗,汽车的进风格栅,以及落差大的型腔(如汽车发动机箱压铸模型芯),需要超长的铣刀加工,此时由于刀具刚度不足,表面质量无法保证,只能用电火花成形加工。可以说在小型腔加工上电火花成形加工已成为主角,这块市场现在发展很快,足以使电火花成形加工站稳脚跟,而在中大型型腔加工上至少也是最佳配角了。

实际上电火花成形加工和加工中心所代表的高速铣,已不是零和游戏的双方,而是优势互补,进入双赢的局面。为此,电火花成形加工近年来技术上有了长足的进步,并在此基础上推出一系列新机型。

μ,直接宣称例如:GF.Agiecharmilles公司的F0350

为制作1mm容积的小型腔专用,Sodick的C32电源容量仅15A,最大亮点是所谓“零损耗”,与之相当的有MITSUBISHIELECTRIC公司的EA8PVM

Advance小型高速高精度机床,保证精度±0.003mm;MAKINO公司的EDACI,可以实现与磨削表

3

图2　微小齿轮模具

2　脉冲电源参数的精确控制

高性能脉冲电源控制技术主要体现在3个方

面,即:蚀除脉冲精度的精确控制、控制、2.1　是速度要快,为此AGIE2Hyperspark脉冲电源研制了FPGA脉冲优化模块,具有超强计算能力(30MIPS),可在约33.3ns时间内对脉冲前沿的状况进行一次检测,不仅可消除拉弧的风险,还可按使用中效率和表面质量(表面粗糙度的一致性和加工表面平整性)的权重来设定阈值。有了这一脉冲控制技术,使诸如300mm×300mm的大面积精加工得以实现。2.2　阻断清扫脉冲控制技术

瑞士AGIE2Hyperspark脉冲电源的阻断清扫脉冲控制技术是在放电柱渐近进入饱和状态前突加一个适当的高电流脉冲,以阻断已没有蚀除作用的放电柱,形成第一次材料抛出,凹坑中有明显残留物;然后重建新的放电柱,在其扩展过程中又会有些蚀除,更重要的是在其放电结束后的第二次材料抛出时,将原坑中的残料充分清除,形成光滑干净的放电凹坑,此放电凹坑比通常脉冲的放电凹坑浅,从而使表面粗糙度减小,白层(变质层)减薄。由于脉冲蚀除量的增加以及表面质量改善使后续精修省力,故此项技术使加工效率提高(采用铜和石墨电极时平均提高30%,深窄槽加工提高50%),电极损耗降低。例如用直径10mm,45°尖劈形石墨电极加工钢,加工深度12mm,加工结果:长度损耗0.1mm(相对损耗0.8%),表面粗糙度Ra1.6μm,加工时—46

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面的接刀痕在±1μm以内。令人印象深刻的样件是接插件模具的宽0.2mm深0.3mm的微细槽,其底角半径可稳定达到0.01mm,甚至更小仅0.005mm。在微细加工中的清角是此类机型的显

著标志。清角是小器件中为了更好地利用空间所必

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