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我国冲压模具与电火花线切割加工技术现状分析.doc

上传人:saw518 文档编号:7692186 上传时间:2019-05-23 格式:DOC 页数:8 大小:30KB
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资源描述

1、 用心专注 服务专业我国冲压模具与电火花线切割加工技术现状分析近年来,我国模具工业有了长足的进步。2005 年模具产值为 610 亿人民币,2006 年约 720 亿,平均每年以 20%25%的速度增长。模具的技术水平同样有显著提高,一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平,而这些优质模具大多数为塑料模和冲压模。冲压模的加工离不开电火花线切割机床(WEDM ) 。据统计,我国约有 80%的 WEDM 用于冲压模加工。 我国先进水平的冲压模现状 标志着冲压模先进水平的是高精度、长寿命、多工位级进模,它具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长、生产效率高和低耗材耗能的特点,是我国重点发展

2、的精密模具品种之一。 有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模,精度达 2m,步距精度达 3m,双回转精度 1,拼块精度 1m,表面粗糙度 Ra0.10.4m,寿命 1亿次;美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模,精度为 1m,步距精度 2m,模具寿命 2 亿次。虽然精度已接近国外先进水平,但寿命有一定差距。 高水平的空调器翅片多工位级进模,精度达 2m,凸、凹模的工作面近千处,冲裁间隙为 0.01mm 的达 300 多处,一次冲出翅片数达 36 列,模具寿命用心专注 服务专业2 亿次以上;日本日高精机、美国 OAK、意大利 GBS 公司制造的 3672 列数翅片级进模

3、,精度达 2m,步距精度 3m,寿命 5 亿次以上。同样,精度已接近国外先进水平,但模具寿命有较大差距。 体现高难度成形的彩管电子枪零件(G5)25 工位硬质合金级进模,精度达 2m,模具在高速冲床上应用,冲制 0.245mm 厚的无磁不锈钢,经各道工序后,制品精度达5m ,模具寿命 3 千万次以上;日本东芝、日本日立等公司制造的彩管电子枪零件级进模,精度为 2m,步距精度 3m,模具寿命 5 千万次以上。同样模具寿命有差距。高性能的集成电路框架 32 工位级进模,精度达 2m,在高速冲床上冲速达350500 次/分,寿命为 3 千万次以上;日本山田、美国奥伯格等公司制造的100 条脚以上的集

4、成电路框架模,精度达 2m,步距精度 3m,模具寿命 1 亿次。 还有如自主创新的手机连接器 50 工位级进模,精度达 2m,步距精度3m,模具寿命 2 亿次;数码相机弹簧片 18 工位级进模、接插件 46 工位级进模等都达到了较高的水平。 综上可以看出,具有代表性的我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平(精度、表面粗糙度等)已接近或达到国外先进水平,而以上这些模具的型孔、定位孔等关键部位基本上都依靠精密 WEDM 进行加工,说明我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的技术进步与 WEDM 技术进步密切用心专注 服务专业相关。 我国的 WEDM 分为低速走丝电火花线切割机(LSWEDM)及高

5、速走丝电火花线切割机(HSWEDM )两类。精密、高效、复杂、长寿命冲压模一般由 LSWEDM 进行加工。 LSWEDM 国内外现状及其在冲压模中的应用 总体来说,LSWEDM 的技术含量在机床行业属高新技术产品,但从国内外发展情况来看,它本身的技术水平大致可分为:顶级、高档、中档三个层次。顶级机 这种 LSWEDM 代表了当前最高水平,但基本上都是瑞士和日本的产品。这种机床的最大切割速度为 400500mm2/min,最高加工精度可达1m,表面粗糙度 Ra 为 0.05m,加工表面无变质层,具有 0.02mm 的细丝切割功能,功能齐全,自动化程度高。例如:瑞士阿奇的 AGIECUTVERTE

6、X 系列机床,其加工工件的轮廓精度 Tkm(Tkm最大值最小值/2)为1m,Ra 为0.05m,加工表面无变质层;瑞士夏米尔的 ROBOFIL2050TW、6050TW 双丝切割机床,最高加工精度1m ,Ra 为 0.05m,具有完美的加工表面质量;还有如日本三菱、牧野、沙迪克生产的相关机床。 用心专注 服务专业这类机床最大特点是不但加工精度高,而且表面无变质层,可以直接完成模具的精密加工,所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。 高档机(标准机) 这类机床一般都具有自动穿丝功能,无电阻防电解电源,有的也有细丝(0.03mm)切割功能,最大切割速度 400500mm2/min,加工精度一般在3m(

7、精度定义不尽相同) ,Ra 为 0.2 0.3m,这类机床基本上也由瑞士和日本公司生产。例如:瑞士阿奇的 AGIECUTEXCELLENCE 系列,其加工精度(Tkm)1.5m, Ra 为 0.1m,具有较高的水平;又如:瑞士阿奇的AGIECUTPROGRESS 系列机床,第一次切割加工,其切割速度为350500mm2/min 的情况下,Ra 可达 0.8m,具有很大的实用价值,这在高档机中属佼佼者。具有高档机水平的机床还有瑞士夏米尔、日本三菱、沙迪克、牧野生产的相关机床。 这类机床也广泛用于精密冲压模加工,但有的还需研、磨配合加工。中档机(入门机) 瑞士、日本在中国的独资(合资)企业为了适应

8、中国市场的需要,同时也生产一些中档机床。如:日本沙迪克特种(苏州)生产的有关型号机床;大连三菱 FA 系列中有关型号的机床;瑞士夏米尔 ROBOFIL380、390 机床以及北京阿奇夏米尔生产的 XENON 机床等。这些机床一般在 6080 万元/台用心专注 服务专业(中档规格) 。台湾及台湾在大陆生产的企业一般也在生产中档水平的LSWEDM。 中档机床一般都具有无电阻、防电解电源、切割速度为300400mm2/min,加工精度可达5m,Ra 为 0.40.5m 。 应该指出,根据国外所提供的机床资料,各公司加工精度的评价方法不尽相同,用于评价加工精度的加工工件材料、形状、尺寸也不同,因此,关

9、于顶级机、高档机、中档机的表述仅供参考。 由于 LSWEDM 精密加工技术与加工表面完整性技术的结合,使LSWEDM 加工技术上了一个新台阶,并推动了精密、复杂、长寿命冲压模加工技术的进步,使 LSWEDM 在精密冲压模加工中具有不可替代的作用。随着模具工业的迅速发展,LSWEDM 的市场也在不断扩大,2003 年 LSWEDM国内年产量仅 800 台,至 2004 年已达 1800 台,2005 年达 2400 台,2006 年初步统计约 3500 台,产值约 2530 亿人民币。预计今后还有更大的发展空间。HSWEDM 的技术进步 HSWEDM 同样用于冲压模加工,但一般以中、低档模具为主

10、。由于它的实用性、经济性,所以在国内有较大的市场,目前年产量达 3.54.0 万台/年左右,产值约 14 亿人民币。模具制造企业基本上都装备了这类机床,有的用心专注 服务专业多达 1520 台,可是这类机床加工精度较低(尺寸精度 0.015mm) ,加工表面质量较差,但近来 HSWEDM 技术水平有了较大的进步。 根据 LSWEDM 多次切割实现精密加工的原理,开始对 HSWEDM 进行多次切割技术的研究,并有所突破。如上海大量、苏州新火花等一些企业开发生产了多次切割 HSWEDM 新产品,提高了加工精度,改善了表面质量。实现多次切割加工技术,主要解决的问题是:加工过程中电极丝空间形位变化的控

11、制,为此,采用高耐磨性的导向装置、恒张力的控制机构以及采用走丝速度程控调节等措施,这是实现多次切割的基本条件;窄脉宽、高峰值电流的新型脉冲电源是提高多次切割工艺水平的重要保证;又如:采用短程往复走丝、改变跟踪控制方法、进行系统工艺试验开发多次切割软件等;提高机床的运动精度对多次切割的 HSWEDM 显得更为重要。 多次切割提高了 HSWEDM 的加工工艺水平。例如:苏州新火花公司的多次切割 HSWEDM,在三次切割后表面粗糙度 Ra1.2m 时,平均加工速度50mm2/min,加工工件表面光泽,无切割条纹。机床的最大切割速度190mm2/min,最佳表面粗糙度 Ra0.8m;上海大量 TP 系

12、列的多次切割HSWEDM,在进行三次切割后 Ra1.0m,加工精度(尺寸差)6.0m。以该公司加工的八方工件为例,说明多次切割技术在 HSWEDM上的应用,使 HSWEDM 加工工艺水平有较大提升。WEDM 模具加工技术的展望 用心专注 服务专业随着多工位级进模的不断发展,由单排级进模技术向双排多列级进模技术发展;而且多工位级进模的功能越来越复杂。以电机铁芯自动叠片多工位级进模为例,有铁芯大规格自动叠片、铁芯双排扭槽叠片、多排直槽叠片、大回转叠片、双回转叠片等。因此,模具结构越来越复杂、制造难度越来越大、精密加工的要求越来越高,为了满足模具发展的需要,推动了 WEDM向更高层次的发展,而代表

13、WEDM 高层次发展方向的应属 LSWEDM。在LSWEDM 的加工过程中,为了减少人的干预,保证达到预期的工艺指标,自动化、信息化是 LSWEDM 的发展方向。 在顶级机、高档机完善的专家系统及电极丝自动交换(多工位自动穿丝、双丝切割自动换丝)的基础上,进一步实现工件自动交换(AWC) ,以自动完成全部加工过程,减少人的干预,以达到预定的加工目标。 瑞士阿奇的 AGIEVISONCNC 系统与机器人或装卸装置及与网络功能相配合,组成智能化的制造系统。例如,美国的 Chelar 工模具公司的瑞士阿奇EVOLUTION3LSWEDM,配用能安装 10 个工件托盘的 SD10 型机械手及PROWN

14、&SHARPECMM 测量机后,实现全自动无人看管运行,机床年运行工时已达 6800h。 瑞士夏米尔公司千禧版的 CNC 系统是基于 WINDOWSNT 操作系统,在ROBOFIL240CC/440CC 上控制内装的 QCRW 型机械手,具有能装卸重达100kg 工件的托盘。此外,CNC 系统具有接入局域网( LAN)的标准配置,机上还装有一个 RJ-45 接口和以太网卡。 用心专注 服务专业耐磨焊条在自动化、信息化方面,还有日本沙迪克公司 CNC 系统、日本三菱的 64 位 CNC 系统等,有了这些功能完备的系统,配以标准化机械接口,通过 3R 系统或 EROWA 系统的机械手,可方便地实现工件(托盘)的自动交换。

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