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1 引言

近年來(lái)模具行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)模具技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。電火花加工一直以來(lái)都是模具技術(shù)的核心部分，尤其是在注塑模制造中發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前高速銑削技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)替代了模具制造中一些電火花加工工序，因此有人認(rèn)為其發(fā)展趨勢(shì)將替代電火花加工。但如果對(duì)這兩大模具成形技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)及不足給予認(rèn)真分析就可以發(fā)現(xiàn)，高速銑加工由于受銑削加工方式本身特點(diǎn)的制約，它在模具加工中并不能替代電火花加工。像深槽窄縫、內(nèi)清角、棱邊清晰的加工，細(xì)微、復(fù)雜、精密的加工，深型腔的加工，還有超硬材料的加工，這些都是高速銑加工能力所欠缺之處，相反電火花加工卻占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。另外，電火花加工在目前數(shù)控技術(shù)發(fā)展新形勢(shì)的影響下，朝著更深層次、更高水平的數(shù)控化方向快速發(fā)展。如今新型數(shù)控電火花機(jī)床層出不窮，各種品牌的數(shù)控電火花機(jī)床的性能有了全面提升。下文以北京ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床的新款SA系列產(chǎn)品為例（圖1），來(lái)介紹數(shù)控電火花機(jī)床在模具制造中取得的性能提升。

圖1 ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列

2 數(shù)控電火花機(jī)床在模具制造中取得的性能提升

2.1 加工精度的提高

模具行業(yè)大幅度的發(fā)展，對(duì)模具精度的要求越來(lái)越高。高精密模具如微型接插件、IC塑封模、手機(jī)、CD盒等，已成為市場(chǎng)上非常熱門的模具品種。這些模具電火花加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可達(dá)±2-3μm、底面拐角R值要求小于0.03mm，加工表面粗糙度要求低至Ra0.3μm，甚至要求鏡面加工。模具電火花加工精度的提高，完全受益于數(shù)控電火花機(jī)床精度的提高。因?yàn)槭褂脵C(jī)床進(jìn)行加工，加工精度無(wú)法超越機(jī)床精度。因此一般放電機(jī)床難以勝任完成高精度的電火花加工，選擇好的放電機(jī)床是保證加工精度的前提。ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列采用 Agie Charmilles 集團(tuán)核心技術(shù)，大大提高了數(shù)控電火花加工的質(zhì)量。機(jī)床剛性好，短C 形設(shè)計(jì)保證了精準(zhǔn)的放電間隙；瑞士脈沖電源能實(shí)現(xiàn)小間隙條件下的穩(wěn)定加工；X、Y、Z直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)保證了高精度的定位，高性能的伺服控制系統(tǒng)能把加工深度誤差控制在最小限度達(dá)到高精度加工；豐富的平動(dòng)方式用來(lái)精確的補(bǔ)償型面輪廓尺寸；精加工中電極損耗小，精加工模塊滿足鏡面加工要求，能加工出高品位的表面；數(shù)控自動(dòng)加工極大地降低了加工精度對(duì)人為的依賴。

2.2 加工效率的提高

現(xiàn)代模具要求電火花加工在保證精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手機(jī)外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等領(lǐng)域，都要求將大面積工件的放電時(shí)間大幅縮短，同時(shí)又要降低粗糙度。有些模具要求放電后不再進(jìn)行手工拋光處理，這不但縮短了加工時(shí)間且省卻后處理的麻煩，同時(shí)提升了模具品質(zhì)。這些效率方面的要求對(duì)數(shù)控電火花機(jī)床的性能提出了更高的要求。ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列采用純?nèi)鹗窟M(jìn)口脈沖電源使加工的生產(chǎn)率大幅度提高。AEP全自動(dòng)編程系統(tǒng)強(qiáng)化了加工條件的檢索功能，可以進(jìn)行多段加工條件的切換，通過(guò)進(jìn)行多段加工條件的切換，可以進(jìn)行各條件下最佳余量的加工，可以縮短加工時(shí)間，提高加工精度。如用Φ20㎜的紫銅電極在4Cr5MoSiV1鋼料上加工0.5㎜深，達(dá)到鏡面效果（約Ra 0.1μm）僅用時(shí)3.5小時(shí)（圖2）；橫向加工哈夫筆模一腔粗加工用時(shí)0.8小時(shí)，精加工達(dá)到Ra0.8μm的光潔度僅用時(shí)1.2小時(shí)。另外AEP全自動(dòng)編程功能減少了編程的輔助時(shí)間，友好的人機(jī)界面使操作變得十分快捷，在一定程度上也提高了加工效率。高效率的數(shù)控電火花機(jī)床是模具企業(yè)擴(kuò)大市場(chǎng)空間、提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的資本，其開(kāi)發(fā)而成的新產(chǎn)品、新技術(shù)亦愈受歡迎。

圖2 鏡面加工樣件

圖3 加工哈夫筆模

2.3 自動(dòng)化程度的提高

目前先進(jìn)數(shù)控電火花機(jī)床的自動(dòng)化性能有了全面提高。ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列可選配AEC（電極自動(dòng)交換裝置）和快速裝夾定位系統(tǒng)（EROWA、3R），這樣整個(gè)電火花加工只要在加工前將電極裝入刀庫(kù)，編制好加工程序，便能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使用基準(zhǔn)球和測(cè)頭進(jìn)行定位，加工中自動(dòng)執(zhí)行電極和工件位置的測(cè)量和修正，監(jiān)測(cè)加工，無(wú)需人工操作，打破了傳統(tǒng)加工繁瑣的操作模式。另外機(jī)床具備的自動(dòng)找外中心、找內(nèi)中心、找角、電極自動(dòng)找平行、C 軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系無(wú)需校正工件、多工件的連續(xù)加工等功能都體現(xiàn)了數(shù)控電火花機(jī)床高水平的自動(dòng)化性能。自動(dòng)化性能降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，提高了加工精度。

2.4 智能化程度的升級(jí)

新型數(shù)控電火花機(jī)床大多采用了智能控制技術(shù)。隨著市場(chǎng)對(duì)電火花加工要求的提升，智能化技術(shù)也在不斷地升級(jí)。ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列的NC 軟件基于WINDOWS XP平臺(tái), 人機(jī)界面友好,智能化程度高，易學(xué)易用。AEP自動(dòng)編程系統(tǒng)采用人機(jī)對(duì)話方式，編程過(guò)程中，只要按系統(tǒng)提示步驟創(chuàng)建相對(duì)零點(diǎn)、創(chuàng)建加工位置、創(chuàng)建放電加工就可以實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)生成，無(wú)須記憶任何代碼；創(chuàng)建放電加工過(guò)程中只要合理輸入或選擇工藝數(shù)據(jù)就可在豐富的工藝參數(shù)庫(kù)中自動(dòng)檢測(cè)最佳加工條件，如選擇平動(dòng)方式、電極與工件材質(zhì)、目標(biāo)粗糙度值，輸入加工深度、電極底面積、錐度值、電極縮放量等指標(biāo)；AEP自動(dòng)編程系統(tǒng)具有豐富的加工策略，可得到理想的加工效果，如可選擇標(biāo)準(zhǔn)、低損耗、高效率放電模式，又可分為標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)無(wú)沖液、尖點(diǎn)、窄縫、穿孔等工藝類型；當(dāng)加工變截面電極時(shí)，可根據(jù)加工面積及加工深度的變化，自動(dòng)選擇加工條件；編制好程序后可以進(jìn)行程序的模擬，并且可以通過(guò)圖象顯示來(lái)檢查；加工過(guò)程中由計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)判定電火花加工間隙的狀態(tài)，隨加工深度的變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)抬刀，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的智能控制。智能化程度的升級(jí)使機(jī)床操作更容易，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求更低。

2.5 其它性能方面的提升

數(shù)控電火花機(jī)床性能的提升還包括很多其它方面。ACTSPRK數(shù)控精密電火花機(jī)床SA系列在拓展應(yīng)用方面可以實(shí)現(xiàn)四軸四聯(lián)動(dòng)加工，如可以加工外螺紋、內(nèi)螺紋、三維螺旋面等復(fù)雜的工件；安全方面采用了防火自動(dòng)檢測(cè)裝置，液面檢測(cè)裝置，防止碰撞功能；節(jié)能方面特別顯著，同類產(chǎn)品容量為10～15KVA，而SA功率只有 3.7KVA，節(jié)約了一半以上的電能。

3 結(jié)束語(yǔ)

在模具技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，數(shù)控電火花加工技術(shù)已取得了突破性的進(jìn)展。電火花加工機(jī)床的性能也得到了全面的提升，在高速銑技術(shù)發(fā)展的影響下，電火花機(jī)床生產(chǎn)廠家將不斷對(duì)生產(chǎn)技術(shù)予以改進(jìn)，極大地提高數(shù)控電火花機(jī)床的加工質(zhì)量、加工效率，使這一特種加工技術(shù)在模具制造中立于不敗之地。

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