1)加工精度提高
多次切割技術(shù)是提高慢走絲加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。一般是通過(guò)一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面質(zhì)量。
由于在切割拐角時(shí)電極絲的滯后,會(huì)造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度,采取了更多的動(dòng)態(tài)拐角處理策略。如:自動(dòng)改變加工速度、自動(dòng)調(diào)節(jié)水壓、控制加工能量等。
先進(jìn)的慢走絲加工機(jī)床采用的高精度精加工回路,是提高加工工件平直度的有效技術(shù),使厚件加工的精度得到顯著提高;為了進(jìn)行小圓角、窄縫、窄槽及微細(xì)零件的微精加工,頂尖的數(shù)控低速走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床可以采用0.02~0.03 ㎜的電極絲進(jìn)行切割。
為了保證高精度的加工,機(jī)床的機(jī)械精度、脈沖電源精度、伺服控制精度(包括對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、脈沖參數(shù)、走絲系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)的控制)都已達(dá)到極高的水準(zhǔn)。采用水溫冷卻裝置,使機(jī)床內(nèi)部溫度與水溫相同,減小了機(jī)床的熱變形;采用閉環(huán)數(shù)字交(直)流伺服控制系統(tǒng),確保優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能和高定位精度,加工精度可控制在若干微米以?xún)?nèi),精密定位可實(shí)現(xiàn)0.1μm當(dāng)量的控制;采用浸入式加工,降低工件熱變形;電機(jī)伺服,閉環(huán)電極絲張力控制;采用電壓調(diào)制對(duì)刀電源實(shí)現(xiàn)高精度對(duì)刀,對(duì)刀精度可達(dá) 0.002 ㎜,不損傷工件,不論干濕。
2)表面質(zhì)量日臻完善
先進(jìn)的慢走絲加工機(jī)床采用平均電壓為零的無(wú)防電解脈沖電源,電解的破壞已降到最低程度。此外,由于脈沖電源的改進(jìn),普遍采用高峰值,窄脈寬(微秒級(jí)),材料大多數(shù)為氣相拋出,帶走了大量的熱,工件表面溫度就上不去,開(kāi)裂的現(xiàn)象大為減少;不僅加工效率高,而且使表面質(zhì)量大大提高。采用無(wú)電解電源進(jìn)行電火花線(xiàn)切割加工,可使表面變質(zhì)層控制在2μm以下。切割的硬質(zhì)合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒(méi)有什么不同,甚至優(yōu)于機(jī)械磨削加工,越來(lái)越多的零件加工“以割代磨”。
3)加工效率提升
由于納秒級(jí)大峰值電流脈沖電源技術(shù)及檢測(cè)、控制、抗干擾 技術(shù)的發(fā)展,慢走絲加工機(jī)床的加工效率也在不斷提高,當(dāng)前先進(jìn)的慢走絲加工機(jī)床的最高加工效率可達(dá)500㎜²/min。較大厚度工件的加工效率有實(shí)際意義的技術(shù)提升,如切割300 ㎜厚的工件時(shí),加工效率可達(dá)170㎜² /min。對(duì)于厚度變化工件的加工,通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)加工件的厚度,自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù),防止斷絲,達(dá)到該狀態(tài)的最高加工效率。
另外,先進(jìn)慢走絲加工機(jī)床推出的快速自動(dòng)穿絲技術(shù),自動(dòng)穿絲時(shí)間<15 s提高了加工操作的效率;推出的雙絲自動(dòng)交換技術(shù),能采用0.20~0.02 ㎜的電極絲自動(dòng)進(jìn)行雙絲切換加工。采用粗絲進(jìn)行第一次切割,一般絲徑為0.25 ㎜,以提高加工效率,并可無(wú)芯切割;然后采用細(xì)絲進(jìn)行修整,一般采用 0.10 ㎜的細(xì)絲,切割出小圓角,并可提高精度,總體可節(jié)省30%~50%的切割時(shí)間。
4)自動(dòng)化、智能化及信息化的發(fā)展
加工過(guò)程中,為了減少人的干預(yù),保證達(dá)到預(yù)期的工藝指標(biāo),慢走絲加工的自動(dòng)化、智能化及信息化取得了相應(yīng)的發(fā)展。
慢走絲加工機(jī)床完備的工藝專(zhuān)家系統(tǒng)按加工要求給出成套參數(shù)。不僅包括常用電極絲牌號(hào)和相應(yīng)的工件材料,還提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工參數(shù),可依據(jù)上下噴嘴是否與工件接觸,距離多大,是在切縫中精修,還是敞開(kāi)面精修,精度、表面粗糙度和效率哪一項(xiàng)優(yōu)先的加工策略來(lái)生成各自的規(guī)準(zhǔn);放電專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)付切割中的隨機(jī)因素,在切入、切出、截面變化、中心切割、接近邊緣切割、大截面高速切割等情況下,在加工過(guò)程中運(yùn)用自適應(yīng)控制策略及自動(dòng)化控制功能,得到不斷絲穩(wěn)定高效加工。
自動(dòng)無(wú)孔探測(cè)功能也很實(shí)用,自動(dòng)跳步加工時(shí),如果預(yù)孔被忘記打出或孔位偏移,機(jī)床就會(huì)自動(dòng)移到下一個(gè)預(yù)孔上,這樣可防止在無(wú)人操作加工時(shí)停機(jī),在穿好絲之后發(fā)生短路時(shí),可自動(dòng)搜尋消除短路的位置,提高了連續(xù)無(wú)人操作運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。
機(jī)床的CNC系統(tǒng)配以標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械接口,組成智能化的制造系統(tǒng),通過(guò)3R系統(tǒng)或EROWA系統(tǒng)的機(jī)械手,可方便地實(shí)現(xiàn)工件(托盤(pán))的自動(dòng)交換,配以專(zhuān)家系統(tǒng)及電極絲自動(dòng)交換技術(shù),可以自動(dòng)完成全部加工過(guò)程。
02各檔次慢走絲加工機(jī)床的技術(shù)水平
可將慢走絲加工機(jī)床分為頂 級(jí)、高檔、中檔、入門(mén)四個(gè)檔次。生產(chǎn)慢走絲機(jī)床的典型廠家有瑞士GF加工方案(原阿奇夏米爾)、日本牧野、日本西部、日本三菱、日本沙迪克、日本法那科等。
1)頂 級(jí)慢走絲加工機(jī)床
這種慢走絲加工機(jī)床代表了目前的最高水平,主要由瑞士、日本制造。這類(lèi)機(jī)床的加工精度能保證在±0.002 ㎜以?xún)?nèi),最高加工效率可達(dá)400~500㎜²/min,表面粗糙度可達(dá)Ra0.05μm,具有完美的加工表面質(zhì)量,表面幾乎無(wú)變質(zhì)層,能使用Φ 0.02 ㎜的電極絲進(jìn)行微精加工,主機(jī)大都具有熱平衡系統(tǒng),一些機(jī)床采用在油中進(jìn)行切割加工。這類(lèi)機(jī)床功能齊全,自動(dòng)化程度高,可以直接完成模具的精密加工,所加工的模具壽命已達(dá)到機(jī)械磨削水平。
2)高檔慢走絲加工機(jī)床
這類(lèi)機(jī)床基本上由瑞士和日本公司生產(chǎn),具有自動(dòng)穿絲功能,無(wú)電阻防電解電源,整體熱恒定系統(tǒng),能采用Φ0.07 ㎜的電極絲進(jìn)行切割,精度在±0.003 ㎜左右,最高加工效率能達(dá)300㎜²/min以上,表面粗糙度能達(dá)到Ra<0.2μ m,具有適時(shí)檢測(cè)工件截面變化、實(shí)時(shí)優(yōu)化放電功率功能。這類(lèi)機(jī)床也廣泛用于精密沖壓模加工。
3)中檔慢走絲加工機(jī)床
這檔機(jī)床一般由瑞士和日本公司在中國(guó)的制造工廠生產(chǎn),一些臺(tái)灣機(jī)的技術(shù)水準(zhǔn)也能達(dá)到這個(gè)檔次,其配置和性能滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)大多數(shù)精密線(xiàn)切割加工的要求。一般都采用無(wú)電阻防電解電源,具有浸水式加工、錐度切割功能。實(shí)用的最高加工效率為150~200 ㎜²/min,最 佳表面粗糙度達(dá)Ra< 0.4μm,切割精度可達(dá)±0.005㎜,一般采用Φ0.1㎜及以上的電極絲進(jìn)行切割,配備的防撞保護(hù)系統(tǒng)可避免由編程錯(cuò)誤或誤操作引起的碰撞受損,配備或者可選配自動(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)。
4)入門(mén)級(jí)慢走絲加工機(jī)床
這檔機(jī)床一般是臺(tái)灣機(jī)床或者國(guó)內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的機(jī)床,其配置和性能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)普通模具與零件的加工要求。一般多使用切一修一,切一修二的工藝,能穩(wěn)定達(dá)到表面光潔度在Ra0.8μm左右,加工精度在±0.008㎜,大多只能使用0.15mm及以上的電極絲進(jìn)行切割,加工的表面微細(xì)組織、拐角與先進(jìn)的機(jī)床有一定的差距。
好了工模師傅也說(shuō)了這么多的重點(diǎn)了,你對(duì)慢走絲加工機(jī)床的技術(shù)水平明白了多少?塑膠模具產(chǎn)業(yè)屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中的基礎(chǔ)行業(yè),具體涉及機(jī)械、汽車(chē)、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè),應(yīng)用范圍十分廣泛。我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速,其中汽車(chē)制造、IT 制造及醫(yī)療器械的發(fā)展,讓整個(gè)模具行業(yè)迎來(lái)發(fā)展的機(jī)遇。